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看全球新电改配套文件电力需求侧应用现状

数读市场中国仪表网2015年09月29日 11:27人气:22050

  【中国仪表网 数读市场】《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》将“积极开展电力需求侧管理和能效管理”列入五项基本原则重要内容,新电改第二个配套文件更是瞄准了电力需求侧,我国的电力需求侧管理体制改革迈出了重要的一步。从需求侧管理到需求侧响应,绝不是一个简单的概念搬弄,而是一个质的拓展。放眼世界,各国电力需求侧响应的应用情况如何呢?
  
  何为需求侧响应?
  
  需求侧响应(Demand Response,DR),是指通过电价调整或提供资金奖励,引导用户根据系统需要改变原有的用电模式,达到减少或推移某时段的用电负荷而响应电力供应,从而保证电网系统的稳定性。
  

  另外一个名词,与之对应相关的,需求侧管理(Demand Side Management,DSM),即是指对用电一方实施的管理。这种管理是国家通过政策措施引导用户高峰时少用电,低谷时多用电,提高供电效率、优化用电方式的办法。
  
  需求侧管理和需求侧响应的关系:需求侧管理只是作为电力公司的一个负荷管理工具或政府提升能源效率的手段,而需求侧响应则是全面参与电力市场的新资源。一个是行政,一个是市场。
  
  具体来说,需求侧响应,按照用户不同的响应方式将电力市场下的需求响应分为两类:基于价格和基于激励。
  

  基于价格的DR(pricebased DR):
  
  分时电价:TOU(Time of Use Pricing),固定电价转变为不同时段的不同价格机制,用电低谷价格下降,用电高峰价格上升,如峰谷电价、季节电价等;
  

  实时电价:RTP(Real Time Pricing),更快的电价更新周期,周期为一小时或更短,TOU无法应对短期容量短缺等,因此RTP更为合理;
  

  尖峰电价:CPP(Critical Peak Pricing),RTP对于量测基础设施和营销系统有较高要求,初期可以结合TOU以及动态的CPP,CPP价格预先设定,提前一定时间通知用户,可以起到抵御突发用电高峰的效果;
  

  特别注意的是,阶梯电价严格来说不是真正意义的DR措施,无法达到准确调整需求的目的,只能起到一定的降低能耗的目标。
  
  基于激励的DR(incentive based DR):
  

  直接负荷控制:DLC(Direct Load Control),DLC执行机构远程控制用户设备避开高峰,提前通知;
  
  可中断负荷:IL(Interruptible Load),类似DLC,不过需要得到用户同意方能控制设备开、关;
  
  需求侧定价:DSB(Demand Side Bidding),改变用电模式,以竞价形式主动参与市场竞争;
  
  紧急电力需求响应:EDR(Emergency power Demand Response),电力系统稳定性受到威胁时,供电方为用户减少负荷而提供补偿,用户则自愿选择参与或放弃。
  
  国外需求侧响应的应用
  
  美国的需求侧响应发展
  
  美国电力市场环境开放,目前是世界上实施需求响应项目最多,种类最齐全的国家;有三种典型的商业运作模式:政府直接管理模式、电网公司管理模式和独立第三方管理模式。
  




 
  项目方面
  
  目前在美国,尖峰电价相对没有分时电价和实时电价那么普及,只有部分机构针对大型工商业用户和普通居民用户实施了尖峰电价。美国最早的尖峰电价项目是海湾电力公司在2000年开始实施的。直接负荷控制(DLC)项目在美国已经采用了40多年,最常用的DLC项目就是空调、热水器和水池水泵等用电设备的远方控制和调节。
  
  全美各州可中断负荷项目的开展各具特色,加州的可中断负荷主要以运营负荷参与计划和需求削减计划为主;纽约电力市场中的可中断负荷参与日前现货市场或运行备用市场;PJM的可中断负荷分为紧急负荷响应计划和经济负荷响应计划。
  

  一些典型项目
  
  德克萨斯州的空调负荷管理项目。控制技术在DR中的典型应用,用户参与度相当高。在夏季负荷高峰时,AustinEnergy利用温控器来循环控制用户的空调来削减峰荷,并允许用户利用在线工具控制自己的智能温控器。德克萨斯州已经安装了86000个智能温控器,削减峰荷90MW。
  

  美国加州自动需求响应(automated demand response system,ADRS)项目。ADRS运行在一种尖峰电价的电费下,ADRS试点项目是一个小规模的探索性项目,只有175户。试点的参与者安装了Good Watts系统,允许用户通过网络程序设定自己对控制家电产品的喜好。在尖峰电价下,高峰期的电价较高,所有其他小时、周末和假期都采用基准费率。
  
  2004~2005年,参与用户都完成了可观的负荷削减量,与对照组形成较大对比。并且尖峰事件日的峰时负荷削减量始终都是非事件日的2倍。
  

  用户方面
  
  就美国而言,工业用户能够针对价格或激励信号快速做出响应并削减大量的用电需求,因此非常适合需求响应项目,过去开展的需求响应也主要集中面向工业用户。目前用户与电网之间的互动还相对较少。
  
  用户参与度是衡量需求响应项目是否成功的重要指标,美国还是十分重视DR宣传、教育的。
  
  成果方面
  
  直接的效果就是,美国之前提出了常规、扩展、可实现和全参与4种方案。在这四种方案下,到2019年,可以分别削减高峰负荷,分别相当于高峰负荷的4%、9%、14%和20%。全参与方案可以削减的高峰负荷量相当于可以消纳全美10年内的电力需求增长。
  



 

  欧洲的需求侧响应发展
  
  欧洲共有八大区域性电力市场,各自有不同的市场规则及技术标准,没有一个整体性的需求响应实施计划,因此欧洲各国所开展的需求响应项目主要依据于各自制定的方案和规则。
  

  据统计,欧洲各国需求响应项目平均可削减峰值负荷的2.9%。
  
  一些新领域的应用前景
  
  自动需求侧响应(ADR)
  

  针对节能的自动需求侧响应
  
  日本2014年底实施自动需求响应实证试验。使用ADR国际标准规格Open ADR 2.0,在电力供应紧张时,自动向用户发出节电要求信号(以下简称DR信号),家庭、企业等用电方自动接收DR信号,用能源管理系统(EMS)控制用电量,对DR结果自动进行报告。
  


  电动汽车的自动需求侧响应
  

 
  和V2G技术有关联,可以通过对无线传感器网络的部署进行了设计,并对人机界面、协议和数据包结构进行了研究,节点被预先设置在家用电器、电动汽车、家用蓄电设备等关键用电设备上或插座中,实时检测用电量及用电功率,并能够通过控制器控制电力的通断。
  
  配合可再生能源的自动需求侧响应
  
  如欧盟智能生态电网(Ecogrid EU)项目,被誉为未来欧洲智能电网发展的典范。项目的聚焦点在于其允许小容量的分布式电源和终端用户参与。与现有的电力报价相反,Ecogrid EU市场是一个无报价的实时市场,实时市场运营商设定5min间隔的实时电价,而小容量分布式电源、终端用户将会根据接收到的实时电价而做出提供平衡资源的响应。
  

  我国需求侧响应的发展
  
  我国还主要是需求侧管理,市场化不强,用户参与度很低,多侧重于行政手段,有个说法叫有序用电,是我国的主要原则,特别在迎峰度夏期间。
  

  当然我国也实施了一些需求响应政策。
  
  比如基于激励的需求响应:2004年以来在江苏、河北、福建、上海、浙江等省份均开展了可中断负荷的实践工作,总体而言,实施工作还处于起步阶段,而且可中断负荷补偿标准太过笼统,没有考虑到用户的类型,无法对用户产生有效的激励。
  
  比如基于电价的需求响应:我国目前实施的需求响应电价措施有:分时电价,阶梯电价和尖峰电价。以居民阶梯电价为主,是指按照电力消费量分段定价,用电越多,支付的电价水平呈阶梯状逐级递增,2012年开始在全国全面推行。
  

  欧洲、美国和中国的需求侧特点对比
(本文来源:南度度 严同 转载请注明出处
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