智能電網中的需求側響應機制分析

【文章摘要】
首先對變電站智能電網中需求側管理的規劃進行分析闡述，隨后分析了需求側響應在智能電網的分類，最后從價格角度、激勵角度對需求響應機制與客戶參與的可行性進行研究。對今后智能電網中需求側響應工作提供借鑒參考。
【關鍵詞】
智能電網；需求側管理；響應機制
0 前言
需求側響應是用戶和電網溝通的平臺，由于用戶不同的需求響應方式，需求響應機制在智能電網下可以分為價格的需求側響應和激勵需求側響應。探究實時電價、分時電價、尖峰電價等從價格需求側響應機制的內容和實施過程。為達到用戶用電需求，電力部門通常是依據用電負荷預測量設置發電容量，確保發電能力與需求水平相符或略高于。這樣雖然能夠保障高峰時段的用電需求量，但容易造成部分發電容量在除了高峰負荷的其他時段處于空閑狀態。隨著初級能源價格的上調，部分國家紛紛實施以通過削減需求符合處理電力供需矛盾的實踐與探索。
對于用戶來說，需求側響應能夠減少企業的生產成本、降低電力消費力度，提升企業競爭力；對于社會來說，需求側響應能夠對用電方案及時的調整降低電力需求，從而降低污染物的排放和一次性能源的消耗，促進可持續發展；對于企業來說，需求側響應能夠削減高峰時段的供電壓力，增強供電的服務水平，減少電力構建投資。
1 智能電網中需求側響應的管理計劃
智能電網是目前電力系統變革發展的主要方向，是一系列技術的總稱，其本質是兼容利用和能源替代，具有自愈、可靠、經濟、安全和集成等特點。能夠有效處理電力需求側管理、精確功能、多電源互動、電網自由接入的問題。智能電網能夠最大化的控制或解決大面積停電故障，提升電網運行可靠性和運行效率，為用戶節約電費。
智能電網未來發展趨勢將使用實時電價體制，開展更加合理全面的分時電價制度，改變傳統簡單的峰、尖、谷、平時段電價。電價可以依據電網的負荷狀態進項調整并及時將調整后的價格告知用戶，經過需求側響應，用戶可以結合自身需要選取適合的用電方式，移峰填谷。
2 智能電網中需求側響應機制的分類
在電力市場改革的背景下，對需求側響應管理體系在市場中充分發揮作用以增加市場運行效率和保證系統穩定性， 提高了新的響應定義。電網批發市場的價格增加或機制體系受到威脅時，用戶收到供電方減少符合補償通知或價格上調信息后，更改平時的用電習慣，推移某一用電時段的負荷，響應電力供應保障電網體系的穩定性，同時控制電力價格上調的行為。
需求側響應將變為用戶對電力市場激勵機制或價格信號做出相應，改變平時的用電模式的參與行為。近幾年來，發展智能電網依據用戶消費不同方式，可以把需求側響應分為兩大類：首先是從價格分析的需求側響應，其次其激勵機制的需求側響應，具體如圖1 所示：
2.1 基于價格的側響應分析
2.1.1 分時電價
以往的分時電價依據日、小時或季節不同而擬定不相同的價格標準，長時間以來這樣的方式機制抑制將被應用于衡量不同時段的電力需求。通過研究可知，分時電價體系可以為電力供應側響應帶來良好的經濟效益，但當今這種經濟效益還未實現最大化。
2.1.2 實時電價
實施電價指的是定價和時間分段都不進行預測的定價，它是一種較為復雜的用點電價方式，可以提升零售市場和批發市場間的透明度。其基礎原則是終端消費用戶價格或間接和批發市場價格相互聯系。
2.1.3 尖峰電價
尖峰電價作為實時電價與分時電價的綜合產品，設置為傳統的全年的分時電價率加上峰值是的尖峰費率。
2.2 基于激勵的需求側響應
2.2.1 直接負荷控制
直接負荷控制指的是在系統高峰期時直接經過遠程控制用戶用電設備或裝置關閉的方法。
2.2.2 可中斷負荷
可中斷負荷指的是依據供需雙方預先的合同約定，在用電高峰期時從可中斷負荷機構向用戶發出請求中斷信號，通過用戶響應同意后中斷部分供電的方法，具體分析如圖2 所示：
圖2 可中斷負荷簽約步驟
2.2.3 需求側競價
需求側競價指的是參與到電力市場經濟的一種體制，它可以讓用戶經過更改自己的用電習慣，根據投標的方式主動參與的市場競爭中，獲取相應的經濟利益， 用戶不再只是價格的接受者，還能參與到價格設置環節。
2.2.4 緊急需求響應
緊急需求是用戶對于突發情況的緊急事件，依據電網負荷調節電價水平產生
圖1 需求側響應的措施響應而中斷電力的一種方法。
2.2.5 輔助服務
輔助服務指的是用戶供給削減負荷作為備用，提供資源或取代傳統發電機組的方式。
3 需求側響應的運用
首先，使用經濟杠桿調整供應與需求的關系，經過實施差別電價、分時電價、蓄冷蓄熱、可中斷負補貼等各種措施引導用戶響應移峰填谷；其次，增強技術方法、提高管理水平，提升電網運行的經濟型和安全性；最后，運用新聞媒體、報刊等多種宣傳方式進行電力需求側管理的相關知識， 指導用戶合理用電，科學用電，在用電高峰期時擬定有效的應急方案和用電方案。
計量技術是供應商提供收費的基礎技術，其功能按照運用的需求不斷提升。高級計量制度包括有更多的功能，例如儲存并記錄用戶不同時段的消費信息情況等。計量技術和通信技術的聯合能夠支持尖峰電價、分時電價、實時電價，通過遠程讀表不但可以提升效率，還可以有效降低人工讀表的開支和收集各類用戶用電信息。
通信技術主要有無線專網方式、有線方式、無線公網。有線方式是新型的光纖接入網技術，使用無源光纖傳輸、點到多點結構提供各種業務。其在物理層使用了PON 技術，在鏈路層使用了太網協議，實現了太網的接入，具備擴展性強、高寬帶、快速靈活的服務重組，方便管理等優點；無線專網方式主要有McWiLL 和WiMAX 兩種，有業務豐富多樣、傳輸速率高等特點；無線公網是租用公網運營商的CDMA、GPRS、3G 等網絡配用電站點實施覆蓋，在達到電監會的基礎上，可以選取無線公網的網絡通信方法，以實現終端接入鑒權，如對密碼、用戶名、終端特征的識別。
4 結束語
智能電網能夠有效實現電力用戶與電網的互動，引導用電用戶積極參與到市場競爭中，進而實現有效的需求側響應。中國作為發展中國家，用電量呈上升趨勢，電網峰谷和符合持續增加，需要通過需求側響應促進用戶合理的用電，完成削峰填谷措施，減少對電網的投資提升電網資源的利用率。目前世界各個對節能減排建設日益重視，大規模的發展光伏、風能等多種可再生能源，保證用戶用電的靈活性，穩定可再生能源的波動性，提升電網的容納能力。
【參考文獻】
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