基于智能用電技術(shù)的家庭空調(diào)負(fù)荷調(diào)控管理分析

張浩 李思維 王茜 劉琦

(南京南瑞北京國(guó)電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司,北京 100070)

基于智能用電技術(shù)的家庭空調(diào)負(fù)荷調(diào)控管理分析

張浩 李思維 王茜 劉琦

(南京南瑞北京國(guó)電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司,北京 100070)

智能用電體系建設(shè)要依托堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和現(xiàn)代化管理理念,利用智能量測(cè)、高效控制、高速通信、儲(chǔ)能等技術(shù),實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶(hù)能量流、信息流、業(yè)務(wù)流實(shí)時(shí)互動(dòng),構(gòu)建用戶(hù)廣泛參與的新型供用電模式,通過(guò)智能用電技術(shù)的家庭需求側(cè)管理是利用家庭能效管理系統(tǒng)、家庭網(wǎng)關(guān)、智能插座等智能用電技術(shù),結(jié)合電力需求側(cè)響應(yīng)的家庭空調(diào)負(fù)荷調(diào)控管理,能夠提高供電效率、優(yōu)化用電方式,在完成同樣用電功能的情況下減少電量消耗和電力需求,從而緩解電力峰值壓力,降低供用電成本,進(jìn)而滿(mǎn)足我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的用電需求,達(dá)到科學(xué)用電和節(jié)能減排目的,推動(dòng)資源節(jié)約型社會(huì)建設(shè)。

智能用電 家庭空調(diào) 負(fù)荷

近年來(lái)隨著世界各國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)的啟動(dòng),得益于智能電表、用電信息采集系統(tǒng)、智能通信網(wǎng)絡(luò)、信息集成等關(guān)鍵技術(shù)的研究及推廣應(yīng)用,以及智能用電小區(qū)等智能用電互動(dòng)方面的探索建設(shè),為開(kāi)展自動(dòng)需求響應(yīng)提供了一定技術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)施基礎(chǔ)。根據(jù)我國(guó)已經(jīng)實(shí)施或者提出的需求響應(yīng)技術(shù),結(jié)合國(guó)外的需求響應(yīng)技術(shù)情況,電網(wǎng)和電源都是為高峰負(fù)荷而建設(shè),都是靠不斷新建發(fā)電機(jī)組來(lái)承擔(dān)電力負(fù)荷的增長(zhǎng)和波動(dòng)。隨著環(huán)境保護(hù)和能源資源形勢(shì)的日益嚴(yán)峻,這種一味跟蹤電力負(fù)荷增長(zhǎng)的電力發(fā)展模式到了必須改變。需求響應(yīng)改變了傳統(tǒng)的發(fā)電跟蹤負(fù)荷變化的運(yùn)行模式,將大量用電負(fù)荷的響應(yīng)行為作為系統(tǒng)運(yùn)行備用以平抑波動(dòng),可有效地解決系統(tǒng)備用短缺,輸配電能力不足等問(wèn)題,大大降低由于系統(tǒng)容量短缺而造成輪流停電的幾率,提高供電可靠性。

基于智能用電技術(shù)的家庭負(fù)荷調(diào)控技術(shù)主要是應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)智能化決策和自動(dòng)化執(zhí)行。通過(guò)實(shí)施需求側(cè)空調(diào)負(fù)荷調(diào)控,可以使得日負(fù)荷曲線(xiàn)逐步趨于平滑,起到降低高峰負(fù)荷和提高負(fù)荷率的作用?？梢酝七t或降低電源裝機(jī),系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行可以避免機(jī)組的頻繁調(diào)節(jié),穩(wěn)定的機(jī)組出力可以降低發(fā)電煤耗,所有電網(wǎng)設(shè)備資產(chǎn)的使用效率和壽命均可得到提高,從而全面降低電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)所帶來(lái)的成本,本文重點(diǎn)側(cè)重于基于智能用電技術(shù),建立一套家庭空調(diào)負(fù)荷調(diào)控方法。

1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

家庭空調(diào)負(fù)控將用電負(fù)荷作為一種調(diào)節(jié)手段,可以適應(yīng)電網(wǎng)波動(dòng)的特征,從而提升電網(wǎng)可靠性?；谥悄茈娋W(wǎng)中先進(jìn)的傳感與控制技術(shù),將家用空調(diào)設(shè)備當(dāng)作可以感知電網(wǎng)的頻率漂移和電價(jià)變化的調(diào)度資源,根據(jù)事先設(shè)定的策略實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)控制,是未來(lái)電網(wǎng)需求側(cè)調(diào)度控制的重要手段。如果在大范圍內(nèi)實(shí)施需求響應(yīng),可以降低電網(wǎng)峰值負(fù)荷對(duì)于電網(wǎng)的影響,彌補(bǔ)電網(wǎng)跳動(dòng)的不確定性,在目前儲(chǔ)能技術(shù)還未商業(yè)化的狀況下,實(shí)施需求側(cè)負(fù)荷控制具有緊迫性和重要的現(xiàn)實(shí)意義。

美國(guó):已在俄勒岡州開(kāi)展居民空調(diào)循環(huán)控制的研究及試點(diǎn)應(yīng)用,其相關(guān)硬件產(chǎn)品及技術(shù)已商業(yè)化。電力公司通過(guò)空調(diào)循環(huán)控制對(duì)居民家用空調(diào)負(fù)荷實(shí)施直接的、實(shí)時(shí)的控制?？刂品椒ㄊ窃诮o定的時(shí)間段內(nèi)關(guān)、開(kāi)壓縮機(jī),對(duì)不同時(shí)間及住戶(hù)進(jìn)行循環(huán)控制,通常為25%循環(huán)控制,即半小時(shí)內(nèi)停7.5分鐘,運(yùn)行22.5分鐘。控制時(shí)間因電力公司而異,范圍在20%-60%。負(fù)荷形狀改善程度取決于對(duì)空調(diào)在峰荷時(shí)段運(yùn)行的控制程度?？刂平Y(jié)果將導(dǎo)致室溫的上升。

空調(diào)循環(huán)控制要求在電力公司與用戶(hù)空調(diào)器之間安裝通訊線(xiàn)。當(dāng)公司要實(shí)施控制時(shí),命令傳至用戶(hù)接收器,繼電器(通常為3-5安培)動(dòng)作,斷開(kāi)低壓控制回路,切斷壓縮泵與室外風(fēng)扇。為了確保該措施的實(shí)施效果,通常需要給受控空調(diào)用戶(hù)一定經(jīng)濟(jì)利益,為了回收成本和獲得合適的收益,須有較高比例用戶(hù)接受控制。

2 基于智能用電的家庭空調(diào)負(fù)荷調(diào)控技術(shù)架構(gòu)

通過(guò)建立家庭控制網(wǎng)絡(luò),用于家庭內(nèi)部電器設(shè)備之間的互聯(lián)和家庭能效網(wǎng)關(guān)、家庭能效管理終端對(duì)智能家居設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。其次,結(jié)合電力營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)負(fù)荷控制等單元模塊與家庭能效管理系統(tǒng)的深度融合,實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部用電設(shè)備與電網(wǎng)公司的信息交互,利用家庭能效管理終端建立本地設(shè)備信息共享池,實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部數(shù)據(jù)信息、分布式電源發(fā)電量和控制信息的傳送及管理。電網(wǎng)企業(yè)利用需求側(cè)管理模塊實(shí)現(xiàn)區(qū)域負(fù)荷預(yù)測(cè),基于多策略目標(biāo)管理,實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與家庭用戶(hù)的需求側(cè)管理。結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

3 家庭空調(diào)負(fù)荷管理方法

結(jié)合目前家庭空調(diào)負(fù)荷研究方法,家庭空調(diào)負(fù)荷管理方法分為有序用電管理、空調(diào)負(fù)荷控制。

表1 分體掛機(jī)空調(diào)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3.1 有序用電管理

建立有序用電綜合評(píng)價(jià)體系,首先考慮地區(qū)的用電峰值指標(biāo)體系,以及用戶(hù)用電優(yōu)先級(jí)綜合評(píng)價(jià)體系。利用用電指標(biāo)分解,確定用電指標(biāo)逐級(jí)分別原則流程和方法,包括用電指標(biāo)從區(qū)域分解到樓宇,樓宇再分解到家庭。根據(jù)有序用電排列及空調(diào)能效標(biāo)識(shí), 將用戶(hù)空調(diào)進(jìn)行橫向分類(lèi),最終實(shí)現(xiàn)有序用電管理。有序用電優(yōu)點(diǎn)在于規(guī)范用電秩序,將季節(jié)性、時(shí)段性電力供需矛盾給社會(huì)和企業(yè)帶來(lái)的不利影響降至最低程度,降低電網(wǎng)的峰值負(fù)荷時(shí)段電力需求和增加了電網(wǎng)低谷時(shí)段的電力需求。

3.2 空調(diào)負(fù)荷控制管理

家庭空調(diào)負(fù)荷控制管理主要包括家庭空調(diào)舒適度控制、空調(diào)使用錯(cuò)峰管理和家庭空調(diào)削峰管理三部分。

空調(diào)使用錯(cuò)峰管理按照季節(jié)錯(cuò)峰、日錯(cuò)峰和時(shí)段錯(cuò)峰,將高峰負(fù)荷轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段,提高發(fā)、供電設(shè)備的利用率,提高電力供應(yīng)整體的效率與效益。參與錯(cuò)峰后其總的用電量并未減少,對(duì)用戶(hù)影響小。綜合評(píng)價(jià)用戶(hù)價(jià)值,通過(guò)合理安排每級(jí)的避峰用戶(hù),盡量保障綜合評(píng)價(jià)值小的用戶(hù)率先參與避峰,實(shí)現(xiàn)用戶(hù)群體損失最小化。在缺點(diǎn)方面一方面,錯(cuò)峰管理既有強(qiáng)制性,只在特定時(shí)段限制某些用戶(hù)的用電需求,另一方面,僅考慮負(fù)荷等級(jí),較為片面。

家庭空調(diào)削峰管理是為負(fù)荷調(diào)整的常用手段,主要分為直接負(fù)荷控制、可中斷負(fù)荷控制和請(qǐng)求終端三種方法,直接負(fù)荷控制,即在電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線(xiàn)峰荷時(shí)段,通過(guò)電力調(diào)度人員下發(fā)指令,電力營(yíng)銷(xiāo)人員通過(guò)以建設(shè)電力通信網(wǎng)絡(luò),對(duì)轄區(qū)家用空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行直接和隨時(shí)拉閘限電,降低峰荷所涉及用戶(hù)通常為能效比較低的家用空調(diào)負(fù)荷。

3.2.1 可中斷負(fù)荷控制

即通過(guò)激勵(lì)政策手段,按事先簽訂的合同規(guī)定,在負(fù)荷曲線(xiàn)高峰段時(shí),由中央空調(diào)負(fù)荷控制系統(tǒng)調(diào)度人員通過(guò)直接控制負(fù)荷或在直接請(qǐng)求用戶(hù)后,中斷供電。所涉及用戶(hù)通常為進(jìn)行合約的家庭空調(diào)用戶(hù)。

3.2.2 請(qǐng)求中斷負(fù)荷控制

即在負(fù)控區(qū)域內(nèi)已注冊(cè)家庭空調(diào)使用用戶(hù),通過(guò)信息化管理手段,向區(qū)域內(nèi)用戶(hù)進(jìn)行中斷空調(diào)負(fù)控請(qǐng)求操作,對(duì)可實(shí)施空調(diào)負(fù)控操作的用戶(hù)進(jìn)行負(fù)控管理,最終對(duì)配合用戶(hù)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償機(jī)制。

3.2.3 舒適度分級(jí)控制

即通過(guò)樓宇熱工特性結(jié)合家庭空調(diào)實(shí)際運(yùn)行時(shí)間,利用空調(diào)冷熱負(fù)荷與電力負(fù)荷雙重耦合特性,實(shí)現(xiàn)家庭空調(diào)與電力負(fù)荷的耦合模型。在空調(diào)冷熱負(fù)荷的建筑熱工特性等關(guān)鍵物理特征的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)區(qū)域家庭空調(diào)工作時(shí)長(zhǎng)、功率、環(huán)境氣象等因子進(jìn)行有效分析,建立家庭空調(diào)用戶(hù)舒適指標(biāo)與分級(jí)策略,將用戶(hù)舒適度分級(jí)策略融入負(fù)荷控制優(yōu)化方法,形成舒適度分級(jí)控制的大規(guī)模樓宇聯(lián)動(dòng)集中控制方法。

4 家庭空調(diào)負(fù)荷管理技術(shù)分析

4.1 家用空調(diào)分類(lèi)

目前家庭空調(diào)主要分為定頻空調(diào)和變頻空調(diào),定頻空調(diào)的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變,依靠其不斷地“開(kāi)、?！眽嚎s機(jī)來(lái)調(diào)整室內(nèi)溫度,定頻空調(diào)每次開(kāi)啟時(shí)都是根據(jù)用戶(hù)所設(shè)定的需求來(lái)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),即使室內(nèi)溫度達(dá)到了所設(shè)定的溫度,空調(diào)也不會(huì)自動(dòng)的調(diào)整制冷或是制熱速度。變頻空調(diào)通過(guò)改變頻率來(lái)控制壓縮機(jī)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速,變頻空調(diào)采用的變頻壓縮機(jī)具有10Hz～150Hz較寬的調(diào)速范圍(常見(jiàn)機(jī)種為30Hz～120Hz),因此,它具有較寬的制冷量調(diào)節(jié)能力,既可以以最高頻率高效率運(yùn)行強(qiáng)勁制冷制熱,達(dá)到快速制溫目的,空調(diào)溫度設(shè)定具有靈活性。下面通過(guò)一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比家用定頻空調(diào)與變頻空調(diào)的區(qū)別。表1為分體掛機(jī)空調(diào)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

通過(guò)表1上的數(shù)據(jù)分析得到,變頻空調(diào)隨著壓縮機(jī)頻率變化,它的輸出能力、功率、能效比是不斷變化的。事實(shí)說(shuō)明,隨著壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速的降低,空調(diào)輸出能力、功率不斷降低,而能效比卻逐漸增大。家用變頻空調(diào)在用戶(hù)實(shí)際使用中,往往中高頻率運(yùn)行時(shí)間很短,只有幾分鐘,而很長(zhǎng)時(shí)間因房間溫度接近設(shè)溫度時(shí)壓縮機(jī)運(yùn)行在中低頻段,此時(shí)能效比一般將達(dá)到3.5～4.0之間。如果運(yùn)行頻率足夠低在25Hz時(shí),能效比可超過(guò)4.5。長(zhǎng)期處于高能效比狀態(tài)下運(yùn)行,是變頻空調(diào)節(jié)電的最主要的原因。

4.2 家用空調(diào)負(fù)荷調(diào)控方法

在用電負(fù)荷控制方法上,首先對(duì)用戶(hù)的習(xí)慣進(jìn)行分類(lèi),形成用戶(hù)用電模式,結(jié)合環(huán)境影響因子和區(qū)域空調(diào)運(yùn)行狀態(tài),分析得出用電環(huán)境與用電模式相互影響因素條件及用電環(huán)境對(duì)空調(diào)負(fù)荷特性的影響,利用數(shù)學(xué)模型將累計(jì)效應(yīng)、溫室效應(yīng)等外圍因子綜合考慮,得出空調(diào)負(fù)荷控制算法。

通過(guò)電網(wǎng)負(fù)荷削減量和空調(diào)可信預(yù)測(cè)容量匹配計(jì)算,實(shí)現(xiàn)區(qū)域空調(diào)負(fù)荷削減量的及時(shí)修正算法,實(shí)現(xiàn)基于負(fù)荷短時(shí)、超短時(shí)的響應(yīng)策略。通過(guò)規(guī)?；募彝タ照{(diào)負(fù)荷基線(xiàn)及可信容量預(yù)測(cè)方法,實(shí)現(xiàn)家庭空調(diào)參與電網(wǎng)調(diào)峰應(yīng)用模式,利用區(qū)域家庭空調(diào)負(fù)荷控制算法,實(shí)現(xiàn)基于電網(wǎng)運(yùn)行趨勢(shì)及空調(diào)負(fù)荷分級(jí)的調(diào)峰控制指令的自動(dòng)分配方案,突破對(duì)區(qū)域家庭大規(guī)?？照{(diào)負(fù)荷優(yōu)化控制。同時(shí),基于策略執(zhí)行效果,建立負(fù)荷控制效果評(píng)價(jià)方法,進(jìn)而調(diào)整負(fù)荷控制策略。圖2為家用空調(diào)負(fù)荷調(diào)控方法技術(shù)路線(xiàn)圖。

(1)用戶(hù)側(cè)空調(diào)負(fù)荷資源控制模式。研究不同類(lèi)型用戶(hù)的用電模式特性和負(fù)荷控制特點(diǎn),明確可控負(fù)荷資源的范圍,分析各類(lèi)可控負(fù)荷資源的控制方式,利用用戶(hù)內(nèi)部可參與需求響應(yīng)控制的家庭空調(diào)響應(yīng)深度,制定適合不同區(qū)域的用戶(hù)側(cè)空調(diào)負(fù)荷資源控制模式。

(2)用戶(hù)空調(diào)負(fù)荷控制決策模型。研究家庭空調(diào)負(fù)荷響應(yīng)控制程度、方式與用戶(hù)用電舒適度、消費(fèi)成本、設(shè)備安全運(yùn)行、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)等目標(biāo)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,建立用戶(hù)空調(diào)負(fù)荷控制的多目標(biāo)優(yōu)化決策模型,為用戶(hù)可控負(fù)荷資源的智能控制決策提供基礎(chǔ)。

(3)用戶(hù)用電行為特性的自學(xué)習(xí)技術(shù)。通過(guò)運(yùn)用人工智能方法,提出自動(dòng)學(xué)習(xí)用戶(hù)用電行為特性的方法,實(shí)現(xiàn)用戶(hù)用電行為變化規(guī)律的自動(dòng)學(xué)習(xí),為控制策略盡量符合用戶(hù)用電習(xí)慣提供基礎(chǔ)。

(4)用戶(hù)側(cè)空調(diào)負(fù)荷控制智能決策方法。研究適合不同DR方式的用戶(hù)側(cè)空調(diào)負(fù)荷控制策略智能生成方法,滿(mǎn)足不同需求響應(yīng)場(chǎng)景下各類(lèi)可控負(fù)荷資源自動(dòng)、協(xié)調(diào)的參與需求響應(yīng)的要求,利用電價(jià)、激勵(lì)、用戶(hù)及電網(wǎng)自身效益因子,生成智能決策方法。

(5)用戶(hù)側(cè)家庭空調(diào)負(fù)控典型控制模式。研究并提出用戶(hù)參與空調(diào)負(fù)控的若干典型控制模式,對(duì)經(jīng)濟(jì)性、舒適性等各有側(cè)重,降低用戶(hù)決策難度,便于用戶(hù)實(shí)際操作實(shí)施,利用基于DR對(duì)空調(diào)運(yùn)行的實(shí)際影響,結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際狀況,實(shí)現(xiàn)基于用電習(xí)慣改變模式、消費(fèi)影響模式、激勵(lì)模式等多種家庭空調(diào)負(fù)控典型控制模式。

4.3 智能空調(diào)負(fù)荷控制管理系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)

智能空調(diào)負(fù)荷控制管理平臺(tái)應(yīng)用主要包括終端層、負(fù)荷控制層、系統(tǒng)支撐層、外部系統(tǒng)四層。其中,終端層提供空調(diào)負(fù)荷控制數(shù)據(jù)展現(xiàn)的承載功能,由雙向交互終端構(gòu)成;負(fù)荷控制層提供空調(diào)負(fù)荷控制、綜合分析、調(diào)控監(jiān)測(cè)、調(diào)控配置的重要管理功能,主要功能包括綜合分析、調(diào)控配置、調(diào)控日志、調(diào)控監(jiān)測(cè)、負(fù)荷調(diào)控、基礎(chǔ)信息管理等;系統(tǒng)支撐層為智能空調(diào)負(fù)荷控制業(yè)務(wù)服務(wù)提供數(shù)據(jù)管理和用戶(hù)管理的支撐功能,主要功能包括:權(quán)限管理、用戶(hù)管理、角色管理、日志管理、菜單管理、用戶(hù)統(tǒng)一權(quán)限管理、用戶(hù)統(tǒng)一認(rèn)證管理等。圖3為智能空調(diào)負(fù)荷控制管理平臺(tái)應(yīng)用架構(gòu)圖。

4.4 家庭負(fù)荷調(diào)控效果評(píng)價(jià)方法

家庭負(fù)荷調(diào)控資源作為電網(wǎng)側(cè)與用戶(hù)側(cè)的樞紐功能,在控制評(píng)價(jià)方面主要分為負(fù)荷調(diào)控性能評(píng)價(jià)和項(xiàng)目效果評(píng)價(jià)。

4.4.1 用戶(hù)參與負(fù)控管理性能評(píng)價(jià)

建立用戶(hù)參與空調(diào)負(fù)控性能評(píng)價(jià)指標(biāo)(例如削減負(fù)荷量、參與次數(shù)、獲得收益等),利用公平、合理評(píng)價(jià)用戶(hù)參與空調(diào)負(fù)控效果的計(jì)算方法,作為對(duì)用戶(hù)激勵(lì)或懲罰的依據(jù),也可以用于用戶(hù)參與DR的綜合效果評(píng)價(jià)。

4.4.2 用戶(hù)執(zhí)行力評(píng)價(jià)

對(duì)空調(diào)負(fù)控執(zhí)行用戶(hù)的評(píng)價(jià),建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,從資金來(lái)源和激勵(lì)補(bǔ)償機(jī)制兩方面,考慮到確定對(duì)客戶(hù)進(jìn)行激勵(lì)補(bǔ)償?shù)脑瓌t,并依據(jù)原則制定對(duì)用戶(hù)進(jìn)行正、負(fù)激勵(lì)的措施。正激勵(lì)措施主要體現(xiàn)在補(bǔ)貼和電價(jià)的打折上,負(fù)激勵(lì)措施主要體現(xiàn)在對(duì)用戶(hù)進(jìn)行限電。這是一個(gè)供需雙向調(diào)節(jié)機(jī)制,性能評(píng)價(jià)包括用戶(hù)基本的負(fù)荷界定,用戶(hù)調(diào)節(jié)性能的評(píng)價(jià),用戶(hù)的信用等級(jí)。

4.4.3 空調(diào)負(fù)控管理項(xiàng)目效果評(píng)價(jià)

建立空調(diào)負(fù)控實(shí)施效果評(píng)價(jià)體系,提出負(fù)控實(shí)施效果影響進(jìn)行指標(biāo)分級(jí),利用實(shí)施效果對(duì)電網(wǎng)、企業(yè)、用戶(hù)、社會(huì)等各方影響進(jìn)行指標(biāo)分類(lèi),最終通過(guò)經(jīng)濟(jì)性、效果指標(biāo)構(gòu)建項(xiàng)目實(shí)施效果評(píng)價(jià)。

5 家庭空調(diào)負(fù)荷管理影響

針對(duì)目前空調(diào)負(fù)荷的管理方法,政府和電網(wǎng)企業(yè)要進(jìn)一步開(kāi)展空調(diào)負(fù)荷管理研究工作和相關(guān)政策的制定。

5.1 在分析電價(jià)政策對(duì)用戶(hù)群體用電行為產(chǎn)生影響方面

在現(xiàn)有的電價(jià)政策對(duì)用戶(hù)群體用電行為產(chǎn)生的影響的基礎(chǔ)上,利用空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷特性、電價(jià)類(lèi)型、用電性質(zhì),對(duì)空調(diào)使用用戶(hù)群體進(jìn)行劃分,建立尖峰電價(jià)、分時(shí)電價(jià)對(duì)用戶(hù)群體行為影響的量化評(píng)估方法,在此基礎(chǔ)上,分析對(duì)不同用戶(hù)群體評(píng)估峰時(shí)空調(diào)用電的價(jià)格彈性,由此掌握電價(jià)對(duì)空調(diào)負(fù)荷的影響機(jī)理。構(gòu)建綜合反映用戶(hù)行為(如空調(diào)房間使用率、空調(diào)使用習(xí)慣等)和環(huán)境影響的空調(diào)負(fù)荷模型,由此掌握環(huán)境對(duì)空調(diào)負(fù)荷的影響機(jī)理。

5.2 在制定空調(diào)負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)峰的配套政策及激勵(lì)機(jī)制方面

促進(jìn)用戶(hù)參與空調(diào)負(fù)荷調(diào)峰的多種合約形式,從提前通知時(shí)間、負(fù)控響應(yīng)強(qiáng)制性、負(fù)控頻率等角度探討多種組合方式,分析不同合約形式在激勵(lì)效果上的差異,提煉出能有效促進(jìn)用戶(hù)參與空調(diào)負(fù)荷調(diào)峰的若干合約形式。開(kāi)展用戶(hù)參與空調(diào)負(fù)荷調(diào)峰的定價(jià)方法研究工作,針對(duì)多種合約類(lèi)型,提出公平合理、且有利于促進(jìn)用戶(hù)參與空調(diào)負(fù)荷調(diào)峰的補(bǔ)償價(jià)格的定價(jià)原則和定價(jià)方法,以實(shí)際地區(qū)為例實(shí)施補(bǔ)償價(jià)的測(cè)算分析。開(kāi)展空調(diào)負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)峰的配套政策研究工作,分析目前的尖峰電價(jià)、分時(shí)電價(jià)在價(jià)格水平和執(zhí)行時(shí)段上的合理性,鼓勵(lì)空調(diào)負(fù)荷控制裝置、能效監(jiān)測(cè)平臺(tái)的配套激勵(lì)機(jī)制和研究其他有助于吸引用戶(hù)參與調(diào)峰的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策性激勵(lì)機(jī)制。

5.3 在開(kāi)展空調(diào)負(fù)荷響應(yīng)效果評(píng)估及結(jié)算方法方面

提出需求側(cè)調(diào)峰監(jiān)控指標(biāo)和考核辦法,形成對(duì)公共樓宇大規(guī)?？照{(diào)系統(tǒng)在調(diào)峰日的基礎(chǔ)負(fù)荷和調(diào)峰貢獻(xiàn)值提出量化評(píng)估方法,根據(jù)調(diào)峰考核結(jié)果和削峰效果,對(duì)居民空調(diào)負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)峰提出綜合評(píng)價(jià)方法。針對(duì)用戶(hù)、電力公司建立參與/實(shí)施空調(diào)負(fù)荷調(diào)峰項(xiàng)目的成本/效益模型,結(jié)合市場(chǎng)化運(yùn)行機(jī)制,對(duì)電力公司以及不同用戶(hù)群實(shí)施/參與空調(diào)負(fù)荷調(diào)峰所能獲得的經(jīng)濟(jì)效益做測(cè)算,實(shí)現(xiàn)居民空調(diào)負(fù)荷管理的效益評(píng)估和項(xiàng)目評(píng)價(jià)方法。

對(duì)比論證一次性補(bǔ)償、按日/月、按冷噸、按調(diào)峰量補(bǔ)償?shù)榷喾N結(jié)算方式,按實(shí)際響應(yīng)效果得出對(duì)居民空調(diào)參與調(diào)峰的最佳結(jié)算方式;針對(duì)不同合同類(lèi)型,研究依據(jù)響應(yīng)效果的結(jié)算方法;同時(shí)開(kāi)展用戶(hù)在執(zhí)行調(diào)峰合約中可具有的自由度研究,論證結(jié)算時(shí)考慮違約懲罰的必要性,研究合理的違約懲罰機(jī)制。

5.4 在居民空調(diào)負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)峰的典型運(yùn)行模式方面

研究聯(lián)合調(diào)峰運(yùn)作等模式,對(duì)大城市采用市調(diào)-地調(diào)兩級(jí)調(diào)度的情況,提出兩級(jí)調(diào)度部門(mén)在計(jì)劃和調(diào)度供、需兩側(cè)調(diào)峰資源上的協(xié)調(diào)運(yùn)作機(jī)制,同時(shí)研究供需兩側(cè)聯(lián)合調(diào)峰中調(diào)度部門(mén)與營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)之間的協(xié)同模式。

組織機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì):針對(duì)上一步論證所得的典型運(yùn)作模式,明確各環(huán)節(jié)工作的負(fù)責(zé)部門(mén),明確各部門(mén)的職責(zé)范圍和各部門(mén)之間的信息傳遞流程。

規(guī)范化業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)從申請(qǐng)、受理、簽訂合約到調(diào)控、結(jié)算的一整套業(yè)務(wù)規(guī)程,對(duì)國(guó)網(wǎng)SG186系統(tǒng)營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)進(jìn)行擴(kuò)充。

典型運(yùn)行場(chǎng)景設(shè)計(jì):針對(duì)不同城市規(guī)模和不同地區(qū)的氣候特點(diǎn),提出電力公司組織空調(diào)負(fù)荷調(diào)峰項(xiàng)目的若干典型運(yùn)行模式。

5.5 在居民空調(diào)大規(guī)模參與電網(wǎng)調(diào)峰的商業(yè)化應(yīng)用推廣模式方面

以電網(wǎng)公司為主導(dǎo)單位對(duì)比論證分期付款、有償租賃、免費(fèi)租賃等配置方式,推廣安裝節(jié)能電器補(bǔ)貼、負(fù)控措施補(bǔ)貼等一系列手段,結(jié)合電力公司實(shí)施相關(guān)項(xiàng)目的成本回收和效益分享機(jī)制。同時(shí)考慮合同能源管理在空調(diào)負(fù)荷調(diào)峰中的應(yīng)用推廣,適時(shí)引入合同能源管理機(jī)制,厘清節(jié)能服務(wù)公司在相關(guān)項(xiàng)目中的職責(zé)和效益分享機(jī)制,并將合同能源管理模式與電力公司主導(dǎo)模式進(jìn)行對(duì)比。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)空調(diào)負(fù)控潛力十分巨大,據(jù)預(yù)測(cè),根據(jù)歷史調(diào)控?cái)?shù)據(jù)測(cè)算,在電網(wǎng)負(fù)荷過(guò)高情況下,對(duì)空調(diào)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)控,中央空調(diào)負(fù)荷將下降3%,居民空調(diào)負(fù)荷將下降5%。2014年北京用電最大負(fù)荷為1980萬(wàn)kW,預(yù)計(jì)到2020年用電高峰負(fù)荷為3965萬(wàn)kW,其中空調(diào)用電負(fù)荷約占電網(wǎng)總負(fù)荷40%,商業(yè)空調(diào)約占空調(diào)總負(fù)荷70%,居民空調(diào)約占空調(diào)總負(fù)荷30%。通過(guò)以上數(shù)據(jù)測(cè)算,預(yù)計(jì)2020年商業(yè)空調(diào)可有效減少33.3萬(wàn)kW高峰負(fù)荷,居民空調(diào)可有效減少23.8萬(wàn)kW高峰負(fù)荷,合計(jì)減少57.1萬(wàn)kW高峰負(fù)荷,相當(dāng)于節(jié)省9.8萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤,減少7.4萬(wàn)噸碳粉塵的產(chǎn)生,減少27萬(wàn)噸二氧化碳、0.81萬(wàn)噸二氧化硫的排放。

Intelligent power system construction must rely on strong and smart grid and modern management concepts, the use of intelligent measurement,control and efficient, high-speed communications,energy storage and other technologies to achieve energy grid and user flow,information flow, real-time interactive traffic,build broad participation of users the new model for electricity through smart power technology,demand-side management is the use of the family home energy management systems,home gateways, intelligent sockets and other smart power technology,combined with air-conditioning load regulation on domestic demand side response,it is possible to improve power supply efficiency,optimize the power consumption,in the case of electricity to accomplish the same functions to reduce power consumption and power demand,thus ease the power peak pressure,reduce costs for electricity,and thus meet the electricity needs of the rapid development of China's economy and society,to achieve scientific use electricity and energy conservation purposes,promote resource-saving society.

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