我国实施电力需求侧管理的问题与对策研究.pdf

华中科技大学 硕士学位论文 我国实施电力需求侧管理的问题与对策研究 姓名：吴晶 申请学位级别：硕士 专业：行政管理 指导教师：王冰 20061031 I 摘摘 要要 我国是能源消费大国，随着国民经济的快速发展，我国的能源消费水平也有大 幅提高。纵观当今世界，能源与环保己经成为全球性议题，走可持续发展道路才是 人类社会的长久之计，因能源利用引发的环境污染问题不容忽视。对此，近年来我 国不断进行能源结构的优化调整，这其中电能作为一种清洁、高效的优质能源，在 我国能源消费中己占有越来越大的比重。 近年来，随着我国经济增长速度加快，电力需求持续保持旺盛增长。2005 年我 国经济增长 9.9，全社会用电量增长达 11.8。电力需求出现的这种快速增长态 势，一方面，由于我国不断投入建设使得电力供应基本上满足了国民经济发展的需 求；另一方面，当前我国电力需求环境和社会用电特性己经发生了很大变化，用电 峰谷差加大，电网运行的负荷率和经济性下降，系统平衡和系统安全的困难程度增 加，呈现出多样化的复杂局面。目前，我国出现夏季高峰负荷增长过快，超出了电 力系统的供应能力的严峻形势，部分省市采取了高峰时段限电的措施。但全国发电 设备需求容量仍然不足的事实促使人们寻求新的解决途径，这就是电力需求侧管理 (DSM)技术。随着保护环境和国民经济可持续发展的需要，人们更加意识到 DSM 在实现可持续发展目标中的作用。正是在这种背景下,我国需要加大力度推广电力需 求侧管理(DSM)。本文分析了中国能源与电力供需状况,并介绍了国外实施 DSM 的 成功经验,在此基础上分析了在我国阻碍电力需求侧管理发展的主要因素,如法律不 健全、缺乏政策支持、DSM 项目实施风险大等,最后针对我国电力企业实施 DSM 提 出了建设性的意见。本文的研究结论是通过行政手段、财政手段、技术手段及消费 引导的有效结合,促进我国电力需求侧管理的实施。应确立电网公司作为 DSM 实施 主体,建立 DSM 公益计划基金,建立合理的电价结构体系。根据我国的电力市场现状 和发展趋势,从长远的观点来看，能否解决能源短缺和能源浪费问题，将成为影响我 国实现可持续发展目标的关键所在。 关键词：关键词：电力需求侧管理；能源效率；移峰填谷；负荷率 II Abstract China is a large energy resources needed country and the consumptions of energy resources increased a lot as the rapidly development of economy Look through the world, energy resources and environmental protection became the global issues, continuous health developing way is the right methods of human society. The pollution come from resources utilization became even serious. Thus, the continuously adjust the structural of energy resources, electric power take up more and more portions as a efficiently an clean power. Recently, electric power demanding keeps prosperous increasing, along with the acceleration of economic developing in 2005, the economy increased up 9.9%, and the electricity demanding of all the society increased up 11.8%.The phenomena that electric power demanding increasing rapidly attribute to two reasons. On one hand, electric power providing is increased as the continuously investment in electric power construction, which can satisfied the need of economic development, on the other hand, the characteristic of electric power demanding and using has changed a lot. Such as, the Peak to Peak Voltage enlarged, the difficulty of system balance and system security strengthened. Nowadays, the peak load increased too quickly that exceed the provide capability of electric system, which caused some of province restrict the electric power using in running time. But the demanding for the whole nation equipment generation is not enough. That why technical personnel seek a new solution which is called Demand Side Management. And they cleanly aware the utility of DSM in realizing continuous development, as the needing of environmental protection. Just based on such background, we should enhanced the popularity of DSM. In this paper, the supply and demand of Chinese energy and electric power has been analyzed, and the successful experience of implementing DSM in foreign countries recommended has been introduced. Based on above, the main factors that hinder electric DSM development in our country has been analyzed, for example law imperfection, lack of police support, enormous risk of DSM project implementation, fund insufficient, unreasonable price of electricity, quality problems of electricity conservation products etc. At last, the constructive advices for electric power enterprises to implement DSM in our country have been proposed. The research conclusion of this paper is to promote the III implementation of electric DSM by means of the effective combination of administrative measures, financial measures, technological measures and guided measures. The electric network company should be the major entity of DSM implementation, and DSM commonwealth plan funds and reasonable system of electric price structure should be established. According to the current situation and development trend of electric power market of our country, energy and environment still are the two factors to restrain economic development on the long-term view. The capability construction of government efficiency management institutions should be place into the reform deepening process based on the long-term strategic view. Key words: Power Demand Side Management； Energy Efficiency； Moving The Peak And Filling The Valley； Lode Ratio III 独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽 我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过 的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意 识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大 学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 ，在_年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 1 绪绪 论论 1.1 选题意义选题意义 随着我国经济的发展,能源瓶颈问题将更加突出,但如果只增加电力基础设施投 资,不进行节能,将造成能源的极大浪费.特别是近 10 年以来,负荷的增长速度大于电 量的增长,使得电网的负荷率下降,峰谷差加大,为电网调峰及经济运行带来困难,并且 也影响了电网运行的可靠性及经济性。随着经济的发展及生活水平的提高,这一趋势 将继续发展. 当前国内各大中城市均出现了电力紧张的情况，这一方面是国民经济 快速增长的反映。另一方面，也反应出电力工业的发展与限制的矛盾日益显现，电 力工业的发展越来越受到现有资源和环境保护因素的制约。从实现电力工业的可持 续发展和社会系统资源利用最优出发，必须高度重视电力需求侧管理（DSM）的研 究和开发，加大 DSM 的运用和发展。 2004 年 5 月，国家发展改革委和国家电力监管委员会联合发出加强电力需求 侧管理工作的指导意见 ， 指导意见要求：各地政府负责主持、推动本地区电力 需求侧管理工作，组织制订有关电力需求侧管理的法规、政策、标准和规划，并积 极筹措资金，推动需求侧管理工作。电监会协助政府开展工作，并监督核查落实情 况。各地电网经营企业是电力需求侧管理工作的主体，在电力系统规划、生产和运 行管理中落实电力需求侧管理的各项具体措施，保障居民生活、交通信号灯、农业 灌溉以及其他重要用户的用电。电力用户要优化用电方式，制订节电规划，配合当 地政府落实各项电力负荷管理措施。这是指导我国全面开展电力需求侧管理工作的 纲领性文件，也是将电力需求侧管理纳入到法律框架中的基础性文件。电力需求侧 管理是促进电力工业与国民经济、社会协调发展的系统工程，涉及到政府、电力企 业及广大电力用户的许多方面，这一文件的出台，将指导各地区尽快制定电力需求 侧管理的实施细则，规范电力需求侧管理的活动，推进和全面开展需求侧管理工作。 该文件在充分肯定电力需求侧管理对缓解当前电力短缺的作用的同时，也强调电力 需求侧管理是国家能源战略的重要组成部分，确立了需求侧管理在我国可持续发展 中的战略地位。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 2 电力需求侧管理在缓解电力短缺中的作用已经显现。 预计到电力供应不足， 2003 年 4 月以来，国务院办公厅、国家发改委、国家电监会及国家电网公司相继出台了 一系列文件，并召开会议部署工作，提出要采用电力需求侧管理的办法，科学合理 地引导电力消费，降低高峰电力需求，以缓解电力供应紧张的局面。各地政府部门 与供电企业共同协作，在努力增加供电能力的同时，积极开展需求侧管理工作。如 通过组织供电企业与电力用户充分协商等办法，提前制定错峰、避峰措施；通过调 整企业生产作息时间、周轮休时间、设备检修时间等，转移部分高峰负荷；积极推 广冰蓄冷空调、节能灯、变频调速等高效用电设备。同时，部分省广开渠道积极筹 措资金，对可中断负荷的用户给予补偿，以经济手段引导用户主动参与需求侧管理， 调节电力供求关系，提高资源利用率和能源效率。此外，政府充分发挥引导、规范、 舆论作用，为广大用户提供电力供需形势信息，争取全社会的理解和支持。实践证 明:需求侧管理在缓解电力短缺中发挥了很大的作用。 因此，对我国实施电力需求侧管理的对策与措施进行研究能够对缓解我国当前 电力紧张形势及我国经济社会可持续发展，特别是电力企业的可持续发展起到积极 的指导意义。 1.2 电力需求侧管理国内外研究现状电力需求侧管理国内外研究现状 1.2.1 电力需求侧管理在国外实施现状分析 DSM产生于20世纪70年代能源危机之后的美国等西方工业化国家。其概念最早 于1981年由美国电力研究学院 （EPRI） 的副院长克拉克.W.盖林斯 （Clark W. Gellings） 提出。1一方面，当时的能源危机使电网公司发电成本大幅上涨，80年代初核电受 到公众舆论谴责，环保标准更加严格又进一步恶化了电网公司的经营状况；另一方 面，政府要求通过节电，提高用电效率来控制需求，尽量推迟装机时间，而用户也 抱怨电费支出的增加，要求电网公司降低发电成本，在这种背景下，美国等西方国 家的电力公司及其政府管制的机构纷纷开始研究和实施DSM。 DSM 作为一种重要工具，已经引起了美国政府和社会的普遍重视，它被当作与 供方资源同等重要的替补资源来看待。现在，国际上已把需求侧管理包括在长期得 到世界银行等金融机构支持的综合资源规划(Integrated Resource Plan，简称 IRP)的 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 3 入选资源之中。目前，大约 30 多家北美的电力公司已经积极实施需求侧管理规划， 美国等国家的某些电力公司已经开始获得需求侧管理的实效。 进入 80 年代中期后。许多发展中国家(或地区)，如印度、马来西亚、泰国、巴 西及我国的台湾也开始实施 DSM,并已取得了一定的效果。 1.2.2 电力需求侧管理在我国的研究情况介绍 从 1992 年开始，DSM 技术被陆续介绍到我国。随着国民经济产业结构的调整 和电力工业的发展，用电结构发生了很大的变化，突出表现为第三产业用电比重的 不断上升，居民生活用电增长迅速，并相应使供电负荷率呈下降趋，而峰谷差则逐 年增大。同时，电网装机的单机容量越来越大，单机发电容量的投资也逐年上升， 正是这些原因，使得负荷调整成为当前电力工业的一项迫切任务。对负荷进行移峰 填谷可以提高电网的负荷率，改善发供电设备的利用率，降低发电煤耗和厂用电率， 减少供电损耗，从而降低供电成本。同时，通过移峰填谷，增加对用电负荷的控制 力，缩小用电峰谷差，可使发供电设备处于最佳运行状态，相应延长设备的运行寿 命，提高供电的安全性，也有利于稳定电网的频率和提高电压合格率，保证供电质 量及可靠性。因此，在我国进行需求侧管理，促进用户对负荷进行削峰填谷，是提 高电能利用率的有效途径。 鉴于 DSM 能够把节能节电导入潜力巨大的能效市场，显著地提高社会效益和 群体效益，给节能节电灌注新的活力，国家经贸委和国家计委将 DSM 以法规形式 纳入了 2000 年 12 月 29 日发布的节约用电管理办法 。国家电网公司把 DSM 列 入了 2001 年开始实施的国家电力公司一流供电企业考核标准(试行)的一项考核 内容，明确规定一流供电企业必须积极开展需求侧管理，要有计划、有实效；2003 年国家电网公司还制订了国家电网公司关于加强电力需求侧管理的实施办法 目前，对电力资源需求侧管理的研究主要集中在 1)研究电网调度者如何根据各类用户签订的可中断负荷合同，削减电网峰荷(年 峰荷、日峰荷)的最优调度方案及其数学模型。 2)探讨实现电力需求侧管理的自动化监控技术，如负荷控制系统、自动读表系 统、以及适合于需求侧管理的公用事业网络的体系结构。 3)分析中心大城网供需关系紧张时需求侧的用电行为，以及中心大城网电压崩 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 4 溃的潜在危机。研究实行“可削减负荷” 、配置自动减负设备的必要性。 4)研究发现“电力消耗零增长”的新方案。利用政策法规的调整及电价杠杆调 节的综合作用，取得电力消耗零增长的效果。2 1.3 选题的研究方法、思路、可行性和创新性选题的研究方法、思路、可行性和创新性 1.3.1 本文的研究方法 1)国际比较的方法:通过与国外供电公司 DSM 的有效方法作比较，结合实际， 提出问题，并寻求解决的方法。 2)实地调查:对北京市电力需求侧管理的实施情况进行实地考察，收集相关数据 及对胜利油田、中油集团公司这两个供电公司的主要大用户进行实地调查，对他们 需求侧管理实施效果进行分析。 3)技术经济分析和评价法:在实施 DSM 的过程中，对实施的效果进行客观评价， 以保证 DSM 正确的实施，并达到预期的效果。 1.3.2 具体的研究思路和步骤如下 1)对电力需求侧管理的概念、历史演进、实施的意义及国外研究概况进行简单 的介绍。 2)阐述电力需求侧管理的目标、对象及电力需求侧管理的实施途径。 3)分析电力需求侧管理在国内外的实施现状，通过横、纵向比较分析美国、加 拿大等国家及我国的北京、胜利油田及中油集团公司的 DSM 的实施现状，得出国 外实施需求侧管理对我国的借鉴及启示。 4)我国电力企业实施 DSM 的相关环境、障碍分析，分析我国电力企实施 DSM 的困难及对其实施 DSM 进行能源环境分析和前景分析。 5)针对前面的一系列分析，论述我国实施 DSM 应采取的手段与对策。 本文的重点将放在后面我国电力企业实施 DSM 的相关环境及障碍分析和我国 实施 DSM 应采取的对策和手段分析这两部分上。 1.3.3 研究的可行性和创新性： 通过对北京、胜利油田及中油集团公司及电力需求侧管理的实施情况进行实地 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 5 考察，收集相关数据及对华北地区几个供电公司的主要大用户进行实地调查，找出 他们在节电方面存在的问题，并提出在需求侧管理方面解决的方法。使得我国实施 电力需求侧管理的对策与措施这一研究有了数据保证。运用技术经济分析和评价 法，对实施 DSM 进行能源环境分析和可行性分析。并在实施 DSM 的过程中，对实 施的效果进行客观评价和数据上的准确分析，从而有针对性的论述我国实施 DSM 应采取的对策和手段，将是本文的创新之处。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 6 2 电力需求侧管理概述电力需求侧管理概述 2.1 电力需求侧管理的基本概念电力需求侧管理的基本概念 电力需求侧管理是目前国际上推行的综合资源规划方法的一项主要内容。它源 于 70 年代后期的美国。90 年代以来，它的研究和应用得到了国际能源与环境方面 有关组织和机构及不少国家政府部门的极大关注。1992 年起这项技术被陆续介绍到 我国，1993年 6月中科院能源研究所和深圳市能源总公司合作在深圳试点。 电力需求侧管理是综合资源规划方法的主要内容，因此，先必须对综合资源规 划方法作个简单介绍。 2.1.1 综合资源规划方法 综合资源规划是将供应方和需求方各种形式的资源作为一个整体进行的资源规 划。3这种方法与过去的资源规划方法的明显区别在于：过去讲的资源规划单单就 供应方考虑，在开发上做文章，而综合资源规划则把供应方与需求方看作一个整体； 把开发与节约综合起来，统筹规划。它的思路就是把需求方可能的节能(如电力需求 方减少的电量和降低的电力负荷)作为一种资源，与供应方可能开发的资源同时参与 能源规划，对供能方案和节能方案进行成本效益分析，优化选择形成对社会、能源 部门和用户各方受益，成本最低，同时能满足同样能源服务的能源规划方案。它的 目的就是要更有效合理利用能源资源，控制环境质量，减少能源建设投资，为用户 提供价廉质优的服务。它是以市场经济运行机制为基础，以成本效益为准则，改变 能源部门注重开发忽视终端用能的传统格局，真正置开源与节流于同等地位，改变 用户能源浪费性需求的粗放型模式。 2.1.2 电力系统需求方资源 需求侧管理是在综合资源规划方法论基础上，在供应方指导下，通过需求方节 能实践使节能效果来缓和供应方资源紧张状态。电力系统需求方资源就是用户的节 电资源，即节电量和节电力两部分。 需求方资源来源途径很多，情况也很复杂。在进行综合资源分析中，通常选择 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 7 那些在规划期内可实施部分，建立数学模型，进行量化处理。 2.1.3 电力需求侧管理的概念 电力需求侧管理是电力行业采取行政、经济、技术措施，鼓励用户采用各种有 效的节能技术改变需求方式，在保持能源服务水平的情况下，降低能源消耗和用电 负荷，从而减少新建电厂投资和一次能源消费量，取得明显的经济效益与环境效益。 简言之，就是电力行业采取行政、经济、技术手段，和用户一道采取节电措施，降 低用电量及负荷的增长。4 电力需求侧管理首先强调电力公司的主体作用。实施这一技术主要靠电力公司 的组织协调，最终最大收益者也是电力公司。从我国电力供应的严重不足和使用的 巨大浪费、用电效率低、节电潜力巨大及目前电力经营政策看，强调这一点尤其重 要。其次强调电力公司与用户的伙伴合作关系。要达到需求侧管理技术所要求的电 力公司与用户共付代价、共担风险、共享利益，电力公司只有转变职能观念，与用 户建立伙伴合作关系，用户才可能最大限度从节能角度出发改变需求方式，与电力 公司真诚合作，电力公司的技术措施才会有效。第三，需求侧管强调的是采用先进 技术和科学管理来节约资源，是基于用户利益基础上的能源服务，而不是改变正常 生产秩序和生活节奏乃至降低生活质量如强行拉闸限电、多上夜班等来达到此目 的。第四，电力需求侧管理顺利有效实施的保障在于电力政策的制定。如果节电政 策和电力价格不能有效地刺激节约，用户对需求侧管理反应不积极，这项工作就可 能容易流于形式。 2.2 电力需求侧管理的历史演进电力需求侧管理的历史演进 2.2.1 世界能源危机的发生促使了 DSM 理论的产生 DSM 源出于能源消费居世界首位的美国1973 年发生了波及西方及全球的 石油危机。当时国际市场上原油价格暴涨，使美国、西欧、日本等依靠进口“廉价 石油”维持经济运转的国家，出现了明显的经济衰退和滞涨，经济增长率普遍下降， 失业人数上升等严重的负面影响。第一次石油危机对于美国的经济打击最大。美国 开始感到对石油进口的依赖已经威胁到自身的安全。因此，美国开始做出一系列的 调整。其中最大的改变，就是颁布新的能源政策，鼓励任何能够提升能效的技术的 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 8 开发，推广和应用。在这样的背景之下，在过去 30 年里，美国在能效技术的提升 方面， 领先于世界其他各国。 在经济继续保持发展的同时， 能耗却有所下降。 从 1973 年到 2000 年，美国的总的能源消耗仅增长了 45。而在同时期，美国的 GDP 国内 生产总值，却在同时期增长了 160。也就是说，从 1973 年到 2000 年，每一个美 元 GDP 的增长所产生的能源消耗，在这个阶段下降了 44。这样在早期节能和负 荷管理基础促使 DSM 逐渐发展起来，其起始时间可追溯到 20 世纪 70 年代中末期， 20 世纪 80 年代开始逐步丰富了 DSM 的思维和活动，并在实践中不断扩大它的应用 范围，时至今日 DSM 已风靡全球。 2.2.2 立法、ESCO 等的推动 从70年代开始，美国先后有三个不同的节能法律颁布，以立法的形式要求全社 会节能。这三个节能法律分别是1978年颁布节能政策法(National Energy Conservation Policy Act)及公共事业管理政策法（The Public Utilities Management Policy Act） ；1987年又有国家耗能器具节能法， （Energy-consuming apparatus Act） 1990年又有空气清洁修正案(Clean-air Act)。5 要求各州电力公司(包括国营和私营) 实施“最小成本计划”和“需求侧管理” 。随后，30多个州的电力或能源法规委员 会也制定了相应的政策法规。其中，实施效果最显著的是1983年加州公共电力法规 委员会制定的“需求侧管理成本效益分析实施标准” 。这一系列法规为节能节电开 辟了道路，也促进了DSM的发展。节能服务公司（Energy Service Company）的产 生及推动；媒体及地方政府的宣传、推动和支持；企业界及市场的推动为DSM的发 展推波助澜。 2.3 电力需求侧管理的分类电力需求侧管理的分类 电力 DSM 主要可以分为两类，一类是基于改变用户的用电方式，一类是基于 提高用电效率的。 1、改变用户的用电方式的 DSM 措施 电力系统的负荷特性又称电力系统的负荷方式，它每时每刻都在发生变化，通 常是用负荷特性曲线来表示。主要包括负荷特性曲线和日负荷特性曲线两种来表 示。改变用户的用电方式是通过负荷管理技术来实现的，负荷管理技术就是负荷整 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 9 形技术。它是根据电力系统的负荷特性，以某种方式将用户的电力需求从电网负荷 高峰期削减、转移或增加在电网负荷低谷期的用电，以达到改变电力需求在时序上 的分布，减少日或季节性的电网峰荷，以期提高系统运行的可靠性和经济性。在规 划中的电网，主要是减少新增装机容量和节省电力建设投资，从而降低预期的供电 成本。负荷整形主要有削峰、填谷、移峰填谷三种。 1) 削峰(Peak Clipping) 削峰是在电网高峰负荷期减少用户的电力需求，避免增设边际成本高于平均成 本的装机容量，并且由于平稳了系统负荷，提高了电力系统运行的经济性和可靠性， 降低了平均发电成本。另一方面，削峰会减少一定的峰期售电量，这将降低了电网 公司的部分收入。可用图 2-1 表示： 图 2-1 削峰示意图 削峰的控制手段主要有两个：一个是直接负荷控制，另一个是可中断负荷控制。 直接负荷控制是在电网峰荷时段，系统调度人员通过远程或自控装置随时控制 用户终端用电的一种方法。由于它是随机控制，常常冲击生产秩序和生活节奏，大 大降低了用户峰期用电的可靠性，大多数用户不易接受，尤其是那些可靠性要求很 高的用户和设备，负荷的突然甩减和停止供电有时会酿成重大事故和带来很大经济 损失，即或采用降低直接负荷控制的供电电价也不太受用户欢迎，限制了这种控制 方式的应用范围。在电力供应严重短缺、大量外购峰荷电力的电网，在失去电力平 衡时往往采用这种方法削减峰荷，然后对用户予以电价补偿。直接负荷控制多用于 城乡居民的用电控制，对于其他用户以停电损失最小为原则进行排序控制。 可中断负荷控制是根据供需双方事先的合同约定，在电网峰荷时段系统调度人 员向用户发出请求信号，经用户响应后中断部分供电的一种方法。它特别适合可以 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 10 放宽对供电。可靠性苛刻要求的那些“塑性负荷” ，主要应用于工业、商业、服务 业等，如有工序产品或最终产品存储能力的用户，可通过工序调整改变作业程序来 实现躲峰；有能量(主要是热能)贮存能力的用户，可利用贮存的能量调节进行躲峰； 有燃气供应的用户，可以燃气替代电力躲避电网尖峰；那些用电可靠性要求不高的 用户，可通过减少或停止部分用电躲开电网尖峰，等等。不难看到，可中断负荷控 制是一种有一定准备的停电控制，由于给予中断补偿，有些用户愿意以较少的电费 开支降低有限的用电可靠程度。它的削峰能力和终端效益，取决于用户负荷的可中 断程度和这种补偿是否不低于用户为避峰所付出的费用。 2) 填谷(Valley Filling) 填谷，也叫战略性负荷增长，是在电网低谷时段增加用户的电力电量需求，有 利于启动系统空闲的发电容量，并使电网负荷趋于平稳，提高了系统运行的经济性。 由于它增加了销售电量，减少了单位电量的固定成本，进一步降低了平均发电成本， 使电力公司增加了销售收入。尤其适用于电网负荷峰谷差大、低负荷调节能力差又 压电困难，或新增电量长期边际成本低于平均电价的电力系统。填谷，可用图 2-2 表示。 图 2-2 填谷示意图 比较常用的填谷技术措施有： (1)增加季节性用户负荷：在电网年负荷低谷时期，增加季节性用户负荷；在丰 水期鼓励用户多用水电，以电力替代其他能源。 (2)增加蓄能用电。在电网日负荷低谷时段投入电气蓄能装置进行填谷，如电气 蓄热器、电动汽车蓄电瓶和各种可随机安排的充电装置等。填谷非但对电力公司有 益，用户利用廉价的谷期电量可以减少电费开支。但是，由于填谷要部分地改变用 户的工作程序和作业习惯，也增加了填谷技术的实施难度。填谷的重点对象是工业、 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 11 服务业和农业等部。 3) 移峰填谷(Load Shifting) 移峰填谷是将电网高峰负荷的用电需求推移到低谷负荷时段，同时起到削峰和 填谷的双重作用。它既可减少新增装机容量、充分利用闲置容量，又可平稳系统负 荷、降低发电煤耗。移峰填谷一方面增加了谷期用电量，从而增加了电力公司的销 售电量；另一方面却减少了峰期用电量，又减少了电力公司的销售电量。电力系统 的销售收入取决于增加的谷电收入和降低的运行费用对减少峰电收入的补偿程度。 在电力严重短缺、峰谷差距大、负荷调节能力有限的电力系统，一直把移峰填谷作 为改善电网经营管理的一项主要任务。对于拟建电厂，移峰填谷可以减少新增装机 容量和电力建设投资。可简单地用图 2-3 表示。 图 2-3 移峰填谷示意图 比较主要的移峰填谷技术措施有： 1)采用蓄冷蓄热技术 中央空调采用蓄冷技术是移峰填谷最为有效的手段，它是在后夜电网负荷低谷 时段制冰或冷水并把冰或水等蓄冷介质贮存起来，在白天或前夜电网负荷高峰时段 把冷量释放出来转化为冷气空调，达到移峰填谷目的。蓄冷中央空调比传统的中央 空调的蒸发温度低，制冷效率相对低些，再加上蓄冷损失，在提供相同冷量的条件 下要多消耗电量，但它却是有利于电网的填谷电量。 采用蓄热技术是在后夜电网负荷低谷时段，把电气锅炉或电加热器生产的热能 存储在蒸汽或热水蓄热器中，在白天或前夜电网负荷高峰时段将其热能用于生产或 生活等来实现移峰填谷。用户采用蓄热技术不但减少了高价峰电支出，而且还可以 调节用热尖峰、平稳锅炉负荷、减少锅炉新增容量。当然，它也要多消耗部分电量。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 12 蓄热技术也是一种在用的成熟技术，是移峰填谷有效的技术手段，对用热多、热负 荷波动大，锅炉容量不足或增容有限的工业企业和服务业尤为合适。 用户是否愿意采用蓄冷和蓄热技术，主要取决于它减少高峰电费的支出是否能 补偿多消耗低谷电量支出电费，并获得合适的收益。 2)能源替代运行 在夏季尖峰的电网，在冬季用电加热替代燃料加热，在夏季可用燃料加热替代 电加热；在冬季尖峰用电，在夏季可用电加热替代燃料加热，在冬季可用燃料加热 替代电加热。在日负荷的高峰和低谷时段，亦可采用能源替代技术实现移峰填谷， 其中燃气和太阳能是易于与电能相互替代的能源。 3)调整作业程序 调整作业程序是一些国家曾经长期采取的一种平抑电网日内高峰负荷的常用办 法，在工业企业中把一班制作业改为二班制，把二班制作业改为三班制。作业制度 大规模的社会调整，对移峰填谷起到了很大作用，但却也在很大程度上干扰了职工 的正常生活节奏和家庭生活节奏，也增加了企业不少的额外负担，尤其是在硬性电 价下，企业这种额外负担不能得到任何补偿，不易被社会接受社会所接受。实践证 明：随着市场经济的发展，不顾及用户接受能力强制推行多班连续作用的办法将逐 渐失效。对那些客观上不需要多班连续作业的企业，要它以调整作业程序来移峰填 谷必须采取更有力的市场手段。 2、基于能效提高的 DSM 措施 提高终端用电效率是通过改变用户的消费行为，采用先进的节能技术和高效设 备来实现的，其根本目的是节约用电、减少电量消耗，其中包括直接节电和间接节 电。基于能效的 DSM 也可以简单地用图 2-4 表示，从图 2-4 我们可以明确的看到这 个负荷曲线都向下偏移了，代表着整个用电量的下降。 直接节电是采用科学的管理方法和先进的技术手段来节电；间接节电是依靠改 善经济管理，采取调整和控制手段后少用的电能。它要依靠调整经济结构、生产力 合理布局、节约原材料、提高产品质量。最终产品的节约利用、增加高能耗产品的 进口等来实现。电力公司为激励电力用户采用高效的用电设备一般会给予电力用户 一定的激励，如免费安装，低息贷款，电价折扣等。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 13 图 2-4 基于能效的 DSM 对负荷的影响示意图 2.4 实施电力需求侧管理的意义实施电力需求侧管理的意义 2.4.1 需求侧管理符合国家能源发展战略，是社会经济发展的需要 当前我国一次能源年消费总量约为 15 亿吨标准煤。从未来发展看，如果按现 在已有先进技术条件达到现代化生活水平，人均年能源消费需要 23T 标准煤，到 2020 年，按 14亿15亿人口计算，我国的能源消费至少达到 28 亿 T 标准煤：2050 年，按 15亿16亿人口计算，能源消费至少要达到 30亿40 亿 T 标准煤。由此可 见，中国能源储量虽很丰富，但人均占有量远低于世界平均水平，节约和保护能源 及其它重要资源的任务比其它国家更为艰巨和紧迫。同时我国还面临严峻的环境问 题，因此，资源有效利用和环境保护是其中最重要的因素。而需求侧管理是能源合 理利用必然发展趋势之一，其最重要的特性就是使用户的用能方式合理化，提高能 源利用率，同时减少环境污染。因此，我国政府势必越来越重视需求侧管理的开展， 如果电力公司不主动进行这项上作，也会由其它部门，其它公司来开展这方面研究 应用。 2.4.2 需求侧管理是供需市场平衡的重要补充 电力供需平衡始终是一种动态的平衡，供过于求和供不应求的状况经常交替出 现。目前，我国供需总量基本平衡，结构性矛盾比较突出。例如 2001 年，我国电力供 需形势总体平衡，用电需求继续保持上年的增长势头，所有的电力装机和供电设备还 有较大潜力，新建电源和电网项目陆续投产，供电能力不断增强，没有出现大面积的 停电现象，基本满足了国民经济和社会发展对电力的需求。然而，供需之间的结构性 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 14 矛盾比较突出。我国各地区经济发展水平存在差异，电力资源分布不均衡，部分地区 电力供应相对富裕。而部分地区由于电源结构不能适应用电负荷的变化，或受电网输、 配能力的限制，电力供需平衡关系比较脆弱，出现了高峰时段电力供应紧张的情况。 电力供需结构性矛盾突出表现在部分电网峰谷差加大，高峰时缺乏调峰容量。尤其是 气温对负荷的影响越来越大，致使最大负荷增长的波动性进一步加大。由此可见，当 前我国电力供求平衡(部分地区供大于求)的局面只是低用电水平下的一种脆弱平衡， 随着我国经济发展，某些地方、某些季节随时可能出现供不应求的情况，届时在市场 经济规律下，再采用拉闸限电等管理方式难以令客户满意，而开展需求侧管理通过负 荷管理和节能策略可弥补电力供应缺口，较好解决这些问题。同时我们也应看到，需 求侧管理不仅仅是节能、节电方面的措施，其中也有鼓励客户多用电的措施，我们称 之为策略性增长(Strategic Load Growth)(图 25)：将系统负荷进行全面性提高。该策 略鼓励客户以电力替代客户的其它能源负荷，鼓励推行新出现的电器技术替代其它能 源，主要以推行电气化如电代油、电代气、电代煤等，如充电式电动汽车、工业热处 理电气化等，增加电能使用密度。因此无论供不应求还是供大于求，都有可能通过需 求侧管理达到一定改善。 图 2-5 抬高负荷示意图 2.4.3 需求侧管理是电力市场发展的客观需求 随着电力市场从计划供电的卖方市场向市场销售的买方市场转变，消费者越 来越成熟，消费行为越来越理性。客户会按照经济准则选择电器设备及用电方式。 客户对电力公司的要求也越来越高，不再是单纯的要求电力公司供电，也要求电力 公司提供各类配套服务。 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 15 近年来，国外一些电力公司的客户己经开始主动要求电力公司提供需求侧管 理服务。在我国，也有一些客户向当地电力公司提出诸如分时电价、负荷管理等方 面的服务要求。 随着电力市场化转变，会有越来越多的客户提出这方面的要求，客观上也要 求电力公司展开需求侧管理研究。 由此可见，DSM 是传统电力工业体制改革的推动因素和电力规划思维观念的 更新，它考虑供应侧的资源也考虑需求侧的资源：它考虑电网的统一性，也考虑电 网是开放的竞争的市场：它考虑电力电量的平衡，也考虑供电服务质量、环境和电 价等多目标，这些都能使电力公司、用户和社会从中受益。 2.5 电力需求侧管理的目标、对象及实施途径电力需求侧管理的目标、对象及实施途径 2.5.1 电力需求侧管理的目标 电力需求侧管理的目标有： 1)降低电力生产成本(包括建设成本，例如推迟装机，减少调峰机组等等；也包 括运行成本，例如通过 DSM 措施削峰填谷，降低运行成本等等)； 2)降低用户电费支出(通过 DSM 措施使用户合理用电，降低单位用电成本)； 3)增加全社会用电比例(通过 DSM 措施降低用户单位用电成本，并提供相应的 用电服务，可扩大用电市场)； 4)节约资源和减少环境污染(通过实现上述三个目标，就能够实现这第四个目 标。例如，通过 DSM 措施推迟装机，以及通过 DSM 措施来扩大全社会用电比例都 会明显减少污染排放)。 由此可知， 成功实施综合资源规划(IRP)和电力需求侧管理 DSM)可达到 “三赢” 目标:政府(它代表全社会利益)、电力公司和用户都获益。 2.5.2 电力需求侧管理的对象 需求方管理的对象要求具体明确，以便实施。在对需求方管理进行规划设计时， 通常根据可能实现的管理目标选择下述各项中的有限部分。 1)用户终端的用电设备，如照明、空调、电动机、电热、冷藏等设备； 2)可以替代电能的用能设备，如燃气、燃油、燃煤、太阳能等热力设备，以及余 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 16 热回收设备等； 3)自备发电厂，如自备背压式或抽汽式热电厂、柴油机发电厂、余热和余压发电 等； 4)与用电有关的环境设施，如建筑物等。 在确定管理对象时要精心选择，尤其是节能项目一般都投产快，需求方管理计 划又要逐年连续实施，一定要有可采用的先进技术和设备做后盾。 2.5.3 电力需求侧管理的实施途径 在我国，需求侧管理的重要性己获得越来越广泛的认同。但由于需求侧管理还 处于起步阶段。各方面还没有形成适合开展需求侧管理的机制，在我国大规模的开 展需求侧管理工作还面临诸如利益分配、认识模糊和评价实施效果难等等许多问 题。根据国外成功的经验，需求侧管理是一项由政府、电力企业、电力用户和相关 第二方共同积极参与的活动，在需求侧管理实施的过程中，政府起主导作用。电力 公司是实施需求侧管理的主体，而措施最终要落实到电力用户。 面对需求侧管理实施起步阶段的问题，需求侧管理参与各方应该团结合作，共 同解决上述问题。 1、政府的倡导和政策支持 政府是在需求侧管理计划的制定和实施中起主导作用，政府应努力做好如下几 方面的事情： 1)实践表明，需求侧管理是一项电力公司、电力用户、商业经销机构直接参加， 需要各行业主管部门政府计划部门、经济综合管理部门大力支持，要求财政金融、 物价审计部门积极配合的，庞大而复杂的系统工程。没有强有力的组织机构和管理 体制，是难以取得预期效果。因此，政府部门应牵头成立需求侧管理的协调机构， 制定并批准有关需求侧管理的大政方针政策法规，协调需求侧管理工程进度和资金 保证。 2)需求侧管理的复杂性要求政府有关部门应抓紧制订有关的法规和章程。强调 在需求侧管理实施的整个过程中，要把需求侧管理作为一种与供方资源同等重要的 资源，要求广大参与者把它作为一种社会责任，积极参与到需求侧管理活动中来。 3)作为实施需求侧管理的一个保障手段，政府应同开发、新建发、送、配电能 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 17 力一样，制定对电力公司、电力用户和中间经销机构的激励政策，以促进需求侧管 理工作的开展。 4)政府应督促和参与需求侧管理的宣传工作，促使大家观念的转变。 5)制定一个适合市场机制的、合理的电价机制，放开电价管理，使电价即能激 发电力公司实施需求侧管理的积极性，又能鼓励电力用户参与和落实需求侧管理。 6)积极开展需求侧管理技术的推广工作，加强节能产品的入网技术管理，保障 节能产品的生产者、使用者的利益。 2、电力公司的积极响应 电力公司