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电力需求侧管理介绍

发布时间:2015-08-14 点击量:331 作者:

需求侧管理(Demand Side Management)简称DSM,又称需求方管理,由于它是在合理有效用电的基础上减少电量消耗和电力需求,也称为负荷管理。

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。(《加强电力需求侧管理工作的指导意见》国家发展改革委、国家电监会)

(一)需求侧管理产生的背景

需求侧管理首先于1978年由美国全国节能法案中正式提出。

1973年10月6日爆发的第四次中东战争

1978年10月28日伊朗的“伊斯兰革命"

1980年9月22日爆发并持续8年之久的两伊战争

1991年1月27日爆发的“海湾战争”

这一次次的世界能源危机,促使西方国家在不断调整能源战略的同时,把合理有效地利用能源资源放在首要地位,制定一系列相应的法规、标准和政策,在开发各种能源资源的同时,大力推动节约能源的环境保护,鼓励节能研究和开发高效节能产品,强化民众的节能意识,积极研究更适应当今社会发展要求的资源配置方法和管理模式,以减少经济发展对能源需求的依赖程度,深入挖掘能源资源的潜力,需求侧管理就是在这种背景下产生的。

(二)综合资源规划

综合资源规划(IRP)是目前国际上推行的一种先进的资源管理方法和管理技术,可以首先应用在电力、煤气、热力、供水等公共事业部门,目前比较成熟的是应用于电力部门。综合资源规划是将供应方和需求方各种形式的资源,作为一个整体进行规划。

综合资源规划应用于电力行业的基本思路是:把需求方减少电量消耗和降低电力需求视为一种资源同时参与电力规划,通过对供电方案和节电方案进行成本效益分析,经过评价、优选,形成对社会、电力企业、电力客户等各方受益,成本最低,又能满足同样能源服务的综合规划方案。

综合资源规划的目的是通过需求方管理,能更合理有效地利用能源资源、控制环境质量、减少电力建设投资、降低电网运营支出,为电力客户提供最低成本的能源服务。

(三)电力需求侧管理

所谓电力需求侧管理是指电力公司采取有效的激励和诱导措施以及适宜的运作方式,与客户共同协力提高终端用电效率,改变用电方式,为减少电量消耗和电力需求所进行的管理活动。

电力需求侧管理是综合资源规划的主要组成部分,反映了20世纪80年代以来负荷管理的新思维。电力需求侧管理与传统意义上的用电管理有着本质的不同,是管理方法的一种变革,主要体现在以下几个方面。

1、电力需求侧管理的目的

 电力需求侧管理目标主要体现在电力和电量的改变上:

(1)提高客户终端用电效率,减少不合理的电力消耗在满足同样能源服务的同时节约能源。

(2)减少客户在电网高峰时段对电力的需求,以提高电网的负荷率及其运行的经济性,并减少或延缓新增的发电装机容量。

(3)在减少能源消耗的同时,减少发电废物的排放量,改善和保护环境。

2、电力需求侧管理的作用

(1)改善电网的负荷特性。通过需求侧管理活动,引导电力客户采用蓄冷、蓄热、蓄电等蓄能方式或选择合理的用电时间,达到移峰填谷,减少用电峰谷差,降低电力最大需求,提高用电负荷率的目的。既有利于电网的安全、经济、优质运行,又有利于能源的优化利用,特别对水电比重大的电网还可以提高水能资源的利用率。

(2)节约用电,减少能源需求和污染排放。能源的供应是有限的,能源资源的稀缺将在一定程度上制约社会经济的发展,同时能源环境问题己引起国际社会的普遍关注,能源引起的环境污染也将制约社会经济的发展。因此,必须通过需求侧管理活动,引导电力客户采用高效用电设备,改进电力消费行为,改善用电条件和用电环境,回收利用余能,选择合理的能源消费方式,使电力和能源需求的绝对水平相对下降。同时也减少污染排放,保护环境。

(3)减少电源建设和电网建设的投入。开展需求侧管理活动,可以使电力最大需求相对降低,因而为满足电力最大需求而投人的电源和电网建设费用可以相对减少。对电力供不应求的电网,此项工作更具有重要的现实意义。开展需求侧管理活动虽然也需要一定的资金投入,但相对电源和电网建设的资金投人来说要少得多。需求侧管理有投资少、见效快、投资回收周期短的突出优点。

据研究分析,我国如果采用电力需求侧管理减少电力需求,将节电5%及降低高峰负荷5%,则到2020年将减少装机1亿kW。

(4)降低电力客户的用电成本。对于直接参加电力需求侧管理活动的电力客户,通过采用先进的技术和设备可减少电能消费,通过选择合理的用电方式可使电能消费更为经济,他们可以直接从需求侧管理活动获得效益。没有直接参加电力需求侧管理的电力客户,则通过电力需求侧活动的整体效益及相对较低的电价间接获得需求侧管理的效益。

(5)提高电能在终端能源消费中的比重。当电能在终端能源消费中的比重较低时,一般地区都以分散、小型的直接燃煤方式为主要的能源消费方式。直接燃煤效率低、污染大,严重影响环境。而火力发电厂采用的集中燃煤方式相对于分散的直接燃煤方式效率高,污染排放相对减少。随着高效洁净煤发电技术的开发和利用,火力发电厂的污染排放将进一步减少。因此,为提高能源利用的效率,减少污染排放,改善环境,提高生活质量,应通过需求侧管理活动提高电能在终端能源消费中的比重。

3、电力需求侧管理的内容

电力需求侧管理是一项系统工程,涉及面较广,基本内容包括以下八个方面。

(1)对资源进行调查

资源分为供应方资源和需求方资源

供应方资源是指电力企业可提供给客户的资源,要包括:燃煤、燃油、燃气的火电厂;水电站;核电站;太阳能、风力发电厂;老电厂的扩建增容;外购电以及电力系统发、输、供电效率提高所节约的电力和电量。实际上,对一个地区来讲,在规划期内能有条件纳入综合资源规划的供应方的资源是有限的。

需求方资源是指电力客户的节电资源,主要包括:提高照明、空调、电动机、电热、冷藏等设备用电效率所节约的电力和电量;蓄冷、蓄热、蓄能等改变用电方式所节约的电力;能源代替、余能回收所减少和节约的电力和电量;合同约定可中断负荷所节约的电力和电量;建筑物保温等完善用电所节约的电力和电量;客户改变消费行为减少用电所节约的电力和电量;自备电厂参与调度后电网所减少供应的电力和电量。需求方资源的类型比较多,情况也比较复杂,要进行具体选择。

(2)选择管理的对象

电力需求侧管理的对象是指与减少供应方资源有关的终端用电设备以及与用电环境条件有关的设施。

由于与供应方资源有关的终端设备涉及的量大且非常复杂,通常根据具体的条件在可能实现的目标中选择其中一部分。概括起来有以下几个方面:

①客户终端的主要用能设备,如照明、空调、电动机、电热、冷藏、热水器、暖气和通风设备;

②与电能设备相互替代的用能设备,如燃气、燃油、燃煤、太阳能、沼气等热力设备;

③与电能有关的余热回收设备,如热泵、余热锅炉、换热器等;

④与用电有关的蓄能设备,如蒸汽蓄热器、热水蓄热器、电动汽车蓄电瓶等;

⑤自备发电厂如自备背压式抽背式或抽汽式热电厂,柴油机电厂、余热发电和余压发电等;

⑥与用电有关的环境设施,如建筑物的保温、自然采光等。

(3)设置管理目标

电力需求侧管理要考虑两个方面;一方面要以较少的新增装机容量达到系统的电力供需平衡,这就需要通过减少电力客户在电网高峰时段的电力需求,来降低电网的最大负荷;另一方面要减少系统的发电燃料消耗,主要通过使电力客户更有效地利用能量来减少用电量因此电力需求侧管理的目标主要集中在电力客户的电力和电量的节约上。

管理目标的设置一般以电力企业预期要达到的目标为准,在电力供应不足时,一般以节约电量为目标;在电力供需平衡时,一般以节约电力,提高负荷率为目标。

(4)制定政策、法规和标准       

为了规范和推动电力需求侧管理,政府必须制定相应的法律政策和标准,以规范电力消费和市场行为。

(5)选择有效的管理手段

为了实施电力需求侧管理,完成电力需求侧管理计划,必须采用多种电力需求管理手段,包括技术手段、经济手段、法律手段和宣传手段等。

(6)制定电力需求侧管理计划

根据资源调查的结果、选择的管理对象、设置的管理目标,结合政府制定的政策和标准以及可供选择的管理手段,制定中长期电力需求侧管理计划。

(7)实施电力需求侧管理项目

根据电力需求侧管理计划提出的项目方案,经过评估和选择,确定可实施的项目方案。项目的实施有三种方式:

①直接安装方式。直接安装方式是指电力公司直接组织施工力量进行电力需求侧管理项目的具体施工。大多数电力公司执行的就是这种施工方式,项目施工费用均在电力需求侧管理费用中开支。这种方式优点是,施工项目易于管理,工程进度和质量容易得到保证,项目成效准确。

②折扣方式。折扣方式多集中在终端用电效率提高的项目。对于这类项目,待参与客户选定后,电力公司向他们提供高效节能设备或高效节能器具的购置费超支部分,客户承担与传统设备相同的那一部分购置费,施工电力公司派员监督工程的全过程。

 ③委托方式。委托方式就是由专门承担电力公司委托电力需求侧管理项目施工的能源服务公司负责实施。

(8)项目实施效果评价

项目实施效果评价分为阶段性过程评价、效果评价和整体工程效果评价。

①阶段性过程评价。阶段性过程评价主要分析研究施工过程中存在的问题。

②效果评价。效果评价主要评价阶段性目标的完成情况,包括分析需量节约、电量节约、费用开支与阶段性目标任务的差距是否超出了目标任务规定的要求,并提出改进意见。

③整体工程效果评价。整体工程效果评价主要是指在工程项目竣工投入正常使用后,对整体工程效果进行的评价。包括测算电力需求侧管理项目计划实施的需量及电量节约效果、评估费用使用情况等。

4、电力需求侧管理手段

需求侧管理的激励手段有经济手段、技术手段、行政手段和引导手段等。

(1)经济手段。首先,采用激励手段,对设备采购的贴息低息贷款、折价销售、免费安装以及节电效益退还、节电特别奖励、节电招标竞争等。它是开拓节能市场,增强节能活力的最主要的手段。第二,利用电价机制,直接激励用户主动参与需求侧管理。它是需求侧管理中最先采用的一项激励措施。根据削峰填谷提高负荷率的需要,世界上已形成了各种各样的电价,有分时峰谷电价、季节性电价、节假日电价、功率因数调整电价、用电负荷率电价、蓄冷(热)电价、可停电电价、实时电价等。

(2)技术手段。技术手段是指有益于节能的调整负荷和环境保护的生产工艺、材料及设备,以及保障经济、行政手段有效实施的管理性技术,如高效节能灯具、高效电机、节能变压器、蓄热式电锅炉、节能环保型家用电器、蓄冷蓄热技术、节能调速技术、高效绝热保温技术、远红外加热技术、余热余压发电技术、电热冷联产技术、电力负荷控制技术等。

(3)行政手段。行政手段是指政府和有关部门,通过法规、标准、政策来规范电力消费和市场行为,以政府的行政力量来推动节能,约束浪费,保护资源和环境,确保节能市场的健康发展。

(4)引导手段。引导手段是指对用户消费的行为进行合理的引导,使其有助于节能和合理消费。它是市场经济不可缺少的激励措施,目的是帮助用户克服购物时不注意节能、不讲求效率的心理。主要诱导手段有普及节能知识、传播节能信息、开展节能咨询服务、开办节能技术讲座、举办节能产品展示、宣传节能政策等。

(四)电力需求侧管理发展现状

电力需求侧管理的开展最先为了响应十一五规划中节能减排任务, 党中央、国务院高度重视电力需求侧管理工作,在修订《节约能源法》,制定“十一五”、“十二五”规划,以及部署节能减排、迎峰度夏、抢险抗灾等方面工作中,都明确要求加强电力需求侧管理。

1、国家发展改革委、财政部、工信部、国资委、国家能源局等部门,制定出台了一系列文件、政策和规定及办法。同时实行节能奖励政策,节能服务公司社会化,开展试点城市和地区的节能项目,筹建全国性、地方性、区域性及企业的能效管理平台,组织制订电力能效系统技术标准,组织协调社会上各种节能服务机构的工作——促进中心。

十多个省市出台了电力需求侧管理实施细则等文件,成立领导小组,建立指导中心或展示中心;二十多个省区市出台或完善峰谷电价,通过季节性电价、尖峰电价、丰枯电价、可中断补偿电价等多种电价政策,调节用电特性,引导用户调整生产运行方式,采用冰蓄冷空调,蓄热式电锅炉等。同时还采取一些激励政策及措施,推广节能灯、变频调速电动机及水泵、高效变压器等节能设备;据不完全统计,全国共计开展了上千个电力需求侧管理项目,投入超过百亿。部分省份开展了资源潜力调查,编制了本地区电力需求侧管理规划,推进需求侧管理的发展。

2、电力企业也在不断搞好自身的节能改造,包括电网、电站、办公大楼,指导帮助电力用户开展节能改造,直接参与需求侧管理,或者购买需求侧管理服务。

3、电能服务公司不断进行资金储备;拥有多专业人才,如系统设计、软件开发,既有一定数量的固定专业人士,同时亦有从社会随时招聘的专业人员;不断开发方针分析软件,帮助企业提高电能利用效率。

4、节能量测评和核准——第三方认证

节能要核证,做到公正、公平、正确;第三方必须有高级工程师资质的专业人员,以及必须、必要的专业测量设备;同时必须从节能项目开始就参与认可,结束时收集信息,对比分析后出具权威报告,认证机构必选国家主管部门,进行审核、批准,取得资质。

从长远看,我国的能源紧张问题非常突出。我国人均资源占有量不到世界平均水平的一半,但产值能耗比世界平均水平高出一倍。以煤炭为主的能源结构,又使能源的开发利用与环境保护的矛盾更加尖锐。因此,提高电力的利用效率非常重要。在这方面,电力需求侧管理大有可为。有关方面预测如果实施有效的电力需求侧管理到2020年,我国可减少装机l亿kW左右,超过5个三峡工程的装机容量,同时还可节约8000亿——10000亿元的投资。所以,加强需求侧管理投资少、见效快、潜力大。抓电力需求侧管理,提高电力利用效率,应该成为今后我国电力发展长期坚持的方针。

(五)需求侧管理电力能效测评体系

1、国家级平台:

统计全国节能减排的每年实绩;发布相应政策、法规、措施、办法。

2、地方级平台:

统计本地区节能减排的实绩并上报发布地方的法规、政策、措施、办法;实时收集各节能服务公司采集的企业能效信息以及各种上报信息;指导定点企业进行节能改造,不断提高电能利用效率。

3、节能服务公司和园区的平台:

实时采集本地在企业节能改造前后的信息;买进或开发各种仿真分析软件,不断指导帮助企业提高电能利用效率,服务全过程;按规定上报采集的实时信息,以利于政府部门掌控正确的信息,通过不断创新服务,得到效益。

4、用电企业:

在政府和节能服务公司的指导下,坚持不断节能改造管理和生产工艺两大方面。

在中国电力能效测评是一个整体,在中央政府主导下,各级政府机构密切配合,企业积极参与,形成一个体系。“促进中心”是介于政府和企业之间的桥梁,协助政府有关部门组织好社会各机构(公司)的工作,公正、公平协调、组织好节能服务工作,以利于工作全面顺利、有序地开展,以利于取得真正的实效。