智能电网信息通信专题讲座-第6讲-智能电网需求响应技术

第六讲：智能电网需求响应技术华北电力大学通信技术研究所孙毅第六讲智能电网需求响应技术6.1需求响应技术的发展历程6.2需求侧管理技术6.3合同能源管理与节能服务公司6.4需求响应技术6.5自动需求响应技术123需求响应技术的发展历程合同能源管理与节能服务公司需求侧管理技术提纲4需求响应技术5自动需求响应技术6.1需求响应技术的发展历程拉闸限电负荷控制负荷管理需求侧管理需求响应自动需求响应……需求响应技术的发展提出需求响应，及需求侧竞价我国开始需求侧管理研究与实施美国提出需求侧管理21世纪初，美国加州电力危机20世纪90年代初20世纪70年代，石油危机造成一次能源价格大幅上涨需求侧管理与需求响应技术的发展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，实现重大电力节约的节电管理系统工程2003年,弥补800万kw装机缺口2004年,弥补1000万kw装机缺口2005年，弥补1200万kw装机缺口分别节电：90、170、280亿度美国能源部2006年2月的一份报告中定义需求响应：电力用户响应电价变化或激励支付，改变其固有的电力消费模式。我国需求侧管理实施现状政策和环境支持《节约用电管理办法》：2000年12月29日，经贸委、发改委联合发布1地方各级政府经贸委、发改委其他单位和个人2倡导节约用电、限制高耗能产业对节电技术和产品给予税收优惠扩大两部制电价的使用范围3固定资产投资项目可行性研究报告中必须进行节约用电专题论证禁止低效高耗电的工艺、技术和设备4电力企业从管理费中消化参与组织激励措施管理措施资金来源多为原则性指导，鼓励企业节电，缺少明确的资金支持《加强电力需求侧管理工作的指导意见》：2004年5月27日，发改委、电监会联合发布1地方各级政府电力监管机构电网企业能源服务中介组织电力用户2加大峰谷分时电价差两部制电价丰枯电价季节性电价研究可中断负荷和高可靠性电价3有序用电推行能源效率标准和建筑节能设计标准4电价代收的城市公用事业附加费政府财政预算调整电价政策参与组织激励措施管理措施资金来源指出了电力需求侧管理的经费来源和使用原则。《国家电网公司电力需求侧管理实施办法》2005年5月20日，国网公司营销部1国家电网公司营销部2积极配合政府价格主管部门制定合理的电价方案3制定年度有序用电方案4积极争取政府部门建立电力需求侧管理专项资金参与组织激励措施管理措施资金来源配合政府，争取资金支持。《电力需求侧管理办法》：2010年12月29日，经贸委、发改委联合发布1发改委国务院县级以上人民政府电力运行主管部门电网企业电力用户2推动并完善峰谷电价制度实行季节电价、高可靠性电价、可中断负荷电价3通过第三方机构认定电力电量节约量有序用电实施过程中应组织好信息发布、监督检查及相关统计工作4电价代收的城市公用事业附加费政府财政预算调整电价政策需求侧管理工作合理的支出，可计入供电成本参与组织激励措施管理措施资金来源考虑了电网公司实施需求侧管理的利润损失我国需求响应技术实施现状可中断负荷•河北省规定对尖峰期自愿中断负荷的企业，每1万千瓦累计中断1h补贴1万元，相当于1千瓦时电量补偿1元；•江苏、上海、浙江和福建对高峰时期执行可中断负荷避峰用电的用户给予减免容量电费或一定的电价补偿；我国需求响应技术实施现状2012年12月24日，中国北京——霍尼韦尔在北京召开中美能源合作“智能电网需求响应示范与可行性研究”项目总结汇报会。该项目于2011年2月由国家电网电力科学研究院选定霍尼韦尔作为主承包商在天津泰达经济技术开发区展开，是中国首个以商业建筑与工业企业为目标的、具有一定规模及代表性的智能电网需求响应示范与可行性研究项目。该示范项目中将重点应用霍尼韦尔在智能电网方面的技术和专业知识，包括自动需求响应、先进的能源管理和电力辅助计量等，帮助用户根据电力供需情况自动调整用电，从而降低中国电力基础设施的负荷并提高能效。我国需求响应技术实施现状123需求响应技术的发展历程合同能源管理与节能服务公司需求侧管理技术提纲4需求响应技术5自动需求响应技术•电力需求侧管理（DemandSideManagement,DSM）是通过采取法律、经济、技术、管理与引导等多种有效措施，以电力公司为主体，引导电力用户优化用电方式，提高终端用电效率，从而优化资源配置，改善和保护环境。有预测表明，如果实施有效的电力需求侧管理，到2020年，我国可减少电力装机1亿千瓦左右，超过5个三峡工程的装机容量，同时还可以节约8000-10000亿元的电力投资。6.2需求侧管理技术需求侧管理在未来的很短时间内将有大的发展：（1）国家哥本哈根会议节能减排承诺的实现压力；（2）发改委的日益重视；（3）低碳城市建设问题重重。总体背景技术措施我国电力需求侧管理主要措施峰谷分时电价：移峰填谷；两部制电价：提高基本电价，降低电度电价，提高系统负荷率；可中断负荷电价：保证系统运行安全；高可靠性电价：暂时只有多回路供电电价；采用先进的节电技术提高终端用电效率;改变用电方式：蓄冰制冷和蓄热设备来移峰填谷，或通过负荷控制技术直接控制高峰负荷经济措施其它措施还包括管理措施、法律措施、引导措施等。•技术措施是实施电力需求侧管理的手段，是针对具体对象、生产工艺或生活用电特点，采用技术成熟的先进节电设备来提高终端用电效率，从而节约电量、削减高峰负荷。技术措施又可以分为提高能效与负荷管理两类。其中，绿色照明、高效电动机、变频调速、无功补偿、节能家电等属于能效技术；负荷管理系统、蓄能空调等属于负荷管理技术。技术措施：•经济措施是电力需求侧管理最主要的激励手段。最常用的是通过实施峰谷分时电价、季节性电价、可中断电价等电价政策，引导用户尽可能在低谷时段用电，合理避开高峰时段用电。此外，还可对用户购置节电设备给予贷款优惠、财政补贴等，吸引用户购买高能效的用电设备。经济措施：•政府是电力需求侧管理的主导者，采取必要的管理措施，可以保证技术、经济措施的有效实施；尤其是当电力供需形势出现大的波动时，管理措施对平衡电力供需的作用更为突出。2002年以来，我国很多电力供需紧张的地方通过实施有序用电等管理措施，组织用户轮休、调整作业程序等，稳定了社会正常用电秩序，缓解了电力短缺。管理措施：•法律措施是电力需求侧管理健康发展的保障。从世界范围来看，电力需求侧管理开展较好的国家都有严格的法律法规，如美国先后出台《国家能源政策法》及《公共事业管理政策法》等法律法规，并制定了大量强制性能效标准，对电力公司与电力用户均提出了很多明确、具体的法律要求，为电力需求侧管理的开展提供了强有力的保障。我国近年也出台了一些规定，如“加强电力需求侧管理工作的指导意见”等，推动了电力需求侧管理的发展。法律措施：•通过知识普及、信息传播、技术示范、宣传培训等措施，大张旗鼓的宣传树立科学发展观的思路、节能和环保意识、电力需求侧管理的理念，倡导科学用电，提升电力需求侧管理在全社会的认知度，提高客户主动参与需求侧管理的积极性，使电力需求侧管理成为人人重视并参与的社会行动。引导措施：两个基本目标:①通过推行高效设备改造或节能建筑，减少总能源的使用。②通过改变用电方式进行负荷整型，削峰填谷。需求侧管理的基本目标当前需求侧管理的项目分类（1）能效项目能效项目是指电力公司采取经济、政策手段,鼓励用户采用先进技术、先进设备提高用电效率,减少能消耗而进行的活动。高效设备主要有:高效能节能灯具、高效能制冷和制热、通风系统,高效能电动机、变压器等。（2）节省能源节省能源是指通过行政措施或媒体宣传,使用户改变传统的工作、生活习惯模式,以达到降低能耗的目的。典型的措施有:即开即用电热水器、调低显示屏幕亮度、随手关灯等。（3）需求响应是指电力用户根据价格信号或通过激励,改变自己固有习惯用电模式的行为。强调电力用户直接根据市场情况(价格信号)主动作出调整负荷需求的反应,从而作为一种资源对市场的稳定和电网的可靠性起到促进作用。当前需求侧管理的项目分类123需求响应技术的发展历程合同能源管理与节能服务公司需求侧管理技术提纲4需求响应技术5自动需求响应技术6.3合同能源管理与节能服务公司合同能源管理（ENERGYMANAGEMENTCONTRACT，简称EMC）是70年代在西方发达国家开始发展起来一种基于市场运作的全新的节能新机制。节能服务公司是以赢利为直接目的的专业化公司，在国外简称ESCO（EnergyServiceCompany），国内简称EMC（EnergyManagementCompany）节能服务公司用户能源管理合同各国应用现状美国：独立ESCO、附属于节能设备制造商、附属于公用事业公司服务对象：政府大楼、医院、学校实施照明和楼宇控制系统改造西班牙：主要实施热电联产和风力发电项目，工业节能改造项目和商厦照明项目较少意大利：正处在萌芽状态法国：在煤气、电力、供水等行业较发达，还承担相应的类似物业管理方面的工作中国：2010年8月，发改委、财政部公布节能服务公司备案名单（第一批），共461家，多为单纯的节能技术改造公司加拿大：魁北克省政府与电力公司合作成立了第一个ESCO，政府部门带头接受服务合同能源管理模式的优点节能降耗12345客户零投资节能效果可靠、显著节能更专业，技术先进打造企业良好形象改善企业现金流，提升企业竞争力项目案例2009年，全国节能服务公司达502家，完成总产值580多亿元，形成年节能能力1350万吨标准煤泰豪科技采用高频电磁灯设备对临钢公司的照明系统进行节能改造，实现平均节能率72%太原钢铁集团临汾钢铁有限公司已经在广东和山东展开了试点工作，并取得了不错的成绩。通过每年节约的能源费用来支付给第三方服务公司；加快固定资产的周转，提高资产回报率中国联通节能与电网公司推行需求侧响应与合同能源管理，在短时间内看是对电力消费的减少，表面上造成电网公司营业收入的下降，但可如下处理（1）电力公司可以作为合同能源管理的用户，减少用电消耗，降低企业运行成本，提升利润；（2）参考美国，由直属机构或下属单位成立节能服务公司，分享电力客户节省的电费收益；（3）通过支持节能服务中对电气设备节能技术的研究与产品研发，引导电力客户扩大使用电器设备，从而扩大电能占终端能源消耗的比例。123需求响应技术的发展历程合同能源管理与节能服务公司需求侧管理技术提纲4需求响应技术5自动需求响应技术6.4需求响应技术•需求响应（DemandResponse,DR）是用户根据电价变化主动进行的需求侧管理，是在市场环境下发挥价格激励作用的一种需求侧管理措施。电力用户根据电力价格、电力政策的动态改变而暂时改变其固有的习惯用电模式，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。目的：推迟电力设施升级，提高电网稳定性和电能质量！用电高峰供电公司发布电价提高通知！用户调整用电策略用电负荷降低！传统供需关系传统供需关系：缺乏价格或者政策激励，需求方没有动力去安排错峰使用，因此供应方只能不断调整生产以满足需求供应方需求方企业大客户家庭小客户电力需求增长-建立新的电力生产设备-电力需求增长-建立新的电力生产设备DR模式下的关系供应方需求方企业大客户DR供需关系：制定与电力使用现状相关的价格或激励政策，促进需求方合理用电，产生消峰、错峰的效果家庭小客户电力需求增长-建立用电高峰期激励措施-用户错峰用电-推迟电力设施升级、电网稳定–常用的措施分为基于价格的需求响应和基于激励的需求响应两类：需求响应的分类用户根据收到的价格信号相应地调整电力需求基于价格分时电价响应（TOU）实时电价响应（RTP）尖峰电价响应（CPP）基于激励直接负荷控制（DLC）可中断负荷（IL）需求侧竞价（DSB）紧急电力需求响应（EDR）用户在系统需要时减少电力需求，以获得补偿DR分类•基于价格的DR（pricebasedDR）–分时电价：TOU（TimeofUsePricing），固定电价转变为不同