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黄海供电公司需求侧管理 决策支持系统研究 研究生：陈军导师：花俊东南大学 摘要 需求侧管理( d s m ) 是追求能源零排放目标、提高能源利用效率的一种有效手段， 可以在满足电力需求不断增长的同时减少对新增发电容量的需求，且成本较低，可有效 解决电力短缺和减少空气污染。本论文主要研究了电量的预测和需求侧管理的潜力分 析，并在此基础上对黄海市的d s m 主要技术措施的潜力进行了评估，为黄海市有关部门 开展d s m 工作提供了重要的决策依据。 精确的预测电量和电力负荷可以为决策者提供更为全面的量化理论依据，进而有效 地推动d s m 项目的应用和实施。本文对g d p 产值单耗测算法、分行业( 部门) 预测法和 分县区需电量预测法三种电量预测方法进行了研究，并以黄海地区近年来的电量负荷数 据为例，分别用这三种方法对其用电量进行了预测，为其以后的电网规划和d s m 项目决 策提供有效的依据。 论文还在对黄海市经济、社会、用电等数据调研，以及对工业、第三产业和居民用 户抽样调查的基础上，以绿色照明、电机驱动系统、高效变压器和无功补偿技术为例， 介绍了自下而上和自上而下的两种分析d s m 潜力和成本效益方法的实际应用。通过分析， 得出了黄海市采取各项d s m 技术措施的潜力，从而为黄海市有关部门提供了决策支持。 论文最后介绍了d s m 规划决策支持系统的构建，包括系统的主要模块及功能，并展 示了主要界面。 关键词：需求侧管理、决策支持系统，资源潜力，综合资源规划 s t u d y o nd s m d e c i s i o n - m a k i n gs u p p o s i n g s y s t e mi nh u a n g h a i p o w e rs u p p l yc o m p a n y 一 一 一一 g r a d u a t e ：c h e n j u ns u p e r v i s o r h u a j u n s o u t h e a s tu n i v e r s i t y a b s t r a c t w e l l e s t a b l i s h e dd e m a n ds i d em a n a g e m e n t 巾s m ) p r o g r a m sh a v eb e e na ne f f e c t i v e m e , a n st oc a p t u r ez e r o - e m i s s i o ne n e r g yr e s o u r c e sw h i l es a t i s f y i n gt h ei n c r e a s e dd e m a n df o r e l e c t r i cp o w e ra n dr e d u c i n gt h en e e df o rn e wg e n e r a t i o nc a p a c i t y , a tc o s t sw e l lb e l o wt h e s e s u p p l ya l t e r n a t i v e s t h ed s me n e r g ye f f i c i e n c yp r o g r a m s w h i c hp r o d u c eh i g hb e n e f i tw i m i n e x p e n s i v ei n v e s t m e n t , a r ee f f e c t i v ew a y st oc o p ew i t hp o w e rs h o r t a g e sa n dr e d u c ea i r p o l l u t i o ni nt h ec o n t e x tt h a tc o a li ss t i l lt h em a j o rs o u r c eo f p r i m a r ye n e r g yi nc h i n a a c c u r a t ep r e d i c t i o no fe l e c t r i c i t ya n dp o w e rl o a dc a np r o v i d em o r ec o m p r e h e n s i v e q u a n t i t a t i v et h e o r e t i c a lb a s i sf o rp o l i c ym a k e r s , a n da l s oe f f e c t i v e l yp r o m o t ed s m s i m p l e m e n t a t i o na n dd e v e l o p m e n t t h ep a p e ri n v e s t i g a t eo nt h r e ek i n d so fe l e c t r i c i t y f o r e c a s t i n g ，i n c l u d i n gm e t h o d so fp r o d u c t i o nv a l u ep e ru n i tc o n s u m p t i o n , i n d u s t r yb a s e d f o r e c a s t i n ga n dr e g i o n a le l e c t r i c i t yf o r e c a s t i n g t h ee l e c t r i c i t yl o a dd a t ai nt h ea r e ao fy e l l o w s e ai sf o r e c a s t e db yt h e s et h r e em o a n sa sa ne x a m p l e , p r o v i d i n gb a s i sf o rf u r t h e re l e c t r i c n e t w o r kp l a n n i n ga n dd e c i s i o n - m a k i n go f d s m p r o j e c t s t h et w oa n a l y s i sm e t h o d sf o rt h ep o t e n t i a lc o n t r i b u t i o no fd s mr e s o u r o , e s ，w h i c ha r e t o p - t o - d o w n a n d b o t t o m - t o - u p m e t h o d s ，a r em e n t i o n e d t h e nt h ep o t e n t i a lc o n t r i b u t i o nt o t h ef u t u r ep o w e rd e m a n do nh u a n g h a ii se s t i m a t e da n dt h ec o s ta n db e n e f i t so fd s m t e c h n o l o g yo p t i o i l sa r ee v a l u a t e d t h ed s mm a r k e ti sd i v i d e dt ot w ot y p e si nt h ea n a l y s i s , w h i c ha r et h ed i s c r e t i o n a r i l yr e t r o f i tm a r k e ta n dt h el o s t - o p p o r t u n i t ym a r k 眈t om a k et h e e v a l u a t i o nm o r ea c c u r a t e l y a tl a s tt h ep r o c e s so f t h es y s t e mc o n s t r u c t i o ni si n t r o d u c e d ，i n c l u d i n gm a i n m o d u l e sa n d f u n c t i o n so f t h ed s m p l a n n i n gs y s t e ma sw e l la ss o m ew e b s i t e sa r es h o w n k e yw o r d s ：d e m a n ds i d em a n a g e m e n t ( d s m ) d e c i s i o ns u p p o r ts y s t e m ( d s s ) r e s o u r c ep o t e n t i a li n t e g r a t er e s o u r c ep l a n n i n g ( i r ) i i 东南大学学位论文独创性声明 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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过 的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可 以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权东南大学研 究生院办理。 研究生签名：导师签名：二丛 日期： 伊昌，i ) 东南大学硕士学位论文第一章绪论 第一章绪论 随着经济的发展，人民生活水平的提高，以及生产、生活方式的改变和用电器种类 及其技术的日新月异，电力需求正迅速增长。全国发电设备装机容量增长低于用电量增 长，从2 0 0 4 年以来全国大部分地区电力供需出现紧张局面。因此，对电力市场需求进 行调查，并进行分析研究，研究用户的用电方式，对负荷特性进行分析预测，寻找改善 负荷特性的方法，缓解用电紧张局面，其意义凸现重要。 1 1 问题的提出 由于电力市场逐步形成和完善，市场机制逐步在资源配置中起到基础性作用；同时， 随着电力买方市场的形成，市场需求已经成为电力工业发展的决定性因素。在这种客观 环境下，电力公司要实现商业化运行，做到以市场为导向，以经济效益为中心，就必须 要立足于电力市场，深入研究电力市场的供需状况及其发展，研究负荷特性和分析影响 负荷特性的因素，并以此为基础，制定公司发展战略、发展规划和年度经营计划。根据 电力需求特性，需求结构和需求心理，相应调整公司的经营行为，调整公司的电力供应 结构，提高电力供应的经济性和有效性。目前电力资源短缺将制约国民经济和电力工业 可持续健康发展，开展电力需求侧管理( d s m ) 工作可以有效地提高能源利用效率，缓 解电力供应紧张的被动局面。 为避免误解以及保密起见，本文中的黄海供电公司并非其原有真实名称。 1 2 研究的背景、目的和意义 需求侧管理最早起源于能源消费占世界首位的美国，2 0 世纪7 0 年代两次世界能源 危机以及日益严重的环境压力，促进了需求侧管理的广泛应用，很快便风靡西方主要发 达国家和部分发展中国家。目前，d s m 在美国、加拿大、法国、德国、韩国等3 0 多个国 家和地区得到了成功实施，并取得了很好的效果，在减少电力建设投资、改善电网运行 的经济性和可靠性、控制电价上升幅度、减少电力用户电费开支、降低能源消耗、改善 环境质量等方面取得了显著的成效。据权威部门统计，2 0 0 2 年美国投入1 6 3 亿美元用 于需求侧管理，有9 0 0 多个电力公司参与项目实施，节电5 4 1 亿k w h ，削减高峰负荷2 2 9 3 6 万。据预测，到2 0 2 0 年，美国需要新增发电装机4 亿千瓦，但采用需求侧管理，预 计可以减少2 6 亿千瓦装机。美国加州2 0 0 1 年电力危机时，州政府通过加强需求侧管 壅堕盔竺堡主堂垡鲨塞蔓= 童缝堡 理降低了高峰负荷5 0 0 万千瓦，有效缓解了电力紧缺局面，避免了停电造成的损失约2 0 0 亿美元“1 嘲。 我国从上世纪9 0 年代初开始认识和引进需求侧管理。1 0 多年来，我国政府部门、 电力企业、中介机构和用户在法规政策、经济激励、宣传培训、技术推广、示范项目建 设等方面开展了大量的工作，取得了一定的成绩，河北、江苏、上海、浙江等省市积极 开展需求侧管理的探索与实践，积累了一些经验。随着我国经济的高速增长，能源问题 越来越突出，尤其是近年来我国大部分省市出现了电力紧缺的局面，需求侧管理成为缓 解电力紧缺、保障经济发展和社会稳定的重要措施，受到社会各界的充分肯定。国家对 于加强需求侧管理工作也极为重视，相继出台了中华人民共和国节约能源法、节约 用电管理办法等相关法规，并制定了节能中长期专项规划，重点规划了中国到2 0 1 0 年节能的目标和发展重点，并提出2 0 2 0 年的目标。 虽然我国近几年开展的需求侧管理工作取得了一定的成效，为保证人民生活生产用 电发挥了重要作用，但与发达国家相比，无论从工作的深度和广度看，我国的需求侧管 理工作还存在明显的差距，如目前的需求侧管理工作还主要是作为应急的措施，缺乏长 远的规划和长效机制；需求侧管理的手段还只是以行政手段为主，经济、技术手段未得 到充分体现；对需求侧资源的潜力缺乏科学的分析，没有从成本效益的角度去选取节电 调荷潜力好的项目等。因此需要从战略高度进一步加强需求侧管理工作，需要政府、电 力公司和电力用户共同努力，在政策法规、激励机制、组织体系、宣传引导、新技术的 开发和应用等方面进一步加强。 d s m 的目标主要集中在电力和电量的节约上，一方面千方百计降低电网最大负荷， 力图以较少的新增装机容量达到系统的电力供需平衡，其根本措施就是减少用户在电网 峰荷时段的电力需求；另一方面，要设法节省系统发电量，在满足同样的能源服务的同 时减少其用电量。在当今电力工业市场化改革的环境下，对于备用容量富余的电力公司， 需求侧管理的目标还包括扩大电能使用的市场。从管理经济学的角度看，d s m 的目标就 是将有限的电力资源最有效地加以利用。在d s m 的规划实施过程中，不同的电力公司还 有一些具体目标。d s m 的主要内容可概括为以下几个方面“： 一、负荷管理( l o a dm a n a g e m e n t - - l m ) 借助于各种经济、技术手段，在保证电力网络可靠性的同时，改变电力系统的负荷 酋线形状，从而达到电力系统经济运行的目的，并使用户节省电费。负荷管理通常分为 直接负荷控制、可中断负荷管理、间接负荷管理。 2 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 二、战略节能 电力公司采取经济、政策手段，鼓励用户采用先进技术、先进工艺、先进设备提高 用电效率，减少电力电量消耗而进行的活动。高效设备主要有：高效能节能灯具、高效 能制冷、制热通风、水泵系统，高效能电动机、变压器、调速系统、余热发电技术等。 三、新用电服务项目 电力公司为提高能源利用效率雨开展的一些宣传、咨询活动，如能源审计、节能咨 询、宣传、教育等。 四、电气化 对一些传统的、落后的燃煤装置，改为使用电气装置，以提高能源利用效率，并减 少环境污染。 五、用户自备电源 工业用户出于可靠、经济和因地制宜考虑，装有各种自备电源，即所谓的需方发电 ( d e m a n d - s i d eg e n e r a t i o n - - d s g ) 。如：电池储能逆变不间断电源( u p s ) 、柴油发电机、 太阳能发电系统、风力发电、联合循环发电、自备热电站等。将用户自备电源直接或间 接纳入电力系统的统一调度，也可达到减少系统的电力和电量的目的。 本论文借鉴计算机技术和模糊数学技术，以黄海地区近年来的电量负荷数据为例， 根据黄海地区电力中长期远景规划研究结合我国能源资源现状进行分析，从宏观经济角 度对其进行分析、评估及预测，据此提出建设电力需求侧管理( d s m ) 措施分析系统的 功能需求、功能实现、运行界面和具体措施。最后根据市场调查的数据，分析黄海市d s m 潜力和工作重点，探讨强化需求侧管理的方法和策略，达到指导黄海市有关d s m 工作的 开展，提高需求侧管理工作的效率，提高电力系统和全社会的经济效益。 需求侧管理( d s m ) 作为对电力用户推行节电及负荷管理工作的一种模式。d s m 项 目的实施可以使社会、电力公司及用户都能受益。对社会而言，d s m 的实施可以减少电 力需求，减少了一次能源的消耗与污染物的排放，缓解了环境的压力，具有巨大的社会 效益。对政府而言，可以通过实施d s m ，减少电力消费，促进经济的可持续发展；还可 以促进用电设备的更新换代，增加对高能效设备的需求，促进g d p 的增长；同时还可以 建立一支庞大的d s m 的实施队伍，缓解就业的压力。对电力用户而言，实施d s m 可以减 少电力消费，降低了企业的生产经营成本，减少电费支出，提高企业能效和产品的竞争 力；对供电商而言，实施d s m 可以削减毫峰时段电网调峰的压力，提高供电可靠性及服 务水平，特别是在电力供需形势紧张的情况下，它可以大大缓解拉闸限电的压力；对发 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 电商而言，可以提高发电设备利用率，降低发电成本及发电煤耗，减少电力建设投资。 需求侧管理作为可持续发展能源战略的一种重要手段，能够在资源合理开发和有效利用 方面发挥重要作用，促进经济、能源和环境的协调发展。在我国，虽然各电网公司为推 进d s m - r 作采取了一系列积极的措施，但不能否认的是，这些措施大都停留在企业让利 的层面上，对于有效措施的研究和规划不够，用户的信息掌握和分析手段不多，d s m 实 施效果的管理不够。 为了解决以上问题，本论文通过对黄海供电系统大量的用户调查和负荷特性研究， 加强需求侧信息的管理，探讨强化需求侧管理的方法和策略，设计需求侧管理措施分析 系统，可提高需求侧管理工作的效率和效益，提高电力系统和全社会的经济效益。 1 3 国内外研究现状 国外在需求侧管理的研究和应用上具有丰富的经验，开展了诸如可中断电价、实时 电价和需求侧响应的多方面的研究，应用和发展了各种各样的需求侧管理措施，取得了 显著的社会效益和经济效益在需求侧管理决策支持系统的建设方面，也拥有一些成熟 的分析与规划决策系统，能够较为完善地进行需求侧管理措施的分析和进行项目的规划 决策。至今为止，美国已开发出许多不同的d s m 模型及软件产品，部分已经商业化。如 、e p r i c o m m e n d 应用商业分析模型、e p r i r e 最大限度负荷状况管理软件包、 e p r ：c o c , e n m a s 软件包、s r c c o m p a s s 综合计划和市场分析系统软件包等。国外的一些 需求侧管理分析规划系统，如美国最优能源公司研制的项目筛选系统，虽然使用得较为 广泛，但其分析方法比较单一，且以实用性为主，采用微软公司的e x c e l 电子表格软件 作为开发平台，使用和推广均不方便，且不能很好地适应中国国情。 国内一些经济发达的省市如江苏、上海、广东等，已实施了峰谷分时电价和可中断 负荷补偿，负荷管理系统和电力蓄能设备的应用面在全国也处于先进地位，但与发达国 家相比，还存在较明显差距，主要表现为行政手段比例过高，通过经济杠杆引导用户调 整负荷力度不够，尤其是可中断电价、实时电价以及直接负荷控制激励机制等仅处于初 步探索阶段。 自从8 0 年代末南美和欧洲一些国家率先施行电力市场以来，电力市场浪潮席卷全 球。我国也制定了电力工业市场化的总体发展规划决策，东部沿海一些省份已经开始了 电力市场化的试点工作，并取得了一定的成果。初步实施的电力市场运营机制也给需求 侧管理提出了许多新的问题和研究内容。在电力市场竞争条件下，需求侧管理的主要任 4 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 务是利用市场经济手段缓解电力供需不平衡的矛盾，优化系统负荷曲线，提高电力系统 运行的经济性和电能质量，促进电力用户对电力价格做出响应，以及对电力终端用户推 行有效的节电以及负荷管理技术等，还可使需求侧资源作为一种备用能源在电力市场中 参与竞价、提供辅助服务等 国内在需求侧管理决策支持系统的研究应用上还处于简单分析处理的层次，没有一 套适合中国国情的完善的和实用的综合规划系统，不能及时准确地为需求侧管理决策工 作提供技术支撑。首先，没有能够建立一套完善的d s m 项目指标评价体系和规划模型， 如未能综合考虑到采取d s m 措施后对水、石油、天然气等自然资源的节约费用，能源替 代节约的费用等，而这种体系和模型的建立对于充分挖掘d s m 规划各方的激励因素，为 决策者提供更为全面的量化理论依据，进而推动d s m 项目在我国的实施具有相当重要的 应用价值。其次，没有一套集成的、实用的、界面友好的评估和规划系统，规划系统的 实用性和使用方便性，直接影响到使用者能否及时准确地进行需求侧管理的分析评估、 做出规划，实用性好的系统可根据社会经济的发展和电网的发展不断进行数据的及时补 充，对规划进行滚动修改。 需求侧管理的规划期一般较长，随着电力市场改革的发展，需求侧管理的目标和手 段也会发生变化，因此研究开发具有实际使用价值的电力需求侧管理决持支持系统，能 够切实推进电力需求侧管理工作在我国的开展，为合理利用能源、节约能源提供技术上 的保障同时，也能够为实现我国的长期能源战略，保障我国的能源安全与社会可持续 发展，建设节约型社会做出贡献。 1 4 主要研究内容和章节安排 本文共分六章： 第一章，绪论：简要就问题的提出和本文的研究背景进行了说明，指出加强需求侧 管理在当代电网企业管理中的重要性，并介绍了国内外的研究现状和本文的章节安排。 第二章，需求侧管理概述：介绍了电力需求侧管理的概念，实施需求侧管理的意义、 目标和内容，以及研究需求侧管理决策系统的必要性和可行性等有关的基本背景和理论 知识 第三章，黄海市国民经济发展及电力需求增长概况：主要介绍黄海市的经济发展 及g d p 增长与用电增长的内在关系，黄海市电网的情况及产业结构调整对用电需求的 影响，黄海市“十一五”及未来的的用电水平预测。 东南大学硕士学位论文 第一章绪论 第四章，黄海市需求侧管理潜力分析，提出了黄海市进行需求侧管理项目的工作重 点。 第五章，黄海供电公司需求侧管理决策支持系统设计与实现：是论文重点部分。在 前面分析研究的基础上，重点分析力影响电力需求的因素，分析各种因素对负荷特性及 负荷水平的影响，编制了d s m 决策支持系统，实现了需求侧管理的自动化和科学化。 第六章是论文的结论部分，得出了黄海市i ) s m 潜力结果和工作重点，做出了总结与 展望，对本文中一些没有得到充分完善的部分和进一步研究的可能性做了说明。 本论文的创新之处，是对黄海地区近几年的电力负荷现状，并结合社会、经济情况， 进行了分析，在分析当中运用了新的方法。使得分析结果更有针对性，而且更为清晰， 便于决策支持。 6 第二章需求侧管理概述 2 1 需求侧管理的概念和意义 所谓电力需求侧管理( 1 o w , rd e m a n ds i d em a n a g e m e n t ) ，下文简称需求侧管理 ( d s m ) ，是指在政府法规和政策的支持下，采取各种有效的激励和引导措施以及适宜 的运作方式，通过发电公司、电两公司、能源服务公司、社会中介组织、产品供应商、 电力用户等共同协力提高终端用电效率和改变用电方式，在满足同样用电功能的同时有 效地减少电量消耗和电力需求，达到节约资源和保护环境，实现社会效益最好、各方收 益、最低成本能源服务所进行的管理活动【1 6 1 。电力需求侧管理是对电力用户推行节电及 负荷管理工作的一种模式，是综合资源规划( i n t e g r a t e dr e s o u r c ep l a n n i n g ，简称i r p ) 的一项主要内容( i r p 是7 0 年代由于石油危机而提出的电力规划方法) 。电力需求侧管 理的概念可以通过以下四个方面来加深理解： 1 d s m 适合市场经济运作机制，主要运用于终端用电领域。它鼓励资源竞争。讲求 成本效益，提倡经济、优质、高效的能源服务。它的最终目的是建立一个以市场驱动为 主的能效市场。 2 节能节电具有量大面广和极度分散的特点。它的单个方案效益有限，而规模效益 显著，且一方节能便可多方受益。可见，节能节电是一种具有公益性的社会行为，需要 发挥政府的主导作用，创造一个有利于d s m 的实施环境。 3 d s m 是立足于长效和长远社会可持续发展的目标。高度重视能效管理体制和d s m 节电运作机制的建设以及制定支持他们可操作的法规和政策，适度地干预能效市场，克 服市场障碍，切实把节能落实到终端，转化为节电资源，才能起到需求侧资源替代供应 侧资源的作用。 4 用户是节能节电的主要贡献者。应该采取约束机制和激励机制相结合、以鼓励为 主的节能节电政策，在节电又省钱的基础上引导用户自愿参与d s m 计划。要让用户明白： 提高用电效率不等于抑制用电需求，节电不等于限电。克服用户参与d s m 的心里障碍， 激发电力用户参与d s m 活动的主动性和积极性，才能使节能节电走向日常运作的轨道。 需求侧管理不仅是解决目前缺电问题的重要途径，丽且是我国电力工业坚持走可持 续发展的必然选择，具有深远的战略意义。具体来说，推广实施电力需求侧管理的意义 主要有以下几点： 1 实施电力需求侧管理符合国家能源发展战略，是社会经济发展的必由之路 7 壅查盔兰塑主堂垡丝塞苎三童篓塞塑笪堡墼 当前我国一次能源年消费总量约为1 5 亿吨标准煤到2 0 2 0 年，我国每年的能源消 费至少达到2 8 亿吨标准煤：到2 0 5 0 年，能源消费总量将达到4 0 亿吨标准煤。同时我国 还面临严峻的环境问题，因此，节约能源和保护环境的任务紧迫而艰巨。需求侧管理是 能源合理利用的必然发展趋势之一，其最重要的特性就是使用户的用能方式更加合理 化，提高能源利用率，减少环境污染。可见，我国势必会越来越重视需求侧管理的研究 和发展。 2 需求侧管理是电力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情况会交替出现，我 国各地区经济发展水平存在巨大差异，电力资源分布严重不均，电力供需结构性矛盾突 出表现在部分地区电网峰谷差加大，调峰能力下降，尤其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，频繁大规模的拉闸限电又不能使用户满意，而 开展需求侧管理可以通过负荷管理和节能策略来尽力弥补电力供应缺口，缓解供需矛 盾。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，我们称之为策略性负荷增长，该策略鼓励用户以电力替代客户的其它 能源消费方式，因此不论是在供不应求还是在供大于求的情况下，都可通过需求侧管理 使电网水平进一步得到提高和改善。 3 需求侧管理是电力市场发展的客观要求 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，消费行为也越来越理性。用户会按照经济准则来选择电器设备及用电方式，对电力 公司的要求也会越来越高，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。近年来，在我国也出现了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。随着电力市场化的转交，会有越来越多的客户提出各类服务要 求，客观上也使电力公司必须开展需求侧管理的研究。 由此可见，d s m 是传统电力工业改革的推动因素，也是电力规划思维观念的更新。 它兼顾供应侧和需求侧两侧的资源，考虑电网的统一性，也考虑电网的开放性和竞争性， 考虑电力电量的平衡，也考虑供电质量、环境等多方面因素，这些都能使电力公司、电 力用户和全社会从中受益“”。 2 2 需求侧管理的目标和主要内容 需求侧管理的目标主要集中在电力和电量的节约上，一方面采取措施降低电网峰荷 东南大学硕士学位论文 第二章需求侧管理概述 事端的电力需求或增加电网谷荷时段的电力需求，力图以较少的新增装机容量达到系统 电力供需平衡；另一方面，要设法节省系统发电量，在满足同样的能源服务的同时减少 其用电量。在当今电力工业市场化改革的环境下，对于备用容量富余的电力公司，需求 侧管理的目标还包括扩大电能使用的市场。从管理经济学的角度看，d s m 的目标就是将 有限的电力资源最有效地加以利用“”在d s m 的规划实施过程中，不同的电力公司，由 于其能源结构不同和所处理的环境不同，还有一些具体目标。d s g 的主要内容可概括为 以下几个方面： 1 、负荷管理 负荷管理又可称为负荷整形，是指通过各种经济、技术以及必要的行政引导政策激 励引导用户调整其负荷曲线形状，在保证电力网络可靠性的同时，有效的降低电力峰荷 需求或增加电力低谷需求，提高电力系统的供电负荷率，从而达到电力系统经济运行的 目的，并使用户节省电费。负荷管理包括三种基本类型，如下图2 - l 所示：a ) 削峰：在 电网高峰时段减少用户的电力需求b ) ；填谷：在电网低谷负荷时增加用户的电力需求， 启用空闲的发电容量；c ) 移峰填谷：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。 ( a ) 削峰( b ) 填谷( c ) 移峰填谷 图2 - 1 负荷管理的三种基本类型 2 、战略节能 电力公司采取经济、政策手段，鼓励用户采用先进技术、先进工艺，先进设备提高 用电效率，减少电力电量消耗而进行的活动。高效设备主要有：高效能节能灯具，高效 能制冷、制热、通风、水泵系统，高效能电动机、变压器、调速系统，余热发电技术等。 3 、新用电服务项目 电力公司为提高能源利用效率而开展的一些宣传、咨询活动，如能源审计、节电咨 询、宣传、教育等。 4 、能源替代、余能回收及新能源发电 9 东南大学硕士学位论文第二章需求侧管理概述 1 ) 能源替代。对于各种能源的使用统一评估其利用效率和成本，采用能效高、成 本低的能源，降低对社会总体资源的消耗和污染排放如对一些传统的、落后的燃煤装 置，改为使用电气装置，以提高能源利用效率，并减少环境污染等。 2 ) 余能回收。用户通过余能回收利用和发电减少从电力系统取用的电力和电量。 3 ) 新能源发电。用户出于可靠、经济和因地制宜考虑，装有各种新能源发电装置， 如g 太阳能发电系统、风力发电、联合循环发电、热电联产和基于清洁能源的热、电、 冷三联供等等。 需求侧管理工作的重点可以跟据各地区的不同特点而不同。在新建电厂造价比较昂 贵、峰期供电紧张、负荷峰谷差较大的地区，通常把节约电力置于首要位置；在发电燃 料比较贵、环境约束比较苛刻的地区，会更加重视节约电量。 2 3 实旋需求侧管理的手段 为确保顺利的完成综合资源规划和实施需求侧管理，需要采用一些实施手段这些 手段是建立在先进的技术设备的基础上，以经济效益为中心，依法制为保障，以政策为 先导，采用市场经运作方式，为实施需求侧管理和综合资源规划带来一定的贡献和效益。 概括起来实施需求侧管理的手段主要包括：技术手段、经济手段、引导手段、行政手段 等四种手段。 一，技术手段 技术手段是指针对具体的管理对象以及其用电特点，应用当前先进的技术设备和管 理技术来提高终端设备用电效率或改变用户用电方式，以达到节约电力或者节约电能的 目的。提高终端设备用电效率和改变用户的用电方式所采取的技术手段各不相同，下面 分别对其进行了具体的介绍。 1 提高用电效率 提高用电效率是通过采用先进的节电技术和高效设备提高用电效率在满足同样能 源服务的同时减少用户的电量消耗。它主要包括：高效照明系统、电动机系统、高效变 压器及其配电系统、高效电加热技术和高效节能家用电器等几个方面的内容。 ( 1 ) 高效照明系统：采用高效节能照明灯具替代传统低效的照明灯具和使用先进 的控制技术以提高照明用电效率和照明质量。高效的照明灯具主要有紧凑型荧光灯、细 管荧光灯、高压钠灯和低压钠灯、半导体灯等。采用高效照明器具，智能化照明控制系 统，合理的照明方式，充分利用天然光，加强照明管理等也能提高照明系统的效率，达 1 0 东南大学硕士学位论文第二章需求侧管理概述 到节约电力和电量的双重效果 ( 2 ) 电动机系统：电动机系统包括调速( 或调压) 控制传动装置，电动机和被拖 动机械三大部分。选用高效电机替代普通电动机时电动机系统节约电能的重要手段，选 用与生产工艺需要容量相匹配的电动机提高运行的平均负载率，采用高效的拖动机械， 应用各种调速技术等都可实现电动机系统的节电运行。 ( 3 ) 高效变压器及其配电系统：目翦推广的高效变压器主要包括s l l 系列油浸变 压器，s c i o 系列干式变压器以及非晶合金配电变压器等。减少变电次数，实施变压器节 电运行。配电线路合理布局和采用无功就地补偿及自动补偿装置等可减少配电损失 ( 4 ) 高效电加热技术：远红外加热，微波加热，中、高频感应加热等技术 ( 5 ) 高效节能家用电器：包括高效家用空调器、变频空调器、节能型电冰箱、节 能型电热水器、热泵热水器、节能型洗衣机、高效电炊具等。 2 改变用户的用电方式 改变用户用电方式即负荷整形技术是根据电赐的负荷特性，以某种方式将用户的电 力需求从负荷高峰期削减、转移或增加低谷期的用电，改变电力需求在时序上的分布， 达到平稳电网负荷的目的。参考文献1 本文将改交用户用电方式的技术手段分为以下下 几种： ( 1 ) 直接负荷控制。直接负荷控制是在电网负荷高峰时通过负荷控制装置控制用户 终端用电的一种方法。电力供应严重短缺、大量外购峰荷电力的电力系统在失去电力平 衡时，可直接使用负荷控制装置控制中断用户的供电。由于直接负荷控制是随机性的， 常常与人们的生产秩序和生活节奏相冲击，大大降低了用户峰期用电的可靠性，不易于 被大多数用户接受。可采用资金补偿的方式减少用户的停电损失，直接负荷控制多用于 工业的用电控制，以停电损失最小为原则进行排序控制。 ( 2 ) 时间控制器和需求限制器。利用时间控制器和需求限制器等自控装置实现负荷 的间歇和循环控制，是对电网错峰比较理想的控制方式。它虽然改变了用户的用电方式， 但通常并不或较少影响用户的用电模式和服务质量。如空调、风机、水泵、大耗电工艺 设备等的间歇或循环控制。但是，他需要有完善的控制系统。 ( 3 ) 增加低谷用电设备。在日负荷低谷时段可投入电气锅炉或蓄热装置采用电气保 温等增添低谷设备来增加低谷用电。在冬季后半夜可投入电暖气或电气采暖空调等季节 性设备进行填谷。 ( 4 ) 蓄能装置。在电网日负荷低谷时段投入电气蓄能装置进行填谷，如电气蓄器、 东南大学硕士学位论文第二章需求侧管理概述 电动汽车蓄电瓶和各种可能随机安排的充电装置等。 ( 5 ) 蓄冷蓄热装置。采用蓄冷技术的空调是移峰填谷的一种有效的手段，它在电网 负荷低谷时期制冰或冷水并把冰或水等蓄冷介质储存起来，在白天或电网高峰时把冷量 释放出来转换为冷气，达到移峰填谷的目的。采用蓄热技术是在电网负荷低谷时把电气 锅炉或电加热器生产的热能存储在蒸汽或热水蓄热器中，在白天或电网高峰时段将其热 能用于生产或生活等来实现移峰填谷。 二、经济手段 d s m 的经济手段是指通过各种电价、直接经济激励和需求侧竞价等措施刺激和鼓励 用户改变消费行为和用电方式，安装并使用高效设备，减少电量消耗和电力需求其中， 电价是一种控制性经济手段，是由供应侧制定的，用户处于被动响应的位置；直接经济 激励和需求竞价属于激励性经济手段，需求侧竞价加入了竞争，用户可以主动响应，积 极利用这些措施的用户在为社会做出增益贡献的同时也降低了自己的生产成本，甚至获 锝了一些效益 1 电价结构 电价是影响面较大和敏感性较强的一种有效且便于操作的经济激励手段，它的制定 程序比较复杂，调整难度较大。制定一个适合市场机制的合理的电价机制是促进实施需 求侧管理的一个重要工作，它应该既能激发电力公司实施需求侧管理的积极性，又能激 励用户主动参与需求侧管理活动。目前，国内外实施需求侧管理采用的电价结构主要有 容量电价、峰谷电价、分时电价、季节性电价和可中断电价等。 ( 1 ) 容量电价又称基本电价，它是根据用户变压器装置容量或月最大负荷需量来 收取电费的。适当提高容量电费在电费中的比例，可促进电力用户加强负荷管理，优化 其负荷曲线，自觉控制高峰负荷需求。 ( 2 ) 峰谷电价是电网公司根据电网的负荷特性确定年内或日内峰荷、低谷和平时 的时段，在高峰时段、低谷时段及平时段实行峰、谷、平三种不同的电价。也可只划分 高峰和低谷时段并实行峰谷电价。时段的划分和峰谷电价的比值及其用户的生产特性决 定了这种电价的激励效果 ( 3 ) 分时电价是峰谷电价的进一步细化，一日内根据不同的时点电价有所不同， 它一种激励用户合理安排用电时间的激励电价。 ( 4 ) 季节性电价是为改善电力系统季节性负荷的不均衡性丽采取的一种鼓励性电 价。根据不同地区的用电特点。在一定的季节适当提高电价，而在另外一些季节降低电 壅童盔兰堡圭堂垡鲨塞 苎三至曼塞堡笪望堡蕉 价 ( 5 ) 丰枯电价是在水力资源丰富的地区根据不同的丰枯水时期而不同的一种激励 性电价。在丰水期电价下浮，而在枯水期电价上调，可以有利于充分利用水力资源，降 低电网的供电成本，吸引更多的大耗电用户座落在水电站周围，充分利用廉价和干净的 水力资源。 ( 6 ) 可中断负荷电价是指在用户与电力公司签订合同，同意在一段时期内接受并 实施其中断或削减负荷的指令的基础上，电力公司给予给用户一定比例的电价折扣作为 补偿，从而使该用户的电价在某一电价的水平上下将一定的折扣电价。可中断负荷电价 的确定取决于提前通知的时间、负荷中断量及中断负荷持续时间。 2 直接激励措施 ( 1 ) 折让鼓励。折让鼓励是给予购置特定高效节能产品的用户、销售商或生产商 适当比例的折让，注重发挥推销商参与节电活动的特殊作用，以克服高效产品价格偏高 的市场劣势，吸弓i 更多的用户参与d s m 话动。并促使供应商推出更好的节电产品。需求 侧管理的折让鼓励应该符合一定的市场运行规范，l 折让鼓励是为真正的优质高效节电产 品开拓市场服务的，折让额应是事先标定和完全透明的，并随着产品效率的增加而增加。 折让的对象可以是电力用户或节能产品销售商，也可以同时给予两者折让，当在折让鼓 励中应特别注重推销商的作用。因为推销商具有丰富的市场经验更了解用户的偏好， 有很强的引导本领，吸引他们参与需求侧管理活动可以使先进的节能技术和高效的节电 产品更快的转移到用户侧来。 ( 2 ) 免费安装鼓励。免费安装鼓励是指向用户免费赠送和安装指定的高效节电设 备，用户不必或仅仅支付少许费用，方便解决用户资金筹措问题。免费安装鼓励的对象 大都是针对收入较低的家庭用户，同时也仅限于初始投资低而节电效果好的产品。 ( 3 ) 借贷优惠鼓励。借贷优惠鼓励是指对购置高效节电设备的用户，尤其是初始 投资较高的那些用户提供的低息或零息贷款，以减少他们参加需求侧管理项目在资金短 缺方面存在的障碍。借贷优惠鼓励是一种非常可行的市场工具。 ( 4 ) 节电奖励。节电奖励是对提出准备实施或已经实施其行之有效的优秀节电方 案的第二、三产业用户给予的“用户节电奖励”，并借以树立节电榜样，激发更多用户 提高效率的热情。节电奖励是在对多个节电方案进行可行性和实施效果的审计和评估后 确定的。 3 需求侧竞价 东南大学硕士学位论文 第二章需求侧管理概述 需求侧竞价是电力市场环境下出现的需求侧管理的一种实施机制。电力终端用户通 过采取措施削减负荷，相当于向电网提供了一种电力资源，这种资源便是“负瓦”，用 户可以在电力交易所采用招标、拍卖、期货等市场交易手段出卖“负瓦数”，获得一 定的经济利益。在市场环境下，需求侧竟价使得用户能够通过改变自己的用电方式主动 参与市场竞争，而不再是单纯的价格接受者“”。需求侧竞价是鼓励用户积极改变用电方 式，提高用电效率，科学实施d s m 长效机制的有效方法。 需求侧竞价有两种实施方法。一种是根据需求侧节电方案的节电量和削峰情况，按 节电方案初始成本给予中标者一定比例的报酬。具体的做法是：投标者首先完成自己的 节电方案，并在自己的方案中提出自己的付酬比例，电网公司经过对各个投标方案的技 术可行性和可靠性以及所需成本等有关因素进行分析、评估和筛选，当确定中标方案后 与中标者签订合同，然后安装节电设备；为了保障电网公司和投标者双方受益的公平性， 对中标者最终的付酬是根据实际的节电效果，而是按方案提出的初始节电目标。另一种 方法是电力公司采用拍卖的形式实行节电招标。招标面向的对象有发电公司、节能公司 ( 或能源服务公司) ，大用户等，发电公司竞争卖电给电力公司，节能公司或大用户则 竞争把节约的电量销售给电力公司。中标的节能公司或大用户按中标价、减少的电力及 持续时间计算。 此外，建立节电现货和期货市场，把节约的电力转化为资金在公司之间或用户之间 进行流通。公用事业公司甚至可以充当“负瓦数”的经纪人，一些公司从他们那里购买 合同以稳定或减少需求，合同可以在二级市场上再次销售，正如一些经纪人买卖空气污 染权一样。 三、引导手段 引导和宣传是指对消费用户进行指引的一种有效的、不可缺少的市场手段。相同的 经济激励和同样的节电效益，用户可能出现不同的反应，关键在于引导。通过引导使用 户愿意接受需求侧管理的措施，知道如何用最少的资金获得最大的节能效果，更重要的 是在使用电能的全过程中自觉挖掘节能的潜力。 主要的引导宣传手段有：知识普及、信息传播、研讨交流、审计咨询、免费能源审 计、技术推广示范、制定政策等。主要的方式有两种：一种是利用各种媒介把信息传递 给用户，如电视、广播、报刊、展览、广告、画册、读物、信箱等；另一种是与用户直 接接触提供各种能源服务，如培l i 、研讨、诊断、审计等。经验证明：引导宣传手段具 有时效长、成本低、活力强等的特点，关键是要选准引导方向和建立引导信誉。 1 4 衷南大学硕士学位论文 第二章需求侧管理概述 四、行政手段 行政手段指政府及有关职能部门，通过法律、标准、政策、制度等行政力量来规范 电力消费和市场行为，以推动节能、约束浪费、保护环境的一种管理活动。 行政手段就有权威性、指导性和强