（技术经济及管理专业论文）长春电力市场电力需求侧管理研究.pdf

华北电力人学硕十学位论文摘要 摘要 本文改进了我国目前电力需求侧管理实施效果评价所使用的指标体系，在其中 加入了绿色供应链的思想，并在评价过程中运用粗糙集法对指标进行了约简，减少 了运算量，简化了计算步骤，得到了约简后各指标的权重，然后用模糊综合评价的 方法进行了分析，并对近年来长春电力市场的电力需求侧管理实施效果进行了综合 评价和比较分析。同时，本文针对实施电力需求侧的损失全部由供电侧负担致使供 电公司丧失积极性的现象提出了一种基于损益共享系数的发电侧和供电侧电价联 动的机制。并根据评价结果，对长春电力市场实施d s m 的过程中存在的问题进行了 分析，提出了改进建议。 关键词：电力需求侧管理，绿色供应链，电价联动机制 a b s t r a c t a ni m p r o v e m e n to ft h ec u r r e n ti n d e xs y s t e mf o re v a l u a t i n gt h ep o w e rd s mi s c a r r i e do u ti nt h i st h e s i s ，i nw h i c ha c c e d e dt h et h o u g h to fg r e e ns u p p l yc h a i n d u r i n gt h e p r o c e s so fe v a l u a t i n g ，r o u g hs e ti su s e dt od e c r e a s et h ei n d e x e s ，a n dt h e nt h ec o m p u t i n g d a t ai sr e d u c e d ，t h ec a l c u l a t i o ns t c p si ss i m p l i f i e d ，a n dt h ew e i g l l t so ft h ei n d e xa r e c a l c u l a t e d t h e nt h ef u z z y - s y n t h e s i z i n g e v a l u a t i n gm e t h o di su s e dt oe v a l u a t ea n d a n a l y z et h ee f f e c to fd s mi nc h a n g c h u n a l s o t h et h e s i si n t r o d u c e dae l e c t r i c i t yp r i c o l i n k a g em e c h a n i s mo fs e l l i n gs i d ea n dg e n e r a t i n gs i d eb a s e do nd s m ，w h i c hi s o r d e r e dt os o l v et h ep r o b l e mt h a tt h ei m p l e m e n t a t i o no fd s m st o t a ll o s s e sa f r o r d e db y s e l l i n gs i d em a d ei t sa c t i v i t yl o w e dd o w n t h ep a p 0 1 a l s oa n a l y z e dt h ep r o b l e mi nt h e i m p l c m e n t a t i o no fd s m i nc h a n g c h u na n dp u tf o r w a r ds u g g e s t i o n sf o ri m p r o v e m e n t z h a n gy u a n ( t e c h n i c a le c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o n i ud o n g x i a o k e yw o r d s ：p o w e rd e m a n ds i d em a n a g e m e n t ，g r e e ns u p p l yc h a i n ，e l e c t r i c i t y p r i c el i n k a g em e c h a n i s m 华北电力人学硕十学位论文摘要 摘要 本文改进了我国目前电力需求侧管理实施效果评价所使用的指标体系，在其中 加入了绿色供应链的思想，并在评价过程中运用粗糙集法对指标进行了约简，减少 了运算量，简化了计算步骤，得到了约简后各指标的权重，然后用模糊综合评价的 方法进行了分析，并对近年来长春电力市场的电力需求侧管理实施效果进行了综合 评价和比较分析。同时，本文针对实施电力需求侧的损失全部由供电侧负担致使供 电公司丧失积极性的现象提出了一种基于损益共享系数的发电侧和供电侧电价联 动的机制。并根据评价结果，对长春电力市场实施d s m 的过程中存在的问题进行了 分析，提出了改进建议。 关键词：电力需求侧管理，绿色供应链，电价联动机制 a b s t r a c t a ni m p r o v e m e n to ft h ec u r r e n ti n d e xs y s t e mf o re v a l u a t i n gt h ep o w e rd s mi s c a r r i e do u ti nt h i st h e s i s ，i nw h i c ha c c e d e dt h et h o u g h to fg r e e ns u p p l yc h a i n d u r i n gt h e p r o c e s so fe v a l u a t i n g ，r o u g hs e ti su s e dt od e c r e a s et h ei n d e x e s ，a n dt h e nt h ec o m p u t i n g d a t ai sr e d u c e d ，t h ec a l c u l a t i o ns t c p si ss i m p l i f i e d ，a n dt h ew e i g l l t so ft h ei n d e xa r e c a l c u l a t e d t h e nt h ef u z z y - s y n t h e s i z i n g e v a l u a t i n gm e t h o di su s e dt oe v a l u a t ea n d a n a l y z et h ee f f e c to fd s mi nc h a n g c h u n a l s o t h et h e s i si n t r o d u c e dae l e c t r i c i t yp r i c o l i n k a g em e c h a n i s mo fs e l l i n gs i d ea n dg e n e r a t i n gs i d eb a s e do nd s m ，w h i c hi s o r d e r e dt os o l v et h ep r o b l e mt h a tt h ei m p l e m e n t a t i o no fd s m st o t a ll o s s e sa f r o r d e db y s e l l i n gs i d em a d ei t sa c t i v i t yl o w e dd o w n t h ep a p 0 1 a l s oa n a l y z e dt h ep r o b l e mi nt h e i m p l c m e n t a t i o no fd s m i nc h a n g c h u na n dp u tf o r w a r ds u g g e s t i o n sf o ri m p r o v e m e n t z h a n gy u a n ( t e c h n i c a le c o n o m i c sa n dm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db yp r o n i ud o n g x i a o k e yw o r d s ：p o w e rd e m a n ds i d em a n a g e m e n t ，g r e e ns u p p l yc h a i n ，e l e c t r i c i t y p r i c el i n k a g em e c h a n i s m 士= x = i明明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文长春电力市场电力需求侧管理研究， 是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其它人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力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。 学位论文作者签名：星丝邋 日期：2 丝! ：! 丝! 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学 位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：垄挺丝 e l期：丝! 翌：! 兰些 导师签名： 日期： 华北电力大学硕七学位论文 1 1 研究背景 第一章引言 从上个世纪开始环境问题已经成了为世界各国所普遍关注的全球性问题之一。 可持续发展与环境保护成为国际关注的焦点，新建电源的长期边际发电成本大幅度 上升。于是，国外自2 0 世纪7 0 年代末开始寻求适合本国的最高效的资源配置方法， 其中就包括了“电力需求侧管理( o s u ) 弦。电力需求侧管理是指通过采取有效的激励 措施，引导电力用户改变用电方式，提高终端用电效率，优化资源配置，改善和保 护环境，实现最小成本电力服务所进行的用电管理活动。是促进电力工业与国民经 济、社会协调发展的一项系统工程。经过3 0 多年的探索和实践，取得了显著效果， 不仅缓解了电能的短缺，而且节约了电能，提高了电能的使用效率。目前d s u 已成 为国际上先进的能源管理活动和发达国家可持续发展战略的重要手段，并越来越受 到关注。 近几年来，我国的能源问题已经逐渐突显出来。我国的常规能源资源仅占世界 总量的1 0 7 ，人均能源资源占有量远低于世界水平：2 0 0 0 年我国人均石油可采储 量只有4 7 吨，人均天然气可采储量1 2 6 2 立方米，人均煤炭可采储量1 4 0 吨，分 别为世界平均值的2 0 1 、5 1 、8 6 2 。但是我国在2 0 0 4 年就已超过俄罗斯成为 世界第二大能源生产国。目前，我国使用的能源以煤炭为主，是世界上最大的煤炭 消费国，2 0 0 5 年消费量占世界总消费量的3 6 9 。我国电力需求以每年超过1 0 的 速度增长，2 0 0 2 年出现过大范围缺电，2 0 0 4 年缺电的省份达2 4 个，夏季高峰时段 全国估计缺电近3 1 ( ；w ，2 0 0 5 年有所缓解，但全国夏季高峰时段仍缺电2 5 g w ，2 0 0 6 年夏季缺电减少到1 2 g w 。 并且，我国节电和削峰潜力巨大。据预测，如果我国有效实施电力需求侧管理 而实现节电5 及降低高峰负荷5 ，到2 0 2 0 年可减少电力装机1 亿k w 左右，超 过5 个三峡工程的装机容量；今后1 5 年可累计节电2 8 0 0 亿k w h 。节煤1 4 3 亿吨， 减排二氧化硫2 0 0 0 万吨，减排二氧化碳7 亿吨，同时还可以节约8 0 0 0 亿1 0 0 0 0 亿元电力投资。这将大大化解资源和环境压力，带来巨大的节电效益、经济效益、 环境效益和社会效益。对于我国来说，坚持开展需求侧管理，深入挖掘这一宝贵的 资源，应该成为建设节约型社会的重要战略举措。 同时，我国政府也逐渐意识到以环境为代价发展经济所带来的严重后果以及我 国能源日益紧张的现实状况，制定了走可持续发展的道路，建立节约型社会，促进 人与环境的和谐相处等一系列的方针政策来提高人们的环境保护意识，并积极加入 华北电力大学硕士学位论文 到了世界环境保护和节约能源的浪潮中来。十七大再一次强调要坚持节约资源和保 护环境的基本国策，把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化、现代化发展 战略的突出位置，加快形成可持续发展体制机制，落实节能减排工作责任制，建设 科学合理的能源资源利用体系，提高能源资源利用效率。 为了顺应时代的发展，响应政府的号召，2 0 0 0 年1 2 月1 9 日我国国家经贸委和 国家计委发布了节约用电管理办法，将需求侧管理以法规的形式引入我国。2 0 0 1 年原国家供电公司把需求侧管理列入考核内容。从一段时间的实施结果看，各地移 峰填谷效果都很好，在供电紧张的情况下能很好的满足企业生产需要，保证人民正 常生活，一定程度上缓解了电力供需矛盾。2 0 0 5 年1 1 月，国家经贸委发布了关 于推进电力需求侧管理工作的指导意见，为进一步推动全国电力需求侧管理工作 提出了具体的指导意见。长春市2 0 0 6 年8 月3 1 日正式通过了t 长春市节约能源条 例，把节能降耗的政策落实到了实处，更有利于长春市供电公司电力需求侧管理 项目的实施。 1 2 国内外发展现状 1 。2 1 国外发展现状 电力需求侧管理发源于美国，1 9 7 3 年第一次世界石油危机后，美国能源界意识 到不能单纯追求能源供应侧的资源节约和成本最小化，还应该追求需求侧的资源节 约和成本节约。因此，美国等西方工业发达国家自八十年代初就开始进行需求侧管 理的系统研究。到目前为止，世界上已有3 0 多个国家正在系统的开展需求侧管理 工作，其中美国是实施需求侧管理最成功的国家之一。2 0 0 0 年加州电力危机后，当 地政府以技术为依托，推行6 类有代表性的电力负荷管理项目，依靠电价引导需求， 开发出6 类需方资源的激励政策及转移高峰负荷政策，对化解危机起到了积极作用。 据统计，1 9 9 3 年，美国用于d s m 的费用达2 7 4 亿美元，占全美公共事业收入的1 。 1 9 9 5 年以后，美国电力工业开始改革和重组，d s m 工作一度受到影响。为继续推动 d s m 事业的发展，一些州建立了系统效益收费制度，通过在电价中加收1 - - 3 的费 用，专门用于d s m 工作。d s m 项目开展以来，取得了巨大的经济效益和社会效益。 据统计，2 0 0 0 年美国共有9 6 2 个供电公司参与d s m 项目实施，涉及1 3 0 0 多项需求 侧管理计划，参与用户达2 0 0 0 万以上，削减高峰用电负荷0 4 1 4 ，相当于负荷 增长率的2 0 - - 4 0 。 加拿大供电公司采取对工业用户进行需求侧管理的审计、计量、负荷分析、可 行性研究等信息支持并提供一定的金融鼓励，如：安大略供电公司对每1 k w 的转移 峰荷每年补助1 0 美元。居民和商业用户采取政府制定建房节能标准，推行照明节 2 华北电力大学硕士学位论文 电工程，对采用节能型灯管给予补助。供电公司内部用电采取用上市商品电一样的 价格收取电费，使得电力需求侧在加拿大得以顺利实施。 法国通过应用电力负荷监控技术并针对不同用户分别实施绿色电价、黄色电价 和蓝色电价等，日负荷率由7 3 提高到9 2 ，相应减少发电容量1 9 0 0 0 i d w ；英国通过 提高能效减少二氧化碳排放，并且筹集1 6 5 亿美元投资到5 0 0 多个提高能效的项 目中，实现节能6 8 0 0 g w h ，相当于英国2 0 0 万家庭的年用电量；西班牙在电力活动 法中规定配电公司至少要引入1 0 个d s m 项目以提高能效，项目的成本在电价附加 费中支出，1 9 9 8 年节能3 5 7 2 5 g w h ，转移高峰电量2 1 6 2 5 m w h ；在东欧，波兰供电公 司1 9 9 5 年制定了综合资源规划( i r p ) ，推行节能灯，仅此就获得8 0 0 m w 的避免容量 资源，节电成本为0 0 1 美元k w h ，净效益达2 9 0 0 万美元。 日本在政府的支持下，采取经济技术手段，鼓励需求侧采用各种有效的节电技 术，改变需求方式，转移高峰负荷、节约电能。1 9 9 5 年移峰3 l 万跚，占全网负荷 的5 ，相应减少了电源、电网的基建投资1 7 。目前已成为世界上单位g d p 能耗最 低的国家。 国外d s m 研究注重对用户用电终端负荷数据及市场状况等信息的收集和处 理，在此基础上建立了许多实用性较强的需求侧管理分析和评估的模型及信息处理 系统，使需求侧管理的实旌和效益评估有了可靠的基础，并取得了可观的社会和经 济效益。 1 2 2 国内发展现状 我国引入需求侧管理是在二十世纪九十年代之后，与之相关的理论和实践研究 也由此逐渐展开。 1 9 9 1 - - 1 9 9 5 年期间，我国举办了多次由国际专家主讲的有关电力需求侧管理知 识的培训、研讨班，同时派有关人员出国( 主要在美国、西欧和加拿大) 考察和培 训。1 9 9 6 年一2 0 0 0 年间，设立了指导和推广机构( 国家供电公司电力需求侧管理 指导中心) ，并在各省市先后开展了多种电力需求侧管理示范项目，培养了一批技 术骨干，为以后电力需求侧管理工作的进一步开展积累了宝贵的经验。2 0 0 2 年，国 家经贸委又专门颁发了关于推进电力需求侧管理工作的指导意见。此后，河北 省5 个部委办局联合下发了关于大力开展电力需求侧管理工作的意见，从城市 建设附加费中抽取电力需求侧管理的专项基金；江苏经贸委和有关部门联合发布了 江苏省电力需求侧管理实施办法，对6 大行业实行分时电价，并且每年从电力 市场采购电量竞价上网的空问中筹集4 0 0 0 万元来补贴高耗能行业的节电项目：北 京出台了北京市电采暖低谷用电优惠办法实施细则( 试行) 和北京市电采暖 低谷优惠用电价格联动实施细则( 试行) ，引导用户避峰用电；上海市和浙江省在 3 华北电力大学硕士学位论文 居民用电试行分时电价，取得良好效果。 由此，电力需求侧管理在我国进入了一个较快发展的时期，国家有关政府部门 及部分省级政府出台了很多关于电力需求侧管理的政策，对峰谷电价在全国范围内 的推广，“绿色照明”计划在各大中城市中的逐步展开，变频调速等先进节能技术 的广泛应用，发挥了积极的作用，用电效率得到了提高，电力供需矛盾得到了缓解。 但是，我国的电力需求侧管理实际工作和理论研究中仍存在一些问题。在d s m 的评 价指标体系中选用的指标不全面，难以综合反映d s m 的实施带来的影响，并且对作 为d s m 实施主体的供电公司的激励机制的研究尚不深入，实际中该体制的建立也尚 不完善，难以激发供电公司推动d s m 实施的积极性。 1 3 研究内容 文章首先对电力需求侧管理进行了概述，介绍了电力需求侧管理的概念，措施， 目标，对电力需求侧管理的实施效果进行评价的方法。然后，提出了一种基于绿色 供应链思想的改进了的电力需求侧管理的绩效评价体系。并运用该评价指标体系对 长春市电力需求侧管理措施进行了评价。接着，针对我国峰谷分时电价实施过程中 存在的问题，提出了一种基于损失( 效益) 共享系数的新的上网侧和销售侧电价联 动机制。最后，根据评价结果对长春地区电力需求侧管理工作提出了改进建议。 4 华北电力大学硕士学位论文 第二章电力需求侧管理概述 2 1 电力需求侧管理和综合资源规划的概念 综合资源规划( 简称i r p ) ，是电力部门把电力供应侧和需求侧的各种形式的资 源综合成为一个整体进行电力规划，通过高效、经济、合理的利用供需侧资源潜力， 在保持能源服务水平的前提下，使整个规划系统的社会总成本最小，因此综合资源 规划又称最小费用规划。综合资源规划从根本上改变了电力工业一直把用户的用电 需求作为规划外在因素的做法，使电力部门的职能拓宽到终端用电的活动领域，强 化了资源节约的实施能力，提高了电力资源的竞争能力，对资源配置及其管理方式 产生了变革性的影响，使现行的电力管理体制更符合不断发展着的市场经济运营机 制的要求，引导电力工业走上了可持续发展的轨道。 电力需求侧管理就是基于综合资源规划的思想发展起来的。目前国际上对电力 需求侧管理还没有一个统一的定义，但其基本理念和实质内容都大体一致，可以概 括如下： 电力需求侧管理( d e m a n ds i d em a n a g e m e n t ) ，简称d s m ，是在政府法规和政策 的支持下，采取有效的激励和引导措施以及适宜的运作方式，通过供电公司、能源 服务公司、社会中介组织、产品供应商、电力用户等共同努力，提高终端用电效率 和改善用电方式，在满足同样用电功能的同时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。需求侧管理只包括那些为改变负荷形态而供电公司有意介入用电市场的活 动，不包括用户自身由于认识到节能的重要而购买的高效电器之类的活动。由于发 达国家电力供应充足，因此提出需求侧管理的另一个内容，即扩大电力市场份额， 搞好电力营销，这也是我国今后的需求侧管理工作中应该进一步考虑的内容n 1 。 2 2 需求侧管理的对象 需求侧的起点也是供应侧的终点就是用户计费电表，计费电表以下称为终端用 户，是需求侧管理的对象。需求侧的资源指的是终端用电领域的节电资源，主要包 括： 提高照明、空调、电动机、电热、冷藏、电化学等设备用电效率所节约的电力 和电量； 蓄冷、蓄热、蓄电等改变用电方式所节约的电力； 能源替代、余能回收所减少和节约的电力和电量； s 华北电力人学硕十学位论文 合同约定可中断负荷所节约的电力和电量； 建筑物保温等改善用电环境所节约的电力和电量； 用户改变消费行为减少用电所节约的电力和电量； 自各电厂参与调度后电网减供的电力和电量。 2 3 电力需求侧管理的内容 用户对电能的需求包括电力和电量。电力是指用电能力，一般用千瓦( k w ) 表 示；电量是指用电量，一般用千瓦时表示。电力系统只有具备相适应的发供电能力 和发供电量，才能满足联入电网各类用户的用电需求，需要有足够的装机容量来供 应电力和持续不断的把燃料等一次能源转换为电能。 d s m 要考虑两方面。一方面要力图以较少的新增装机容量达到系统的电力供需 平衡，就必须千方百计降低电网的最大负荷，其根本措施就是减少用户在电网峰荷 时段的电力需求；另一方面要力图减少系统的发电燃料消耗，就必须设法减少系统 的发电量。因此，d s m 的目标主要集中在用户电力和电量的节约上。 d s m 包括能效管理和负荷管理两个部分乜1 ： 能效管理 通过用户采用先进技术和高效设备提高终端用电效率，减少电量消耗，取得节 约电量和减少污染排放的效益。其中，峰荷期间运行的节电设备还可降低电网最大 负荷，同时获得节约电力、减少系统装机容量的效益，但是并不强调一定要带来这 方面的效益。 负荷管理 通过负荷整形技术改善用户的用电方式，降低电网最大负荷，取得节约电力和 减少装机容量的效益。节约电力通常还会同时带来节约电量的效益，但它并不强调 一定要带来节约电量的效益，而且有些移峰填谷技术还会多耗电量。 一般讲，只要成本有效的节电资源，无论是节约电力还是节约电量，都不应该 放弃对它们发掘的机会。实际上，在新建电厂造价昂贵，高峰期供电紧张，负荷峰 谷差较大的电网，往往把节约电力置于首要地位；在装机容量比较富裕、发电燃料 比较昂贵、环境约束比较苛刻的电网，更重视节约电量。 2 4 电力需求侧管理的手段【3 】 ( 1 ) 技术手段，包括提高用电效率和削峰填谷技术措施。如各种高效节能灯具、 电冰箱、空调器、变压器、电动机、热水器、蓄冷蓄热技术、自动控制技术、变频 6 华北电力大学硕士学位论文 调速技术、余热和余压发电技术、太阳能和风能利用技术以及能源替代技术等。 现主要介绍几种技术如下： 照明 采用自镇流荧光灯替代普通白炽灯，用细管t 5 t 8 等三基色双端荧光灯替代粗 管t 1 2 等卤粉双端荧光灯，用高压钠灯和金属卤化物等替代高压汞灯，用电子镇流 器替代普通电感镇流器，用高效反射灯罩替代普通反射灯罩等，以及采用声控、光 控、时控、感控等智能开关和钥匙开关控制实行照明节能运行等。 电力采暖 电力采暖措施包括热泵，电阻加热器和多燃料供热系统。热泵是采用蒸汽压缩 制冷循环，它的供热效率相当高。热泵供热效率用性能系数( c o p ) 度量，它表示 在标准额定工况下，设备消耗每单位电能所输出的有效能，高效热泵的额定c o p 值 通常大于2 8 。 热泵有多种类型，适用于不同的用途。热泵对用户的好处是节电，对公司的好 处包括节电，提高负荷因子或售电量，还有削峰效果。当供热负荷可由热泵满足时， 采用热泵替代电阻炉可减少负荷需求。但是当需要备用热负荷时，电阻炉仍可以供 应热泵不能供应的那部分热负荷。 任务式电采暖和区域电阻热供暖系统是通过对建筑物内任何区域实施热静态 控制来减少总的热负荷需求和耗电量。房间或其它空闻只在使用时供暖，而不对整 个建筑物加热。对于区域供暖系统，没有导板热损失，而且通常也没有鼓风机电耗。 当设计结构合理，调节适当，这个系统比集中式系统的热负荷需求低。这个系统所 需的设备和技术在国外已很完善，设备运行简单，而且维修工作很少。采用这个系 统对用户的好处包括初始投资较低，方便，运行成本比集中式系统要低( 通常低1 5 左右) 。 多燃料供热系统包括采用叠加式热泵、双燃料供热系统以及太阳能供热系统 ( 并用电采暖做备用) 。双燃料炉和叠加式热泵都是在供热高峰期以外的所有时间 用电供热，而在供热高峰期用化学燃料炉供热以防供热电需求出现尖蜂负荷。由于 供热高峰期常常同电力尖峰负荷期重叠，因此供电公司采用化学燃料炉备用可得到 相当大的削峰效益。对于可使用燃料炉做供热备用，而且现有的燃料供热系统又适 于转换成热泵或电阻炉供热系统作为基本热源的情形，可采用很合适的设备并获得 足够大的改善负荷因子的效益。 采取装电供暖备用的主动式太阳房供热系统可使供电公司节电。这种系统通过 储热能力来实现夜间或阳光不强的白天的供热。因此，具有理想结构的系统在高峰 期基本上不耗电能。这个系统只限于使用非峰期电力，因而它有削峰和移动负荷能 。 7 华北电力大学硕士学位论文 力。 大多数电采暖措施可与建筑物保温绝热措施相配合，能使用户和供电公司效益 得到很大改善。例如，电采暖辅以墙壁、天花板绝热，多层窗户、窗户处理和空气 渗入控制等措施。 电力制冷 对于集中式( 整个建筑物) 和单元式( 每个房间) 结构，都越来越适于采用高 效空调器。采用高效空调器对于公司和用户都有相当大的节电效益和削峰效益。 在国外，许多公司对安装具有高的季节能效比的空调器的用户实施回扣和其它 经济刺激措施。虽然用户购买高效空调器比购买普通空调器要多支出，但由于耗电 成本的节省仍可使用户获得合理的投资报酬。如果供电公司再提供经济刺激的话， 将使用户进一步得益。用高效空调器替代普通空调器节省了电，降低了负荷需求， 并可削减电网峰荷，因而供电公司也可从中得益。 高效热泵通常既可作为高效空调器，又可作为高效采暖设备，其制冷效益与高 效空调器相同。通过采取一些措施。尤其是建筑物绝热保温措施，有助于用户降低 空调耗电成本。例如，空气渗入控制和绝热措施可减少制冷耗电。对窗户采用某些 措施( 遮篷、太阳屏等) 以及采用被动式太阳能建筑设计( 屋顶悬垂) ，利用地形 能减少进入建筑物的太阳能，因而降低空调耗电量。空调器可与这些措施成功地结 合，以满足供电公司和用户的需求。 高效用电设备 虽然高效设备可节省电力支出，但用户设备初投资也比较高。而对于供电公司， 提高用电设备效率就可节电，削减峰荷。 如前所述，提高空调器效率对供电公司和用户都有潜在效益。对其它用电装置， 例如冰箱、电炊、洗衣机、洗碗机和各种照明灯具，由于几乎所有家庭都有这些用 电终端，因而提高效率不但可节电，而且也有削峰效益，在一些情形下还有提高负 荷因子的效果，例如家用微波炉。 供电公司对购买高效设备的用户，有些情形下对销售高效设备的销售商，可考 虑给予回扣或其它刺激，并通过公布效率标准，以帮助用户选择效率更高的设备。 有些高效设备要求用户改变使用模式，以产生期望效益。因此需对用户做宣传 和教育，用户改变使用模式的例子有：在较低温下设定热水器，洗碗机采用空气循 环，用微波炉而不用普通炉做饭。提高用电设备效率对供电公司和用户都有很大效 益。在许多情形下，不需要公司给予刺激，因为设备效率提高已足以满足用户提高 效益的需要。 8 华北电力大学硕士学位论文 冰蓄冷空调技术。 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，达到移峰填谷的目的。蓄冷中央空调比传统中央 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，但它却有利于电网的填谷电量。冰蓄冷空调技术比常规空调系统 初始投入增加1 0 - 1 5 。利用夜间廉价低谷电力，运行费用比常规空调系统减少约 3 0 ，其初始投资费用增加部分在3 - 5 年内即可收回。适用于写字楼、商场、医院、 体育馆、影剧院、展览馆、宾馆、工厂、企业等。 ( 2 ) 经济手段。管理的经济手段是需求侧管理得以成功实施的重要手段。具 体措施有： 电价鼓励。通过制定容量电价、峰谷分时电价、季节性电价、可中断电价来激 发用户在削峰、填谷和移峰填谷方面的积极性。 折让鼓励。给予购置特定高效节能产品的用户或销售商适当比例的折让，从而 吸引更多的用户参与需求侧管理活动。 免费安装鼓励。向用户卖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，以解决用户资金筹措的困难，使他们更加积极的参加d s m 。该措 施针对的对象大都是针对收入较低的家庭住宅和对需求侧管理计划反应迟钝的用 户同时初始投资低且节电效果好的产品。 借贷优惠鼓励。向初始投资高的用户提供低息或无息贷款，以利于帮助用户筹 集电力需求侧管理所需要的资金。 节电设备租赁鼓励。把高效节电设备租借给用户，通过用节电收益偿还租金的 办法来鼓励用户参与d s m 计划，克服它们借债的压力。 节电特别奖励。对工商服务业等用户提出准备实施的优秀节电方案给予“用户 节电特别奖励，借以树立节电榜样，激发用户参与需求侧管理的热情。 ( 3 ) 引导手段。用户在客观上存在的某些心理状态是打开能效市场的一个主 要障碍，不是靠简单的号召性宣传所能克服的。因此，要采取强有力的引导手段， 消除用户在认识上、技术上、经济上等存在的心理障碍，才能提高他们对d s m 计划 的响应能力。 主要的引导措施有：知识普及、信息传播、研讨交流、审计咨询、技术推广、 政策交待等。主要方式有两种：一种是利用各种媒介把信息传递到用户，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，如讲座、座谈、培训、研讨、咨询、诊断，审计等。 9 华北电力人学硕士学位论文 ( 4 ) 行政手段。指政府及其有关职能部门，在国家法律的框架内，以行政力 量来推动节能、约束浪费、保护环境的一种管理活动。主要是培育以市场为导向的 需求侧管理节能节电运作机制；制定支持能效管理和节电运作可操作的行政法规和 政策条款；加强法制化管理、政策性鼓励、指导性服务：适度干预能效市场，克服 能效市场障碍，实行激励机制和约束机制相结合，以鼓励为主的节能节电政策；在 法规、体制、标准、政策、监督、协调、服务等方面，创造一个有利于d s m 的实施 环境。 2 5 电力需求侧的运作模式 美国目前有三种比较典型的d s m 运作模式：一是以中介机构主导的运作模式， 二是以政府主导的运作模式，三是以供电公司为主导的运作模式。 2 5 1 中介机构主导的运作模式 中介机构主导的运作模式是一个由非政府、非盈利的节能投资中介服务机构来 直接管理需求侧管理基金并负责项目管理，包括项目策划、资金分配、项目评估、 项目验收、项目服务等。电力用户把征集的s b c 直接转到中介服务机构的账户上， 并与电力用户、产品生产销售商、承包商等一样，处于平等地位参与d s m 项目的公 开竞标。 2 5 2 政府主导的运作模式 政府主导的运作模式是由政府设置的一个没有政府拨款的非盈利的准政府机 构来负责d s m 项目管理，政府的电力监管部门负责审批d s m 项目计划和需求侧管理 基金的支出。 2 5 3 供电公司主导的运作模式 由供电公司负责d s m 项目的管理和d s m 基金的支出，包括项目的宣传、项目的 评估、项目服务等。供电公司直接面向电力用户，对用户的用电需求比较了解，由 供电公司来实施需求侧管理从各角度来说都比较方便。 2 6 电力需求侧管理的目标 2 6 1 负荷调整的目标1 负荷调整又称负荷管理，其目标是调整负荷曲线形状，以便有效降低电力峰荷 需求。负荷调整有六种类型，不同供电公司根据其备用容量，负荷因子及规划期长 短不同，可侧重于不同的负荷调整目标。 1 0 华北电力大学硕士学位论文 ( 1 ) 削峰( p e a kc l i p p i n g ) ：削峰为负荷调整的常用手段，其主要技术措施 为： 直接负荷控制，即在电力系统负荷曲线峰荷时段，由系统调度人员直接和随时 拉闸限电，降低峰荷。所涉及用户通常为城镇居民区用电或大耗电量空调负荷。 可中断负荷控制，即按事先签订的合同规定，在负荷曲线高峰段时，由系统调 度人员通过直接控制负荷或在直接请求用户后，中断供电。所涉及用户通常为工业 和商业用电大户。 削减峰荷可减少高成本调峰机组的启用，延缓新增调峰机组的建设，从而节省 系统总运行费。当然，削峰也减少供电量，降低电力部门收入，所以削峰手段常为 容量不足需批量外购电的电力系统所采用。削峰减少了峰荷时段的购电费，电网总 运行费也随之降低。 ( 2 ) 填谷( v a l l e yf i l l i n g ) ，填谷泛指提高非尖峰负荷 此法适用于系统有空闲低成本发电容量时，这时发电长期边际成本小于平均电 价。通过季节性电价和低谷电价，可刺激非高峰时段电力消费增长，从而降低系统 平均燃料费。从系统总成本看，填谷有助于将新增装机的固定成本均摊在大基荷电 量上，必然降低系统运行费用。填谷的净效益在于电力销售和年收入的增加。 ( 3 ) 移峰填谷( l o a ds h i f t i n g ) ： 即将高峰负荷推移到非高峰时段。通过分时电价，峰谷电价，高耗电设备交替 运行和储热蓄冷计划都可以实现负荷推移，而尽量保持高峰时的用户服务质量。 移峰填谷的实施可降低系统运行费，但是否增加销售和收入则有赖于是否造成额外 的电量消费。 ( 4 ) 战略性节电( s t r a t e g i cc o n s e r v a t i o n ) ： 将节电视为一战略性目标。它鼓励用户采用各种终端用途的新技术，提高用电 效率和改变用户消费方式，在不降低供电服务质量前提下，减少电力电量的总需求。 对于无长期扩容规划的供电公司，可采用此战略性节电目标的措施。 ( 5 ) 战略性负荷增长( s t r a t e g i cl o a dg r o w t h ) ： 战略性负荷是指可能以电力作为其替代能源的其它用户负荷，通常这部分用户 消耗其它燃料。战略性负荷增长指除了在系统负荷曲线上填谷之外还可增加的部分 负荷，其目的在于鼓励推行新出现的电气技术替代其它能源，如用充电式电动汽车， 工业热处理以及电气化等。具有近期余裕量的供电公司可利用闲置容量提供电力以 提高电力设备利用率，而其发电固定成本则可均摊在系统总发电量上，其总效果是 降低系统运行成本。 华北电力火学硕士学位论文 ( 6 ) 可塑性负荷( f l e x i b l el o a ds h a p i n g ) ： 可塑性负荷的目标是减轻电力规划中对供电可靠要求的苛刻限制。它为用户提 供一种灵活可塑的选择，即或需要以较昂贵的电费获得较高的供电质量和可靠性， 或为节省开支或追求其它好处而放宽对可靠性的要求。可塑性负荷的形式主要取决 于可中断负荷的可中断程度；综合能源管理系统的优先目标和负荷直接控制器的应 用。这种控制器可有效限制各种用户的用电负荷。 2 6 2 改变用户用电方式 电力系统的负荷特性与一系列因素有关，主要取决于电网所在地区的经济结构 和用户的生产特点，当地的气候条件、生活水平和风俗习惯，以及电网规模等。对 一个具有一定规模的电网来讲，电力系统的负荷方式主要是由终端用电方式决定 的，要改变电力系统的负荷方式就要改变终端用电方式。由于供电能力不足和线路 容量堵塞等拉闸停电的影响，图示的负荷特性不是完全满足终端用电需求的自然负 荷特性，否则还要拉大电网负荷的峰谷差距。随着市场经济的发展和人们生活素质 的不断提高，电网负荷的峰谷差还有进一步拉大的趋势。 2 7 电力需求侧管理的意义 国内外实施电力需求侧管理的实践表明，实施电力需求侧管理可以给电力用 户、供电公司和全社会带来如下收益： ( 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；也 包括运行成本，例如通过需求侧管理措施削峰填谷、降低运行成本等。供电公司实 施和推广需求侧管理的费用要远远低于兴建发电厂或增加发电的费用，因此在保证 用户原先生产、生活的前提下，实施需求侧管理可以降低电力生产成本。 ( 2 ) 通过需求侧管理措施使用户合理用电，降低单位用电成本，从而使用户降 低电费支出。 ( 3 ) 通过需求侧管理措施降低用户的单位用电成本，并提高相应的用电服务， 从而扩大用电市场，增加全社会的用电比例。 ( 4 ) 节约资源。资源的节约利用和再利用是为了人类明天更好的发展，可持续 发展就是人类对现有有限资源的重新认识，通过实施需求侧管理，可以达到节约资 源的目的。 ( 5 ) 减少环境污染。臭氧层空洞、全球气候变暖等自然灾害使人们越来越注意 到环境保护的重要性，通过实施需求侧管理，可以减少不必要的能源使用，从而减 少对环境的污染，同时也节约了因为处理污染废弃物而支付的巨额费用。 1 2 华北电力大学硕十学位论文 第三章基于绿色供应链思想的电力需求侧管理 3 1 电力需求侧管理评价基础 3 1 1 评估的基本要素 需求侧管理措施的确定。确定d s m 措施需要考虑四个方面的内容：d s m 的目标， 可采用的技术，对哪些终端应用该技术，促进用户接受d s m 的机制。 电力用户的接受性和市场分析。对d s m 项目评估的重要方面之一是预测有多 少电力用户可能参加d s m 。参加人数是市场潜力( 即市场上最大的潜在的参加人数) 和供电企业对这个潜在市场的渗透率的函数。例如，对于热水负荷直接控制措施， 市场潜力是现有的和预测的投入热水器数目，渗透率是d s m 措旌已经和预测将要 占领的市场份额，这二者的乘积就是参加d s m 的电力用户数目。 电力用户的反应。电力用户的反应是指参加d s m 以后，负荷形状的变化。这 个变化值是原负荷形状与参加d s m 后负荷形状的差值。以照明负荷控制为例，电 力用户反应是实施与未实施节电项目下的负荷形状的差值。对于整体分析，只需要 知道实施d s m 前后峰荷( 包括容量与电量) 的变化，而对于详细分析，则需要知道 实施d s m 前后各个季节、各个典型日、甚至一天中各小时的负荷形状的差值。从 用电终端角度供电公司负荷形状变化取决于以下两个变化：用电设备的变化( 包括 技术特性如效率、气候条件、燃料电力比价、公司实施d s m 的方法) 和电力用户 用电行为的变化( 包括电力用户特性、电价结构等) 。 系统负荷形状变化。将确定用户的接受程度与计算用户的反应相结合，以估计 d s m 对各类负荷及系统总负荷形状的作用。在估算d s m 对各类负荷及系统总负荷的 作用时，要注意两个问题：正确估计在整个计划期内d s m 对负荷形状作用的变化情 况；正确估计各项d s m 措施对负荷形状的交叉作用。如同系统负荷随时间变化呈动 态性一样，d s m 对负荷形状的作用也随时间而变。由于通常同时实施各项d s m ，出 现交叉作用，使得估计d s m 对负荷形状作用变得复杂。在计划期内设备更换，用户 行为变化以及其它因素都会引起负荷形状的变化，因此在评估需求侧管理对系统负 荷形状作用时必须注意这些因素交叉影响及时问特性。 实施d s m 对其它部门的影响。实施d s m 对输配电部门，对电价以及对公司外 部( 例如环境和社会) 都会产生影响。但专家普遍认为d s m 对输配电系统影响很 小，但目前输配电系统费用是公司成本的重要组成，因此即使影响小也会对公司财 政产生很大作用。 1 3 华北电力人学硕十学位论文 3 1 2 评价的内容 电力用户的成本效益。参与d s m 计划的用户采用科学管理和先进的技术设备和 减少电力需求，希望在寿期内以减少的节电支出获得较多的电费节省，并期望能在 较短的时间内回收节电投资。只有当节约的电费和获得的支持费用大于节电成本 时，他们才会考虑是否接受或参与这项d s m 计划活动。 成本= 项目支出费用= 项目直接费用一项目避免费用 收益= 项目节约电费+ 项目支持费用 公式( 3 - 1 ) 公式( 3 - 2 ) 供电公司的成本效益。对供电公司来说，节电一方面减少了高于平均成本的新 增电量支出，另一方面又因少售电减少了销售收入，只有减少的支出高于减少的收 入方能获得收益，当收益大于它投入的节电成本时供电公司才愿意参与实施d s m 计 划。 成本= 项目支持费用+ 项目管理费用 收益= 可避免电量成本费用一减少的售电损失费用 公式( 3 - 3 ) 公式( 3 - 4 ) 参与者的成本效益。参与