浅谈从电力系统运行角度看需求侧管理

       论文关键词：系统运行　系统备用　事故备用　需求侧管理

　　论文摘要：论述需求侧管理作为电力系统中一种常规运行手段的可能性和要求。首先讨论了DSM用作电力系统运行备用、事故备用以及经济运行的技术要求和必须解决的问题，在此基础上提出了电力系统运行角度对DSM的评价标准。结论表明DSM要作为常规的系统运行手段，还存在经济、技术和机制上的一些障碍，需要认真解决。

　　
　　需求侧管理(DSM)从系统运行角度看，可作为通过计划、监视、控制用户的用电，使得用户改变其用电模式和用电水平的管理和控制过程。主要可分为间接的用户侧管理和直接的用户侧管理两大类。间接用户侧管理，主要是指通过经济、技术和法律等手段来推动节能节电工作，从而间接地减少用户侧电力和电能的需求和消耗。直接用户侧管理是指各种直接对用户实施的负荷管理措施，如直接负荷控制、可中断负荷和其他负荷管理措施。

　　一、需求侧管理在电力系统运行中的应用

　　从运行角度讲，需求侧管理的某些手段在一定条件下可以作为电网运行的手段，如作为系统备用、作为错峰/避峰、作为系统紧急减负荷等。这些不同的应用对DSM的要求是不同的，下面分别讨论。

　　（一）DSM作为系统备用

　　1、作为系统响应性备用
　　一般来说电力系统的负荷波动可以分为几类，其中一类是波动周期在秒级的随机波动。常规情况下，这类波动主要由发电侧的一次调频功能来平衡。如果想通过对负荷侧的即时调节来平衡，DSM的响应时间必须与发电机一次调频系统的响应时间相当。由于现实中很难有这样可以迅速调节的负荷，DSM目前不大可能在系统运行中作为响应性备用。

　　2、作为系统运行备用
　　为确保电力系统的安全稳定运行，一般来说，系统在任何时候都需要有超过当前负荷的运行备用容量，备用容量的大小与系统的负荷水平和装机状况有关。旋转备用的响应时间应在10min以内，因此只有那些在调度员控制（或调度）下，在10min以内就可以达到负荷控制目标的DSM才可以作为运行备用。

　　（二）DSM作为事故备用

　　电力系统是一个各环节紧密关联的复杂系统，各种不可预测的紧急状况经常发生，主要有：
（1）系统突然失去部分发电出力时的发电容量短缺；
（2）输配电设备故障造成局部输变电容量不足和过载；
（3）无功或电压不足；
（4）互联系统中需要对外事故支援。
　　在发生以上紧急情况下，运行部门除了采用调整剩余机组出力和电网接线方式的常规措施外，还可考虑通过DSM来削减本系统内有功/无功出力来迅速缓解紧急状况。如果采用DSM作为系统事故备用的手段，就必须要考虑和解决有关的经济、技术问题：
　　1、与一定数量的用户签定“可中断合同”，确定可中断电价。
　　2、启动DSM用于缓减紧急状况的先后顺序问题（要与购买事故备用相比较）。
　　3、预测DSM实际可能达到控/限负荷的大小和比例。
　　4、启动所需要的时间（必须是瞬时或几分钟内可控的）。
　　5、确定用于事故支援的对象、容量及条件。

　　（三）作为削峰、错峰手段

　　DSM作为经济性削峰/错峰措施时，由于其使用时机和时段的不同，经济效益也是不同的。主要效益体现在以下几个方面：
　　1、压减年度或季节性高峰负荷水平，从而推迟或削减新的投资（发电或输配电。
　　2、压减周或日高峰负荷从而避免使用或采购高价电。
　　3、调整日负荷曲线的形状，以适应受约束的可调容量。
　　削峰、错峰手段不但可使电网和发电公司获得明显效益，用户也可以避开高峰时用电从而避免高峰电价的支出。有研究报告表明，在美国需求侧管理项目的平均移峰成本约为30美元/KW，而其发电的投资成本高达500美元/KW以上。

但在实际运行中，要将DSM用于削峰/错峰也必须事先明确或解决以下问题：
　　（1）如果DSM是通过合同的形式确定的，必须先确定合同的主体，即明确谁和用户签定合同。
　　（2）什么情况下（经济指标）运行部门可以启动DSM来执行削峰、错峰。
　　（3）如何保证运行部门得到准确和足够的DSM可执行削峰、错峰信息。
　　（4）事后的检查、验证及分析。

　　二、从系统运行角度评价DSM的主要标准

　　从电力系统运行角度来评价DSM和从经济角度的评价标准是不同的。概括起来讲，需要从以下方面来考察DSM的作用。
　　（一）可控性。当DSM在电力系统运行中应用时，运行人员可以对DSM直接控制是非常重要的，且一般要求被控用户不能覆盖DSM的指令以确保可控。
　　（二）可用性。指随时投入使用的能力。如果将DSM作为电力系统运行的一个常用手段，必须保证DSM随时可用，并保证具备一定数量的可控负荷。
　　（三）可监视性。指运行人员可直接监视参与DSM的负荷的实际情况。
　　（四）即时性。即时性指标主要包括2个意思：1、启动DSM是否要提前通知；2、提前多少时间。现实情况中，不同类型的企业，因提前通知时间不同，经济损失也是不同的，某些企业在遭受无防备的断电时损失巨大。一般可分为“瞬时停电”、“提前30min通知停电”、提前30min通知停电”等，这些不同的时间要求可以对应电力系统运行中的不同措施。
　　（五）敏感性。主要指DSM管理下的负荷对社会环境（如日期、经济周期等）和自然环境（气候、温度等）的敏感程度。从运行角度来讲希望越平稳越好。
　　（六）灵活性。用于衡量使用DSM时的受限制程度。如可用次数是否限制（每日、周、月、年的总次数）；每次启动DSM后的可持续时间是否有限制及每次动用DSM前是否需要专门批准等。
　　（七）调节容量和调节速率。指DSM可调节（可控）的负荷量和从启动DSM至达到负荷控制目标需要的时间。

　　三、将DSM作为系统运行常规手段所面临的主要障碍

　　（一）缺乏开展DSM的有效机制
　　在目前的电费计算机制下，供电公司缺乏有效的激励机制从事DSM方面的投资和项目，以促进用户节约用电和提高能源效率。因为供电公司的收入与售电量直接相关，售电量越多，收入越高。而DSM一般在减少用户高峰负荷的同时，也往往会促使用户节约用电，提高效率，从而减少供电公司的收入。
　　对电力用户而言，在目前的电价机制下，也缺少参与DSM项目特别是对电力系统运行最有意义的“可中断供电”项目的积极性。目前推出的峰谷电价机制，在一定程度上促使用户将部分负荷“移峰填谷”，但由于缺乏“可中断电价”机制，用户很难接受将其置于电力运行部门直接控制的DSM系统之内。
　　（二）没有合适的DSM资金来源和成本回收机制
　　即使我国电力行业在经过2002年大规模的重组和厂网分开改革后，仍然没有形成输配电的电价机制，对于供电公司而言，有效的DSM系统资金来源及合理的成本回收机制并没有建立起来。因此为推动DSM，必须建立某种投资收益机制，使投资成本通过某种形式（如电价附加的形式）回收并获得必要利润。
　　（三）技术上的困难
　　由以上讨论可知，要使DSM作为电力系统一种常用的运行手段，被DSM控制的负荷必须满足一定的技术特性，并达到必要的技术标准。而目前我国已经建立的DSM系统在技术上并不能完全满足以上各项标准。
　　
　　

      参考文献

　　[1]McKinsey & Company.The Benefits of Demand Side Management and Dynamic Pricing Programs
　　[2]Energy Information Administration.U.S.Electric Utility Demand Side Management.1994.