智能用電措施的成本效益分析

王哲 李天真 陳險(xiǎn)寧 劉玉 張艷

摘要：在目前節(jié)能減排的背景下，我國(guó)電源（特別是火力發(fā)電機(jī)組）朝著大容量、超臨界參數(shù)的方向發(fā)展著。為了更大范圍地實(shí)現(xiàn)電力能源資源的優(yōu)化配置，單純依靠供方能力建設(shè)來(lái)實(shí)現(xiàn)供需平衡，已不能滿(mǎn)足資源節(jié)約型社會(huì)發(fā)展的需要。需求側(cè)資源與供應(yīng)側(cè)資源相比，其響應(yīng)速度快、成本低、零排放等優(yōu)點(diǎn)，決定了在滿(mǎn)足同樣的供電可靠性水平下，利用智能用電技術(shù)開(kāi)發(fā)需求側(cè)資源來(lái)替代供電成本較高的部分供應(yīng)側(cè)資源，可以降低總的系統(tǒng)供電成本，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，同時(shí)可以間接減輕環(huán)境污染，促進(jìn)低碳電力系統(tǒng)的建設(shè)。

關(guān)鍵詞：智能用電；措施；成本效益

1實(shí)施主體

1.1調(diào)度機(jī)構(gòu)

作為一個(gè)系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)，需要從發(fā)電公司以及需求側(cè)管理機(jī)構(gòu)獲取一系列的輔助服務(wù)，以保證系統(tǒng)1天中的供求平衡。為了提供這些服務(wù)，需求側(cè)管理機(jī)構(gòu)必須在1年中的一些時(shí)間段采取一定的措施來(lái)降低用電需求。這些輔助服務(wù)包括短期運(yùn)行備用及系統(tǒng)頻率響應(yīng)等輔助服務(wù)。

1.2用戶(hù)

針對(duì)工業(yè)用戶(hù)跟商業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，尤其是大用戶(hù)，其能把降低自身用電需求對(duì)應(yīng)能力用到電力市場(chǎng)中進(jìn)行交易或是基于雙邊合同模式實(shí)施交易行為，在全球，除英國(guó)以外的部分國(guó)家電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，包括大用戶(hù)在內(nèi)的用戶(hù)會(huì)積極參與到市場(chǎng)交易獲得電力，整個(gè)進(jìn)程透明且公開(kāi)，可以這樣說(shuō)，用戶(hù)自身用電需求的降低能跟供電商自身電能的出售處于相同標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)下進(jìn)行交易及競(jìng)爭(zhēng)。

1.3供電商

供電商可發(fā)出價(jià)格信號(hào)，促使用戶(hù)降低其用電需求，常見(jiàn)的價(jià)格信號(hào)為分時(shí)電價(jià)與多階段可中斷負(fù)荷電價(jià)。供電商可以通過(guò)事先確定好1天中不同時(shí)段的用電價(jià)格，通常是將1天分成峰谷2個(gè)時(shí)段，或者峰谷平3個(gè)時(shí)段，或者分得更詳細(xì)一些，通過(guò)價(jià)格激勵(lì)來(lái)引導(dǎo)用戶(hù)優(yōu)化用電策略，科學(xué)用電。多時(shí)段可中斷負(fù)荷電價(jià)的實(shí)施主體也是供電商，同樣依據(jù)價(jià)格促使用戶(hù)降低用電需求，緩解系統(tǒng)供求平衡的壓力，提高系統(tǒng)供電可靠性水平。

2效益分析

從圖1可知，電費(fèi)支出這項(xiàng)指標(biāo)可針對(duì)用戶(hù)在智能用電措施應(yīng)用之后所產(chǎn)生財(cái)務(wù)效益展開(kāi)衡量，其能基于措施實(shí)施前后電費(fèi)支出情況進(jìn)行展現(xiàn)；用戶(hù)平均停電時(shí)間主要指的是用戶(hù)處于統(tǒng)計(jì)階段時(shí)相關(guān)的平均停電小時(shí)數(shù)，其可作為用戶(hù)側(cè)實(shí)現(xiàn)供電可靠性反映的關(guān)鍵指標(biāo)；購(gòu)電成本可就智能用電措施應(yīng)用之后供電側(cè)經(jīng)濟(jì)效益所受影響進(jìn)行衡量，通過(guò)供電側(cè)所減少的峰荷供電量進(jìn)行體現(xiàn)，即表現(xiàn)為供電側(cè)購(gòu)電成本的不斷減少；供電可靠率指的是在統(tǒng)計(jì)階段內(nèi)的用戶(hù)有效供電時(shí)間總小時(shí)數(shù)跟統(tǒng)計(jì)期間小時(shí)數(shù)的比值，該指標(biāo)能夠針對(duì)供電側(cè)供電可靠性進(jìn)行合理反映；新建機(jī)組成本，其是在綜合考慮發(fā)電容量限制條件下的發(fā)電側(cè)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)，能夠通過(guò)用戶(hù)在措施應(yīng)用造成發(fā)電側(cè)發(fā)生減少的發(fā)電容量進(jìn)行展現(xiàn)，主要表現(xiàn)是發(fā)電側(cè)發(fā)電成本的優(yōu)化降低；超負(fù)荷運(yùn)行比率，通常，如果機(jī)組超負(fù)荷運(yùn)行比例愈大則發(fā)電系統(tǒng)越容易出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象，直接影響著系統(tǒng)可靠供電，所以在此合理選擇機(jī)組超負(fù)荷運(yùn)行比率指標(biāo)，針對(duì)用戶(hù)措施應(yīng)用后發(fā)電側(cè)所獲取的可靠性效益實(shí)施衡量。綜上，如果系統(tǒng)需實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)供求平衡，要使用智能用電措施針對(duì)實(shí)際用電需求展開(kāi)調(diào)整，能在完成直接經(jīng)濟(jì)效益獲取的同時(shí)，形成間接意義上的可靠性效益，使得用戶(hù)真正可以分享到最為直接的經(jīng)濟(jì)效益，通過(guò)措施應(yīng)用做出負(fù)荷調(diào)節(jié)行為，影響發(fā)電容量與供電量，旨在讓發(fā)電側(cè)以及供電側(cè)獲得一定可靠性及經(jīng)濟(jì)性等效益。研究發(fā)電側(cè)效益指標(biāo)可知，在某個(gè)頂供電可靠水平基礎(chǔ)上，進(jìn)行智能用電措施的優(yōu)化使用，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)針對(duì)新增發(fā)電容量投資需求的合理控制與不斷減少，基于機(jī)組超負(fù)荷運(yùn)行比例的有效降低，增強(qiáng)系統(tǒng)供電穩(wěn)定可靠性。所以通過(guò)智能用電措施應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可靠性強(qiáng)化，特別是系統(tǒng)備用發(fā)電容量相對(duì)缺乏時(shí)。

3成本分析

智能用電措施的實(shí)施可以取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益與可靠性效益，但是這些措施的實(shí)施也需要成本支出，這些成本既包括實(shí)施智能用電措施的先期成本，也包括實(shí)施過(guò)程中的成本，既包含用戶(hù)與供電側(cè)的參與成本，也包含智能用電措施的系統(tǒng)成本，在此從用戶(hù)以及供電側(cè)2個(gè)方面對(duì)智能用電措施的實(shí)施成本進(jìn)行分析。用戶(hù)側(cè)采用智能用電措施的成本主要為參與成本，即相應(yīng)的設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用及安裝費(fèi)用，對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)主要指智能電表以及控制器等器具的購(gòu)置及安裝費(fèi)用。供電側(cè)實(shí)施智能用電措施的成本不僅包括參與成本，還包括系統(tǒng)成本，其參與成本為相應(yīng)的通信設(shè)備購(gòu)置及安裝費(fèi)用，系統(tǒng)成本主要包括：管理費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)成本及控制中心建設(shè)安裝費(fèi)用等，包括為改變電費(fèi)結(jié)構(gòu)所做工作發(fā)生的成本。

4實(shí)施條件

雖然智能用電措施實(shí)施可以催生多元化效益，然而其實(shí)施應(yīng)具備相應(yīng)條件。在整個(gè)市場(chǎng)中，基于合適的渠道方式針對(duì)系統(tǒng)所出現(xiàn)的供電緊張狀況進(jìn)行反映，同時(shí)體現(xiàn)出這個(gè)時(shí)期智能用電措施應(yīng)用時(shí)對(duì)于供電緊張起到良好緩解作用的信號(hào)；推廣普及使用智能電表可謂是智能用電措施實(shí)施的關(guān)鍵基礎(chǔ)，因?yàn)橹悄茈姳砜赏瓿蓪?duì)信息的全面采集，基于這些信息向用戶(hù)高質(zhì)應(yīng)該怎樣正確實(shí)現(xiàn)自身用電負(fù)荷的降低，使之獲取相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)回報(bào)數(shù)值，指導(dǎo)用戶(hù)優(yōu)化轉(zhuǎn)變用電模式，做到科學(xué)用電；盡可能進(jìn)行適合各種類(lèi)型用戶(hù)的相關(guān)智能用電措施的優(yōu)化開(kāi)發(fā)，在此注意必須明確實(shí)施細(xì)則，注重應(yīng)用成效的優(yōu)質(zhì)獲取，部分類(lèi)別用戶(hù)應(yīng)為自身經(jīng)用模式或生活狀態(tài)所產(chǎn)生的用電需求彈性相對(duì)較差，未能符合系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)提出的具體要求，并不能滿(mǎn)足轉(zhuǎn)移用電需求，所以部分分時(shí)電價(jià)機(jī)制在此類(lèi)用戶(hù)中適用性較差，則需采用更為有效的措施達(dá)到強(qiáng)化其反應(yīng)能力的目的。

5結(jié)語(yǔ)

總之，基于智能用電措施運(yùn)用針對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，能充分凸顯出保障系統(tǒng)供電可靠性需求，為滿(mǎn)足未來(lái)低碳環(huán)保發(fā)展要求，電力系統(tǒng)愈發(fā)需要基于智能用電措施實(shí)施，實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生能源的間斷性發(fā)電出力，對(duì)系統(tǒng)造成的供求不平衡的影響有效緩解，應(yīng)用意義十分深遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇浩益，李如琦.智能電網(wǎng)框架下的DSM成本效益分析模型[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012，（14）.

[2]曾鳴，田廓.智能用電措施的成本效益分析[J].能源技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2011，（1）.

（作者單位：國(guó)網(wǎng)葫蘆島供電公司）