（电力系统及其自动化专业论文）电力需求侧管理模式的研究.pdf

a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ee c o n o m i cd e v e l o p m e n to fc h i n a ，t h eb o t t l e n e c kq u e s t i o no f e n e r g yw i l lb em o r eo u t s t a n d i n g e s p e c i a l l ys i n c et h ep a s t10y e a r s ，t h eg r o w t hr a t eo f l o a di sg r e a t e rt h a nt h a to ft h eq u a n t i t yo fe l e c t r i c i t y , w h i c hm a k e st h el o a dr a t eo f e l e c t r i cn e t w o r kd r o pd o w n ，p e a kv a l l e yd i s p a r i t yi n c r e a s e t h i sw i l lb r i n gd i f f i c u l t l y f o rp e a kt r a n s f e ra n de c o n o m i c a lo p e r a t i o no fe l e c t r i cn e t w o r k t os l o v et h i sp r o b l e m ， i n c r e a s i n go n l yt h ei n v e s t m e n to fe l e c t r i cp o w e rp l a n tw i l lc a u s ee x t r e m ew a s t eo f e n e r g y , s oi ti si m p o r t a n tt oc a r r yo u te n e r g y c o n s e r v a t i o no nt h ed e m a n ds i d e p o w e rd e m a n ds i d em a n a g e m e n t ( d s m ) i si n t e r n a t i o n a l l yf a s h i o n a b l er e s o u r c e m a n a g e m e n tt e c h n o l o g y , t h r o u g ha d o p t i n gr e a s o n a b l eh o r t a t i v ei n s t r u m e n t ，i tc a n l e a d t h ep o w e rc o n s u m e r st oc h a n g et h e i rp o w e rc o n s u m i n gm o d es oa st ob eb e n e f i c i a lt o f l a tt h el o a dc u r v e i nt h i sp a p e r ，d e m a n ds i d em a n a g e m e n tm o d ei sa n a l y z e di nd e t a i l ， w h i c hp r o v i d e si m p o r t a n tr e f e r e n c et od s m f i r s t l y ，b a s e do nc o m p r e h e n s i v ei n v e s t i g a t i n go nt h ea d v a n c e de x p e r i e n c ei n o t h e rp r o v i n c eo ro v e r s e a s ，t h i sp a p e rp r e s e n t st h ep o t e n t i a lo fi m p l e m e n t i n gd s m i n t e r r u p t i b l el o a dm a n a g e m e n t ( i l m ) i sa ni m p o r t a n tf i e l do fd s m ，o n t h eb a s i so ft h e p r i n c i p l eo fi l m ，c o m b i n i n gw i t ht h ea c t u a le n v i r o n m e n t ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h e i n t e r r u p t i v el o a dc o n t r a c ta n di t sm o d e ，a n df i r s t l yl e a d st h ei n t e r r u p t i v el o a di n t o d i s p a t c h i n gf i e l d ，w h i c h o f f e r sn e wi d e at o p o w e r t r a n s m i s s i o n c o n g e s t i o n m a n a g e m e n ti nt h ee l e c t r i c i t ym a r k e t t i m e o f - u s e ( t o u ) p o w e rp r i c ei so n eo ft h e e f f e c t i v em e a s u r e si nd s m ，w i t ht h ea n a l y s i so fi t sp r i n c i p l e ，an e wt o up o w e rp r i c e m o d e lw h i c ha d a p t st ot h ei n n o v a t i o no fp o w e rm a r k e ti sd e v e l o p e d ，w h i c hp r o v i d e s t h eb a s i st ob u i l dt h ep o w e rp r i c e c o m b i n i n gw i t ha c t u a ls i t u a t i o no fh u n a np o w e r n e t w o r k ，t h i sp a p e ra n a l y s et h es t e p sc a r r y i n go u ti l ma n dt o up o w e rp r i c ei nh u n a n p r o v i n c e ，f i v et e c h n o l o g i e ss u c h a sg r e e nl i g h ta l s oh a v eb e e ns e l e c t e dt og i v e t e c h n i c a la n de c o n o m i ca n a l y s i s ，w h i c hc a ne f f e c t i v ec o a c ht h ed s m p r o g r a m m i n i go f p o w e rs y s t e mi nh u n a np r o v i n c e k e yw o r d s ：e l e c t r i c i t ym a r k e t ；d e m a n ds i d em a n g e m e n t ；i n t e r r u p t i b l el o a d ； t r a n s m i s s i o nc o n g e s t i o nm a n g e m e n t ；t i m e o f - u s ep o w e rp r i c e ；d s mt e c h n o l o g y 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 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后果 由本人承担。 作者签名：日期：拥6 年4 学位论文版权使用授权书 月彳日 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，同意学 校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。本人授权湖南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。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密团。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签名： 导师签名： 日期：加年令月习日 眺似年弋月吨日 颔十学位论文 第1 章绪论 1 1 课题的背景及其意义 过去的2 0 多年，我国全年发电量从1 9 8 0 年的3 0 0 6 亿k w h 发展到2 0 0 1 年 的1 4 7 8 0 亿k w h ，年均增长率达到7 8 7 。经济增长及人民生活水平的提高， 使得负荷的增长速度大于电量的增长，从而导致了电网负荷率下降及峰谷差加大。 如2 0 0 0 年，华东地区约有2 0 0 万k w 的高峰负荷仅出现十几个小时，大大影响 了电网运行的可靠性及经济性，给电网调峰及经济运行带来了困难。2 0 0 2 年上半 年，全国全社会用电量增长8 9 1 ，而许多地区最大负荷增长大大高于全社会用 电量的增长，如华东地区最大负荷增长为1 6 0 5 ；京津唐为1 6 ；山东为1 2 8 。华北、东北、华中、西北、广东等地区的发电出力均已接近可调出力。北京、 山东、河北、河南、湖南、江苏、四j i i 等地区都出现了高峰时段拉闸限电的现象。 随着经济的发展及人民生活水平的提高，这一趋势将继续延续。电力体制改革在 即，电力的供不应求将给电力改革带来难度。 面对经济全球化的发展趋势，企业将面临来自发达国家的强大的竞争压力， 如何提高效益，降低成本( 如电费) ，为企业提供相应的外部环境，提高企业的竞 争力，是亟待解决的又一问题。 我国经济的可持续发展，要求环境保护日趋严格，节电在节能中的地位与作 用将会愈来愈突出。 能源危机和环境保护的挑战，使各国清楚的意识到，电力作为能源工业不能 只管生产和销售，而不管用户为什么要耗能、如何耗能以及用能方式是否合理等 问题，在某些情况下，由供应侧增加能源供应，不如在需求侧节约能源来得经济 合理。于是电力需求侧管3 里( p o w e rd e m a n ds i d em a n a g e m e n t ，简称p d s m ，到目 前为止，应用较广、较为成功的需求侧管理就是电力需求侧管理，因此在下文中 均用d s m 代替p d s m ) 的概念就应运而生。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 r p ) 的一部分，它改变了传统规划中 单纯以供应满足需求的思路，将需求侧节约的电力和电量也视为一种资源( 如通过 设备改造减少用电量，通过调整用电方式削减高峰负荷) ，通过供方与需方两种资 源综合比较，按最小费用的原则寻求优化方案，使其产生最大的社会效益及经济 效益。：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，减少一次能源的消耗与污染物的排放，缓解环境 的压力，从而带来巨大的社会效益：对政府，可以通过实施d s m ，调整能源消费 电力需求侧管理模式的研究 结构，提高电气化水平，促进经济的可持续发展，通过规划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。同时可建立一支庞大的d s m 的实 施队伍，缓解就业压力；对电力用户，d s m 可以减少电力消费，降低企业的生产 经营成本，减少用户的电费支出，提高企业能效和产品的竞争力；对供电商，d s m 可以削减高峰时段电网调峰的压力，提高供电可靠性以及服务水平。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；对发电商，它可以 提高发电设备利用率，降低发电成本及发电煤耗，推迟电站的建设并减少电力建 设投资1 1 - t z 】。 发达国家在实施d s m 中取得了巨大的效益。美国、日本、加拿大、德国、 法国及意大利等国家都有一支庞大的队伍从事。d s m 工作，成果显著。美国在过 去2 0 多年中，制定了许多法律法规及特殊政策，投入大量资金，取得了巨大成果。 仅2 0 0 0 年，美国投入约。1 5 6 亿美元实施d s m 项目，节电5 3 7 亿k w - h ，减少高 峰负荷2 2 0 0 万k w 。 我国也于9 0 年代初开始研究并试行d s m ，取得了一定的成果。过去十年的 实践表明，我国已经具备了实施d s m 计划的基本条件。各级电网公司做为实施 d s m 的主体，在政府有关部门的政策支持和宏观指导下与用户、节能服务公司、 科研与制造单位联合开展与推广d s m 计划，将会有效地推动节能节电工作，合 理地改善用电负荷曲线，降低高峰负荷，削减峰谷差。因此对于适合我国国情的 电力需求侧管理方式和方法进行探索性研究是很有必要，同时也是迫在眉睫的。 1 2d s m 概念及实施方法 1 2 1d s m 的定义 电力需求侧管理，是指在政府、电力公司、能源服务公司、电力用户等各方 的参与下，通过经济、技术、财政、行政、宣传等手段，督促或者是鼓励用户改 变其用电方式，使电网在不降低供电服务水平的前提下降低年负荷曲线上的高峰 负荷，移峰填谷，并在此基础上将节电作为一种资源，纳入综合资源规划，使社 会获得最佳整体效益，达到减少能源消耗和环境污染的目的的一种管理技术。 1 2 2d s m 的内容 ( 1 ) 削峰，降低电力系统的高峰负荷。 ( 2 ) 填谷，用户多用电力系统的低谷电力，提高电网的谷时期用电量。 ( 3 ) 移峰填谷，将用户高峰时期的用电转移到低谷去使用。 ( 4 ) 整体性节电，通过节点设备的推广应用来提高终端的用电效率。 ( 5 ) 策略性负荷整体上升，当电力系统出力富余时，采取措施让用户多用电。 ( 6 ) 可变负荷方式，通过改变用户的用电方式来改变用电负荷。 硕士学位论文 1 2 3d s m 。的优点 根据国外经验和我国的试点示范研究来看，d s m 方法的突出优点是： ( 1 ) 把电力能源开发和节约置于同等地位参与优选竞争，从而更合理地配置 和更有效地利用电力能源。 ( 2 1 实施需求侧管理节约每千瓦电能量的投资远低于新建电厂的千瓦造价， 因此，在提供同样能源服务的条件下，可有效减少电力建设投资。 ( 3 ) 能更加有力地刺激电力用户改变粗放型消费行为，主动参与节能节电活 动，并获得相应的收益。 ( 4 ) 可强力推动电网移峰填谷，缓解拉闸限电，改善电网运行的经济性和可 靠性，提高电网的运行效益。 ( 5 ) 可减缓发电边际成本过快增长，抑制电价的上升幅度，有利于稳定电价。 ( 6 ) 可从电网减少的新增电量成本增加额中积累部分节电资金，作为d s m 的 节电投入，以节电收益推动节电。 ( 7 ) 可减少发电燃料消耗，更有力的遏制环境的恶化，保护人类赖以生存的 空间和地面环境，减少二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物和烟尘等污染控制费用。 ( 8 1 可推动高新节能节电技术产业化的发展，有利于开拓潜力巨大的节能节 电市场，牵引社会向优质高效率方向发展。 1 2 4d s m 的实施环境 电力需求侧管理的实施要具备相应的条件，关键是充分发挥政府、电力公司、 电力用户、能源服务公司等各方面的作用，克服在体制、法规、制度、政策方面 存在的障碍，创造一个有利于需求侧管理计划的实施环境，方能开通有效的实施 途径和探索具体的操作方法。 1 政府的作用 政府在d s m 制定和实施过程中起主导作用，主要是在宏观调控指导下充分 发挥市场调节的基础作用。在法制、体制、标准、政策等方面采取强有力的手段 推动采用综合资源规划方法进行电源开发的最小成本规划，鼓励运用需求侧管理 技术促进用户节能节电，有机地协调各群体之间的效益分配，在实施需求侧管理 计划方面进行有效的监督，并提供指导性的信息服务。 2 电力公司的作用 电力公司是综合资源规划与需求侧管理的实施主体，主要是采用有效的运营 策略和适宜的运作方式提高需求侧管理的市场渗透率，争得更大的整体效益。为 此：首先，应把供电部门的“三电”职能向需求侧管理转化，实现供电与节电运 营一体化：其次，鼓励电力公司投资于需求侧管理。凡是电力公司投资于节电方 面的成本应与供电一样计入电价，实施需求侧管理的投资回报率应该略高于电源 电力需求侧管理模式的研究 开发的投资回报率；再次，应该允许电力公司运用市场工具，采取财政激励手段 推动需求侧管理计划的实旆。 3 能源服务公司的作用 能源( 节能) 服务公司是需求侧管理的实施中介，主要是协助政府和配合电 力公司实施需求侧管理计划。其通常应为用户提供包括能源审计、节能诊断、筹 集节能投资、进行节能设计、安装节能设备、上岗操作培训等一条龙服务，实行 共担节能投资风险、共享节能收益的运营机制。 4 电力用户的作用 用户是节能节电的主体，是节能节电增益的主要贡献者，它要与电力公司和 能源( 节能) 服务公司通力合作，移峰填谷，合理用电9 实现节电增益。 1 2 5d s m 的手段 1 技术手段 技术手段是指针对具体的管理对象，以及生产工艺和生活习惯等用电特点， 采用技术成熟、当前就能应用的先进节电技术和管理技术，及其相适应的设备来 提高终端用电效率或改变用电方式。当前应用于d s m 的主要技术手段有：各种 高效节能灯具、高效电冰箱、高效热水器、高效空调机、高效电动机、蓄冷蓄热 技术、自动控制技术、变频调速技术、余热和余压发电技术、太阳能利用技术等。 2 诱导手段 诱导是对用户消费引导的一种有效的、不可缺少的市场手段。相同的财政激 励和同样的收益，用户可能出现不同的反应，关键在于诱导。主要的诱导措施有： 普及节能知识、信息传播、研讨交流、审计咨询、技术推广、政策交待等。 3 财政手段 财政手段是开拓节能市场、增强节电活力的最主要的激励手段，也是需求方 管理在运营策略方面的重点，其目的在于刺激和鼓励用户主动改变消费行为和用 电方式，从而减少电量消耗和电力需求。主要的措施有：电价鼓励f 如施行分时电 价、可中断负荷电价、高可靠性电价等) 、折让鼓励、借贷优惠鼓励、免费安装鼓 励、节电特别奖励、节电招标鼓励等。 4 行政手段 即政府及其有关职能部门，通过法律、标准、政策、制度等措施来规范电力 消费和电力市场行为，以政府特有的行政力量来推动节能、约束浪费、保护环境 的一种管理活动。 1 3d s m 在中国的发展 电力需求侧管理这个概念自1 9 9 2 年介绍到我国后，就引起了国家有关部委的 鞭圭学短论文 高度重视。1 9 9 3 年国家计委立项委托中科院能源研究所和深圳能源总公司合作在 深圳开展试点研究工手譬，同年年底完成了试点研究工作，蒸预期效益相警显著。 1 9 9 3 年夏，中国麓源磷究会系统工程专委会与熊源经济专委会合作在瀛华大学举 办了首届d s m 政策研讨会。同年丹麦d s m 专家对江苏省的南京卷烟厂、无锡机 床厂等单位进行了电能使用考察审计，并于1 9 9 4 年4 月在觅锡举办了。d s m 研讨 班。1 9 9 4 年华l l 逛力大学帮渍华大擎技术经济鞠能源系绞分辑疆究掰稳缝震开了 电网级和围家级d s m 、和i r p 的可行性研究工作。同期，园际能源促谶会与清华 大学合作建立起d s m i r p 综合资源规划国内合作网，开展研究和培训活动。1 9 9 5 年上海诗黉立瑗，委援清华大学开鼹电力嚣求铡管理窥综会资源怒划鼹应塌潜力 分析和馥用途径研究。黼时，江西省电力公司和东北省电力公司也正在进行各自 辖区d s m 的潜力分析和应用推广机制研究。 1 9 9 8 年1 月，国家在江苏省无锈市成立了鞠家电力公司电力需求侧管理指导 串心，麸政策、技术等各个方嚣键遴d s m 在全鬻静推广。溺年t l 嚣，驻太经济 合作组织d s m 第十次联络组会议襁无锡举办，来自1 0 个因家和地区的2 6 位专 家和代表参加了会议，并举办了“企国电力需求侧管理新产品、新技术展示会”。 叁魏，d s m 熬各瑗举蘩在全国众多省耱静电力公霉全露疑秀。 1 4 课题来源及内容 2 0 0 5 年，溪袁雀泡力公司焉逛筵与潮枣大学联合缀藏纛基爨管理嚣 巍谡题 组，对d s m 的发展和规划进行探索性研究。 本课题组通过收集国内外电力需求侧管理研究和应用的先进成果，结合现阶 段我基的鏊本国情，构建需求侧管理模型，分辑并构造销髂电能的成本捻戏与定 价模式，建立餍户溪洚填谷裰裁。逶过对五穰ld s m 援术举捂静成本散益分聿斤， 提出适合于湖南电网采用的需求侧管理办法。 论文的主要研究内容包括：国内外实施d s m 的各项接旌及成功经验分析、 毒孛瑟受替管理疆究、分霹毫价的成嚣磅究、瀵警于溪毒魄瓣采霞效d s m 菝本 措施的分析研究，最尉结合湖南电网的实际情况总结归纳搬出湖南省电力公司实 施d s m 的思路及步骤，为湖南电网开展需求侧管理工作提供参考依据。 电力需求铡管理模婉静研究 第2 章国内外实施d s m 的经验分析 2 1 美国d s m 经验会绍 2 。1 1美国d s m 发展过程及现状 7 0 年代后期，世界性的能源短缺和日益严重的环境问题，导致了d s m 工作的 必起。麓了提岚能源的利用效攀，减少能滚浚费移黪凌污染，美国耀继出套了公 菇电力公司管制法和国家节约能源法等有关法规。酋先在电力、天然气这 甄令行媲大靓模采鼹耨静节憝技拳设蚕，各到也都逛台了一些激励政策，d s m 盎 美国广泛展开，在9 0 年代初达到鼎盛期。据统计，1 9 9 3 年。美国用于d s m 的费用 达2 7 。4 识美元，占全美公共事业收入瓣1 。1 9 9 5 年鼹，美黧电力工她开始改革秘 藿组，d s m 工作一度受到影响。为继续推动d s m 事业的发展，一热州相继建立了 系统效蕊收费制度，将在电份中如收懿1 3 的费题，专f 1 是于d s m i 佟。尽嚣 美国已有1 8 个州实施了系统效益收费制度。例如，加州系统效益收费占电费收入 的2 3 ，每年用于节电工终的投资约2 1 8 亿美元；蒙大零州系绕效益收费占 2 4 ，缅因州占2 ，俄勒冈州占3 ，马萨诸塞州则高达3 7 。 层赫，美围靛d s m 工作鸯以下几类： ( 1 ) 节能信息宣传。通过广播、电视、报纸或直接随电费帐单向用户传递节能 广告信愚，提窝用户节能意识； ( 2 ) 提供技术咨询和技术服务； ( 3 ) 为d s m 项目提供贷款戏给予毒 贴； ( 4 ) 推广瞽冷( 热) 设备，绒免费为用户安装高效节能用电设备，以控锘和转移 用电负褥： ( 5 ) 实行灵活的价格政策，设置可中断电价，引导用户优化用电方式。 d s m 项垦开展以来，取得了巨大的经济效益葶珏社会效菇。据统计，2 0 0 0 年 荚国共有9 6 2 个电力公司参与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。削减高峰用电负萄o 。4 1 4 ，耀当予受荷增长率的 2 0 。- , 4 0 。据权威部门统计，1 9 9 4 年美国困实施d s m 而减少的高峰负荷达2 5 0 0 万k w ，节电5 2 4 。8 亿k w h ；2 0 0 0 年美国邋过实施d s m 计划，实际减少高峰负 衙2 2 9 0 万k w ，节电5 3 7 亿k w h 。 2 。l 。2 美国实撬d s m 的成功经验 1 政府的d s m 工作 硕士学位论文 d s m i 作本质上是一项社会事业，各级政府责无旁贷。政府的工作主要是制 定标准和政策，提出目标和培育市场等。美国从7 0 年代末开始研究和实施强制性 能效标准，目前已在家电、空调和建筑等领域采用，并随着节能技术的进步，周 期性地修改和更新，从而不断促进能效的提高。1 9 8 7 年，美国为冰箱、空调、电 视机、热水器、洗衣机等1 2 种产品制定了国家耗能器具节能法，规定3 年内必 须达到的能耗标准，3 年后能耗超标的产品禁止进入市场流通。据劳伦斯伯克利 实验室测算，该法案实施后，尽管制造商已将改进设备所增加成本的大部分转嫁 给了消费者，消费者仍可通过少付电费每年获益1 4 亿1 8 亿美元。1 9 9 2 年，美国 环保局和能源部还共同举办了全国性的“能源之星”标识活动。1 0 年来取得了巨 大的成功，目前已覆盖2 9 类产品，有1 0 0 0 多个企业获得了“能源之星”标识，美 国每年生产的“能源之星”产品达到50 0 0 万个以上，产品主要涉及办公设备、家 电、空调、建筑等。美国环保局和能源部每年进行一次表彰活动，以鼓励在能效 工作中作出贡献的组织、企业和个人。2 0 0 2 年举办了“能源之星”实施1 0 周年颁 奖晚会，共有5 0 0 名代表参加，其中3 8 个组织获奖。 美国是联邦制国家，各州政府在d s m i 作中起着政策主体和实施主导的作用， 以两个州的d s m 工作为例，即能说明这一问题。 加州能源委员会是全加州能源管理机构，2 0 年来，d s m 是其能源政策的重要 内容，并在人力和财力方面给予保证。目前该委员会4 5 0 名工作人员中约有7 0 人 从事d s m 方面的工作，内容主要有： ( 1 ) 通过立法解决d s m 的资金问题。加卅i 法律规定，在销售电价中加收2 3 的电费，由电力公司收取，由政府有关部门管理，其中部分用于d s m 技术的 研究开发。 ( 2 ) 大力推进能效标准工作。政府每年修订建筑物与家用电器产品的能效标 准，对达到标准的节能产品予以品牌标识，达不到标准的家电产品不得在加州市 场销售。 ( 3 1 推广示范工程。包括提供赠款或低息贷款鼓励用户安装、使用节能设备， 资助节能产品研发工作。 加州的d s m i 作不仅在平时发挥了重要作用，而且在，2 0 0 0 年加州能源危机 期间，为缓解电力危机作出了积极的贡献。 俄勒冈州能源办公室的主要工作是开展节能和新能源开发，为家庭、企业、 学校和政府部门提供节能信息，对节能新设备、新技术、新材料、新工艺组织示 范工程，提供技术支持等。开展工作的手段主要是提供税收信贷、贷款、赠款等。 为确保资金投入，俄勒冈州法律还规定在电价中加收3 ，由电力公司从用户方收 取，由政府指定的非赢利性组织管理使用。为发挥示范作用，俄勒冈州对政府办 公大楼进行了节能改造，提高能效6 0 。 电力需求侧管理模式的研究 2 电力公司的工作 电力公司一直是承担d s m 工作的主体。由于电力公司直接与用户打交道， 同时又具有一支专业技术队伍，在d s m 工作中具有独特的优势。美国政府高度 重视发挥电力公司的作用，一方面在体制上明确实簏d s m 是电力公司的职能范 围，联邦政府和各州政府出台了一系列的法规，要求电力公司将d s m 。作为一项 义务( 如联邦政府“1 9 7 8 全国节能法”) ：另一方面通过系统效益收费、公益基金、 “收入上限”等政策解决电力公司和其它节能组织、科研机构开展d s m 工作的 资金来源。为鼓励电力公司开展d s m 工作，政府允许将电力公司开展d s m 工作 的费用计入成本。如拿波特兰通用电力公司( p g e ) 十分注重对用户的宣传工作， 通过各种方式鼓励用户优化用电方式，采用节能设备，并对达到节能标准的项目 给予电价折扣。该公司还新建了一处绿色照明实验室，实验室内陈列各种节能型 灯具以及节能型住宅的示范模型，向用户宣传节能型建筑及高效照明的设计理念。 该公司在过去1 0 年中投资1 3 亿美元用于d s m 工作，共压减高峰用电负荷2 7 万k w ，约占高峰负荷的6 6 。 3 社会中介节能组织和能源服务公司的工作 社会中介节能组织和能源服务公司在美国d s m 工作中发挥着重要作用。美国 有大量的节能中介组织包括一些非盈利性组织活动在d s m 领域，其中有科研机构、 高等学校、有关基金组织和企业联合组织等。他们有的接受政府委托研究制定有 关技术标准，有的为用户提供技术咨询和技术服务。美国于1 9 8 5 年开始出现能源 服务公司( e s c o ) ，开始是由私人财团赞助成立，现在大多由公共事业公司、天然 气等公司购买或控股。能源服务公司从事的d s m 项目内容相当广泛，如建筑节能， 居民节能，商业节能+ 节能的知识培训+ 对公众开展节能教育+ 负荷控制技术和可 再生能源的使用等。能源服务公司主要通过“分享节约”和“担保节约”的方式 开展工作。“分享节约”是由能源服务公司为用户提供节能改造设计方案及改造 资金，改造完成后从用户能效提高所节约的费用中分成。“担保节约”是由能源 服务公司为用户提供节能改造设计方案，由用户向银行融资，能源服务公司提供 融资担保，用户改造完成后向能源服务公司付费。2 0 0 0 年美国能源服务公司市场 营业额达n 2 0 亿美元。 2 2 其他国家开展d s m 的经验介绍 d s m 作为电力管理的一种重要手段，在国外，被普迪应用，他们将其定义为 电力公司有计划地从事一项或多项影响电力消费用电时问和数量的一种策略。这 种策略视电力系统的具体情况而定，有的表现为降低用电负荷和电量，有的表现 为提高负荷和电量，有的还表现为提高可靠性和稳定性，有的是几种措施并用。 芬兰赫尔辛基能源公司向用户提供免费家电咨询服务，通过各种节能宣传 和节能活动，引导消费者购买低能耗家用电器。作为欧盟和世界环保协会的一员， 他们认为降低能耗可以不用增加新的电站，不会带来新的环境问题，从节约能源 角度爱护生存的环境也是能源生产者的义务。 韩国电力公司于1 9 9 7 年6 月1 1 日获得爱迪生电力协会颁发的爱迪生奖，这一 世界性的荣誉完全得益于他们通过满足用户的各种需求，向用户提供最佳的服务。 通过i n t e r n e t 网页向用户提供2 4 d , 时服务以便满足用户不断变化的需求。 法国于1 9 9 4 年开始实现服务保证制度，提供用电咨询服务，为家庭提供电 力供暖等服务。使用户知道如何更好使用和怎样使用电力的方法，如设备的使用、 管理和控制等。同时法电一年内的电价计划依照时段甚至是季节的不同被分为不 同的电价周期。 加拿大b c h y d r o 公司推出的“智能资源”( r e s o u r c es m a r t ) 和“智能电力” ( p o w e rs m a r t ) 理念的核心是“节能”，他们的一个重大观念转变即节能比开发新 的电厂更能为公司赢利，于是公司致力于从环境和社会角度调整能源配置和使用 方案，使公司从发供电企业过渡成为以满足市场需求为宗旨，以智能电力为主产 品的能源开发和服务公司。 2 3 我国推广d s m 较好地区经验介绍 2 3 1江苏省推广应用d s m 的经验 江苏是在全国较早推广利用电力需求侧管理来缓解用电紧张局面的省份，也 是全国d s m 工作的示范省份，因此江苏省实施d s m 的成功经验值得学习和借鉴。 综合起来说，江苏省的电力需求侧管理工作主要集中在以下几个方面： 1 积极鼓励错峰让电 在江苏，工业用电占全社会用电近8 0 ，他们的错峰用电对改善全省的用电 状况起着举足轻重的作用。2 0 0 4 年，江苏省电力公司提出错峰9 0 0 万k w ，实现 “有多少，用多少，缺多少，错多少”，全省参与错峰用电的用户从2 0 0 3 年的2 万户猛增到2 0 0 4 年的1 2 万户。参与错峰让电方案的企业普遍反应，虽然“错峰 让电”会部分影响企业的经济效益，但科学、细致的错峰用电对企业造成的负面 影响，要远低于过去的那种简单粗放、拉闸断电的调控方式，这也从另一个层面 给用电企业提供了充足的整修时间。同时，江苏省开展电力需求侧管理工作的组 织网络也进一步扩大和下沉，达到了省、市、县和乡镇四个层面，更多的中小企 业和非工业企业将参与错峰让电。张家港，2 0 0 3 年全社会用电量居全国县( 市) 之首，2 0 0 4 年3 月初开始启动了工业企业“开五停二”的错峰用电方案。目前平均 每日有4 0 0 家企业避峰用电，每日最大限电容量达4 5 万k w 。处于长三角经济发 达地区的江阴，实施错峰管理到镇，出现了夜晚用电负荷超过白天的喜人现象。 电力藉采铡管建摸斌敲研究 2 。迸一梦鞠大蜂签分霹瞧嫒戆实蕤蓬籀窝实撵宓瘦 从经济学角度看，在资源总量一定的情况下，发挥价格杠杆的作用，才能有 效逮调节震袋。江苏鑫扶1 9 9 9 年l 月l 嚣起，褒凝竣、冶金等六太主癸爱电行 业，实行峰谷电价，峰谷比为3 ：1 。从2 0 0 3 年8 月1 日趣，在众业实施范围不 变豹谤提下，述一步控大蜂谷览徐，调整为5 ：1 ；并将分辩电俊竣策扩大裂痿民 用户。 姨2 0 0 3 年逮避度爱一过，江苏省瞧力公司戴会藤省壤价部门嚣震了分时龟侩 政策分析报告，对2 0 0 4 年迎峰度夏前全省的电力负荷转移情况作了预测，做到了 心孛套数，围l l 重煞费菠心画蠢改癀满意、金妲减交、矮琵繇心、魄弱运纾合理戆 电价政策框架。2 0 0 4 年，确定有3 0 0 万户居民安装分时电农，仅此一项，转移高 峰受焚1 0 0 万k w 以上，减少屠民瞧费支篷终2 钇元。鼠嚣兹转移裹瞧受蘸静效 果看，相当于省建一个1 0 0 万k w 的电厂，节省投资4 5 亿元以上。与投资兴建 电厂翱魄，开发电力嚣求铡资源、实慈峰谷分时电诠瓣优势更走爨显帮耋接，它 不但提高了发电机组利用率，避免了重复建设和投资浪费，而且效果立竿见影， 值褥推广。 3 扩大电力需求侧管理的宣传力度，诚d s m 的观念深入人心 电力震求测管理，嚣要全柱会憨理解帮行动。今年，江苏开展立体宣传攻势， 通过各类媒体和座谈会对电力需求侧管理进行社会性宣传，r 使之在电视、报纸、 广援上频频亮楣，戏必耨阉爨关心鲍热点。阉酵，江苏省电力公司剿传了4 0 万张 窟传画，张贴在全省备城市的政府机关、工业客户、居民小区处，用最通俗的方 式告诉人识如键用科学魄方式合理越电。 2 3 2 北京市推广应用d s m 的经验 北索市对予电力需求侧管理工中警十分重视，已投入大燮的入力财力遴行d s m 的宣传和实施工作，其中成果最显著的就数调峰节电技术的推广和应用了，通过 蓝顼措施静实施，j l 索市在2 0 0 4 年头9 个筠霜电负荷率掇升了o 9 4 个酉分点， 达到了8 2 9 7 。与此同时，北京市大力推广应用誉能装置，已有1 5 个单位投入 运行，蕻中包括蓄隶豢热联合循环、蓄冰翻冷、蓄窳懿冷、蓄蒸嘏锅炉技术等。 据有关资料显示，到目前为止，3 0 个单位享受到蓄能调峰的优惠政策，兔交贴费 容量3 万k v a ，预诗可豉转移高峰瞧力2 。9 6 万k w 。j 誓祭第二枫床厂使孺两台 7 2 0 k w 电锅炉在冬季供暖，用1 6 8 k w 电锅炉供职_ i 洗澡，用1 5 k w 电热开水器 供职工饮求，全部稳麓夜闽低谷电价电力，一年节约电费支懑2 1 1 万元；臻3 6 0 k w 电蒸汽锅炉部分使用低谷电力生产用汽，降低生产成本6 8 万元。市园林局使用 球蓄冷空调系绞收甍良好酶经济效盏，籍意峰电力受葡转移至后瘦低谷，稠强蜂 谷电价藏，4 年累计减少电费支出3 1 2 万元，。同时，市政府要求2 0 0 多家能源消耗 硕士学位论文 在5 0 0 0 吨煤以上的单位，安排一定数额的资金用于节能科研开发、节能技术的改 造和节能宣传与培训；与此同时，健全能源计量、检测管理制度；配备合格的能 源计量器具、仪表；实行能源消费统计和能源利用状况报告制度；建立能源消耗 成本管理制度；推广有利于节约能源、降低消耗、提高经济效益的节能工作制。 2 4d s m 工作的几点建议 它山之石，可以攻玉。借鉴国内外d s m 成功经验，需求侧管理可考虑逐步 实施如下几点措施1 8 q 0 1 ： ( 1 1 要发挥好政府的主导作用，系统推动d s m i 作。d s m 是公益性的社会行 为，涉及电力企业、能源服务公司、制造企业和广大用户。d s m 工作的效益不仅 反映在上述企业和用户身上，更重要的是表现为社会的整体利益。从美、加等国 的经验来看，d s m i 作必须在政府的倡导、规划、推动下，才能获得理想的效果。 政府要在法规、政策、标准、监管、服务等方面发挥主导作用，要大力培育市场， 创造有利于d s m 实施的环境。同时，政府应把d s m 作为可持续发展的重要内容， 明确各类机构的义务和责任，作好整体规划，出台相关的法规和政策，理顺d s m 工作体制，调动各方面开展d s m i 作的积极性。 ( 2 ) 设立d s m 公益基金。可以考虑在电价、电费中安排一定比例作为d s m 专项基金，由电力公司统一收取，由国家有关部门管理，专款专用。主要用于d s m 宣传、培训、咨询服务、节能技术研究开发、d s m 项目和产品补贴、贷款贴息、 示范工程及其它有关活动。 ( 3 ) 改革和完善电价制度。为解决目前我国电网峰谷差加大的矛盾，应采取 灵活的电价政策，赋予电价必要的弹性，积极推行上网分时电价、可中断电价的 试点工作，进一步扩大峰谷分时电价和季节性电价的应用范围，拉大峰谷、季节 电价差距，提高电网负荷率。 ( 4 1 大力培育d s m 中介组织，鼓励行业协会等非赢利性社会组织开展d s m 工作。培养、扶持一批商业化运营的能源服务公司，为用户提供能源效率分析、 咨询、设计、培训、设备维护及节能效果监测服务，并与用户分享节能收益。 ( 5 ) 充分调动广大用户积极参与。这是d s m i 作取得实效的社会基础。 2 5小结 本章调查分析了国内外巩伺阴d s m 苜她，看里阐您j 天崮寺四力四水及u 苏、北京等省市电力需求侧管理的成功经验，为电力需求侧管理的深入研究打下 了基础。 电力需求侧管理模式的研究 第3 章可中断负荷管理模式的研究 3 1 可中断负荷管理的概念 可中断负荷管理是电力需求侧管理的- - r e 重要的手段 1 h 1 5 l ，其通过电力公司 与电力用户签订可中断合同的方式，允许电力公司在某个特定的时期f 如负荷高峰 期或者是紧急状态下) 根据合同规定的权限范围中断或削减部分的用户负荷，同时 给予用户一定的缺电补偿，这样可有效降低电网高峰时的用电负荷，缓解用电高 峰期的供电紧张状况。可中断负荷现已成为了世界许多发达国家广泛采用的d s m 措施，通常其通过用户安装需求控制器，电力公司发送中断负荷的信号，通过限 电器作用或者用户自行减负荷，从而达到协议规定的要求这种方式来实现。 3 2 可中断负荷管理的优点 3 2 1 对系统可靠性的贡献 可中断负荷的实施能削减系统运行的高峰负荷，相当于给电网增加了备用机 组，可大大提高输电的可靠性，这就等于系统向用户提供了更加优质的电能，使 市场中的用户可以以不高于原来的电价享受到更好的服务。 3 2 2 对削减价格尖峰的贡献 在成熟的电力市场中，可中断负荷的实施可大大增加需求侧弹性，从而有利 于市场运行，带来长期和短期的经济效益。短期经济效益体现在它降低了电力市 场的价格尖峰，而价格尖峰的减弱，可以在长时间段内降低系统的平均电价、减 少价格波动，从而带来长期的经济效益。 3 2 _ 3对减少系统的成本的贡献 可中断负荷的实施可以平缓用户的负荷曲线，削减高峰负荷，其不仅可以直 接节省运行费用，还可以减少发电机组和输配电设备的容量投资，即可中断负荷 管理减少的成本既包括可避免运行费用，又包括可避免容量费用。 3 2 4 给市场参与者带来的利益 实施可中断负荷可以削弱价格尖峰，减少市场中的投机行为；对售电商，可 中断负荷提供了在实时市场电价偏高时中断部分负荷的机会，从而减少了市场风 险：对发电商，与某些大用户签订可中断合同等效于新增装机容量，增加了在市 场报价中的灵活性；对用户，不仅可以得到在中断供电后的补偿，而且可以从可 硕士学位论文 中断负荷实施后提高的系统可靠性、削弱价格尖峰中受益。 3 3国外可中断负荷管理的成功经验 瑞典瑞典的可中断电价要求用户在平均5 年的协议期间内保证8 0 0 0 小时的 负荷中断，而另一种方案则仅要求5 年内保证1 5 0 0 0 小时的负荷中断。显然。后 者的用户优惠要大于前者。 加拿大加拿大安大略水电公司( o n t a r i oh y d r o ) 的可中断负荷要求每年至少 中断1 5 0 0 小时，而每次中断时间至少为持续不间断的3 小时。 美国美国圣迭亚哥( s a nd i e g o ) 煤气电力公司的可中断电价是将高峰超量供 应的电能以$ 8 2 5 k w h 计，在交易中公司对于非峰时段的电能给予可观的折扣。 台湾台湾从1 9 8 7 年开始试行可中断负荷管理举措，它为用户提供两种类型 的可中断负荷合同。第一种合同面向的是负荷大于5 0 0 0 k w 的工业用户，限定中 断的时段为系统高峰期，每次中断的时间为6 个小时，给参与管理的用户以5 折 电价优惠；另一种合同面向的是所有的工业用户，限定每次中断的时间不少于6 个小时，全年总体中断时间不少于1 0 0 个小时。 3 4 可中断合同的设计 电力公司实行可中断负荷管理的关键就是制定合理的可中断合同【”q 引，通过 采取适宜的激励机制，制定合理的补偿价格来鼓励用户积极的参与需求侧管理。 要得到用户的自觉响应，电力公司提供的可中断负荷的补偿电价一定不能小于用 户的单位缺电成本，即用户得到的切负荷的资金补偿不能小于停电给用户造成的 损失，只有保证在停电后用户利益不受到损害的前提下可中断负荷管理才能顺利 推行。因此，对于电力用户的停电损失、即可中断负荷成本的研究是十分必要的。 3 4 1 可中断负荷影响