电力需求回应的利益、规划与实施研究

论文摘要

多数电力用户感受到的电费支出是基于平均电力成本,很少有人会将电价和随着时间变动而发生的电力真实生产成本之间进行联系。需求回应是通过电价或项目设置（安排）来推动电力使用行为变化,引导用户在电力使用过程中对电力价格在时间上的变化作出回应,或通过经济激励（给予激励报酬）以促使当出现电力市场价格较高或出现电力可靠性危险时减少用户电力使用。其中,价格型需求回应提供用户们时变电价,它反映不同时候段电力价值和成本。这个信息使得用户面对高电价时段时倾向于使用更少的电力。激励型需求回应项目由项目发起方支付报酬给参与用户以减少负荷,通常是针对电网可靠性问题或在高电力价格情形下。本文对浙江施行分时电价绩效的跟踪观察,发现居民用户对分时电价能够作出典型地价格型需求回应,据万户居民用户监测结果,居民用电谷电系数从之前的0.2794提高到0.3965,上升了11.71个百分点。峰谷电量由原来的85:15减少为57:43,效果明显。同时,研究表明,分时电价的费率设计直接影响需求侧的回应,尤其对工业用户来说十分关键。浙江于2000年1月开始执行两时段两费率的峰谷分时电价,但因峰谷电价价差偏小,实际执行情况一般。2003年7月之后调整为三费率六时段的峰谷计量,峰低谷电价比拉大,移峰填谷效果明显。而激励型（Incentive-based）需求回应项目则相对局限于特定行（企）业,因为谷段用电比重大等原因而导致本地区的负荷曲线峰谷倒置等不利后果,要通过协商予以电费补偿、折扣以便激励其增加非谷段用电,承担有序用电任务。另外,在季节性用电紧张时期,也针对一般商业用户,激励高峰时段自备电源发电。需求回应最重要的利益是改善电力生产的资源效率,因为用户会因此在电力使用上进行更合理更有效的安排。这个效率提高创造了一个多元的利益,可分成四个部分:（1）参与者的经济利益。是指由用户通过调整电力需求以回应时变电价或参与激励型项目,所获得的电费支出的节省和激励报酬。（2）整个电力市场范围的经济利益。更低的趸售市场价格、降低系统总的容量要求。它让负荷服务实体（电力公司或可能的其它供电方）发展新的供电能力,最终这些都能够让多数零售用户节省电费支出。（3）可靠性利益。是电网运营的安全和充足储备。需求回应能够降低和减少被动（强制）停电的可能性和后果,也就减轻或避免了由此可能导致经济成本的上升和对用户不便。（4）市场绩效利益。指需求回应在减弱供给方操纵市场的能力时所具备的价值,它能阻止电力供给方随意将电价提高,甚至明显超过生产成本。就如何量化需求回应的利益问题,本文回顾了对需求回应利益进行了量化研究的新近十项较有代表性的成果,发现在需求回应究竟应该如何被计量的问题上存在较大的分歧。不论是基于实例的分析、基于综合资源规划的研究,还是进行项目绩效的评估。迄今为止,在定量需求回应利益问题上只有达成很少部分的一致。基于这个回顾,本文认为,到目前为止,给定用户参与和回应水平、给定市场特征,评估需求回应的利益主要受量化方法所左右。也还没有公认一致接受的分析方法,而且量化需求回应的国民利益可能是做不到的。况且,市场设计、运行和资源平衡方面的地区差异很关键且必须被纳入计算,因而需求回应利益的评估最好限于某个地区,因为大量潜在利益与当地电力系统状况直接有关（比如有否存在供给约束,需求增长率,以及满足需求增长的长期资源规划）。关于鼓励需求回应的策略,我们提供如下建议:（1）培育价格型需求回应。通过做有效的时变定价计划,让用户控制电力成本。更有效的零售电力服务定价是最关键的。（2）改善激励型需求回应。开拓为增强可靠性和电力系统运营效率的负荷管理方法,激励型需求回应项目可以帮助改善电网运营,提高可靠性,实现成本节约。（3）加强需求回应分析和测算评估。以便项目设计者,政策制定者和用户能预期需求回应影响和利益。需求回应项目管理者和监督者能够测量需求回应方案的净收益,以确定在它们提供所需要的需求削减是有效率的,同时在成本上也是合算的。（4）将需求回应纳入资源规划。以便实现需求回应的全部影响和最大利益。帮助建立需求回应短期的和长期价值的期待,认识需求回应的贡献,在有其它选择的情形之下,让电力公司以及其它利益相关方来比较需求回应方案。（5）采用基础技术。在给定在通信、控制和计算技术革新前提下,实现在现有基础上管理使用中存在的全部潜力。监控和负荷调节创新是目前正在进展中的一批新技术,它们将实实在在地使得所有用户的需求回应达到更高的水平。（6）加强政府在推动需求回应活动中的作用。利用现有的渠道来发布信息,提供技术援助,为公-私协作扩大机会。在那些提供新产品和服务以及将使用这些产品和服务的有关各方之间加强合作是非常重要的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 电力市场近况
• 1.2 需求侧管理基本概念及其发展
• 1.3 本文所作的工作
• 第二章 需求回应内容及其特征
• 2.1 需求回应的目标
• 2.2 需求回应的价值
• 2.3 需求回应的分类
• 2.4 需求回应的能力（容量）
• 2.5 需求回应在电力系统中的角色
• 2.6 需求回应的用户实现
• 第三章 需求回应的利益
• 3.1 需求回应的成本
• 3.2 需求回应的利益
• 第四章 需求回应利益的定量分析
• 4.1 用户需求回应的强度
• 4.2 量化需求回应价值
• 4.3 建立评估需求回应利益的一般方案
• 第五章 实现需求回应利益的建议
• 5.1 培育价格型需求回应
• 5.2 改善激励型需求回应
• 5.3 加强需求回应分析与评估
• 5.4 需求回应纳入资源规划
• 5.5 采用基础技术
• 5.6 增强政府的作用和影响
• 参考文献
• 致谢