培训教材 电力需求侧管理14.docx

第十四章 电力需求侧管理
学习的主要内容
1、了解电力需求侧管理发展概况；
2、理解电力需求侧管理的基本概念，电力需求侧管理项目规划和实施；
3、掌握电力需求侧管理的技术方法；
4、熟练掌握电力需求侧管理的技术方法中的负荷管理技术。

电力需求侧管理20世纪70年代初起源于美国，20世纪90年代初引入我国。随着经济增长速度加快，电力需求增长速度也相应加快。我国电力供需市场环境和社会用电特性发生了很大变化，用电的峰谷差明显增大，电力供需之间矛盾加大。
我国政府十分重视近年来已经出现的电力供需矛盾。2004年，胡锦涛总书记在华东电网公司考察时要求：要加强电力需求侧管理，合理用电、有序供电，优先保证居民用电和重要用户的用电，确保电网安全运行。2008年，国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议研究部署煤电油运工作中提出：重点要做好加强电力需求侧管理工作。
电力需求侧管理是一项通过政策的引导，调动发电企业、电网企业和电力用户的积极性，共同参与，共享受益，最大限度地实现全社会的资源优化配置和环境保护，取得最好的社会效益的系统工程，是合理配置能源资源、节约能源、缓解电力供需紧张形势的有效手段。
在目前电力供需之间矛盾加剧的形势下，加快实施电力需求侧管理是资源节约的需要，环境保护的需要和可持续发展的需要。
第一节 电力需求侧管理概述
一、电力需求侧管理的概念（理解）
（一）定义
电力需求侧管理(Demand Side Management, 简称DSM)，是指通过提高终端用电效率和用电方式，在完成同样用电功能的同时减少电量消耗和电力需求，达到节约能源和保护环境，实现低成本电力服务所进行的用电管理活动。
需求侧管理和综合资源规划是国际上流行的一种先进的资源管理技术和规划方法。综合资源规划(Integrated Resources Plan，简称IRP)是将供应方和需求方各种形式的资源作为一个整体进行的资源规划。电力需求侧管理就是来自综合资源规划的基本思路，是综合资源规划方法在电力资源规划上的运用，是电力资源规划的主要内容，即除电力供应方资源外，把实施电力需求侧管理提高用电效率，减少电量消耗以及改变用电方式而降低的电力需求视为一种资源同时参与电力规划。
（二）特点
电力需求侧管理是国家通过政策措施引导用户高峰时少用电，低谷时多用电，提高供电效率、优化用电方式的办法，在完成同样用电功能的情况下减少电量消耗和电力需求，从而缓解缺电压力，降低供电成本和用电成本，使供电和用电双方得到实惠。
它改变了过去单纯以增加能源供给来满足日益增加的需求的做法，将提高需求方的能源利用率而节约的资源，统一作为一种替代资源。其中一个重要思想就是主张将资金投入能耗终端的节能（需求侧），其所产生的效益要远高于将资金投资在生产更多能源上的效益。如蓄冷空调能够在用电低谷时将冷量蓄存下来，待到用电高峰时使用(即将用电高峰时的负荷移到了用电低谷)，从而具有平衡负荷，优化用能结构的优点。从传统节能的观点上看，在制造单位冷量上，蓄冷空调的效率不比普通空调的制冷效率高，蓄冷空调通常采用的冷蓄冷系统其制冷循环的蒸发温度比普通空调所采用的蒸发温度低，其循环的效率因而较低，所以它也是一种“耗能”技术。这却恰恰反映了DSM的思想：因为用蓄冷空调的办法将1kW用电高峰的电耗移到低谷去所需要的投资远远少于建一座30万kW的火力发电厂1kW需要的投资。
二、电力需求侧管理的供应方资源与需求方资源
为便于规划和运营管理，必须划清供需双方的资源。供需双方资源的界定和划分，是以用户计费电能表为界限。计费电表以上为供应方，以下为需求方。
（一）供应方的资源，主要包括三种：
1. 各种类型的电厂；
2. 外购电；
3. 电力系统节约的电力和电量。
（二）需求方资源是指终端用电领域的节电资源，需求方资源指的是用户潜在的节电资源，大体上包括：（7种）
1. 提高照明、空调、电动机、电热等设备用电效率所节约的电力和电量；
2. 蓄冷、蓄热、蓄电等改变用电方式所节约的电力；
3. 能源替代、余能回收减少和节约的电力和电量；
4. 合同约定可中断负荷所节约的电力和电量；
5. 建筑物保温等完善用电环境条件所节约的电力和电量；
6. 用户改变消费行为减少用电所节约的电力和电量；
7. 自备电厂参与调度后电网减供的电力和电量。
需求方资源的类型繁多，情况比较复杂，对DSM项目要具体鉴别，通常选择那些规划期内可实施的项目。
三、电力需求侧管理的基本观点（节电）
（一）电力需求侧管理改变了传统的资源观念，把节电作为资源与供电资源置于同等地位参与规划，目的是最经济、有效地利用电力资源。
（二）电力需求侧管理改变了传统的规划模式，把综合经济效益置于突出地位，以成本效益为准则，以社会效益为主要评价标准，协调供、需双方的贡献和利益，达到改善社会整体环境的目的。
（三）电力需求侧管理把终端节电的实施作为一个重要的规划领域，把节电的落脚点放置在终端的具体用能技术设备上，关注的是具体的节能节电活动，防止规划与实施脱节的倾向。
四、电力需求侧管理的内容
用户电能的需求包括电力和电量。电力是指用电能力，一般用千瓦（kW）表示；电量是指用电数量，一般用千瓦时（kWh）表示。电力系统要具备相适应的发供电能力和发供电量，才能满足联入电网各类用户的用电需求，它需要有足够的装机容量来供应电力和持续不断地把燃料等一次能源转换为供应电量。电力需求侧管理目标主要集中在终端用户电力和电量节约上。
电力需求侧管理包括负荷管理和能效管理两个部分：
（一）负荷管理------强调节约电力
通过负荷整形技术改善用户的用电方式，降低电网的最大负荷，取得节约电力、减少电力系统装机容量的效益。节约电力通常还会同时带来节约电量的效益，但它并不强调一定要带来节约电量的效益，而且有些移峰填谷技术还要多耗电量。
（二）能效管理------强调节约电量
通过用户采用先进技术和高效设备，实行科学管理，提高终端用电效率减少电量消耗，取得节约电量效益和减少污染排放的效益。其中，峰荷期间运行的节电设备还可降低电网最大负荷，同时获得节约电力减少系统装机容量的效益，但它并不强调一定要带来这一方面的效益。
因此，电力需求侧管理的节电资源既包括节约电量，也包括节约电力，有时在节电资源的评价中要考虑一种节电资源可能产生的双重节电效应。
一般来讲，只要成本有效的节电资源，无论是电力还是电量都不应该放弃对它们发掘的机会。实际上，在新建电厂造价昂贵、峰期供电紧张、负荷峰谷差较大的电网，往往把节约电力置于首要地位；在装机容量比较富裕、发电燃料比较昂贵、环境约束比较苛刻的电网，更重视节约电量。
☆电力需求侧管理中用户电能需求包括电力和（ ）
电能 电荷 电流 电量
五、电力需求侧管理的实施环境
电力需求侧管理的开展，离不开政府、电力公司、用户和中介服务部门等各方的作用。在实施电力需求侧管理过程中，政府发挥主导作用，电力部门发挥主体作用，电力需求侧管理强调社会、电力部门和用户三赢，都要获得效益；电力部门与用户是伙伴关系，双方地位平等。如图14.1-1。
（一）政府的作用
开展电力需求侧管理需要法制和政府的支撑，它是一个社会行为，只有在宏观调控指导下充分发挥市场调节的基础作用，才能获得最佳经济效益。这就需要政府发挥主导作用，在法制和政策等方面采取强有力手段。[差别性、惩罚性电价、预警调控、停电、限电、居民阶梯电价等措施]（见附页）
政府要将实施电力需求侧管理纳入法制轨道并建立相应的体制保障。在节电领域实行以激励为主的政策，在财政、税收、价格等方面制定激励性条款。对各方在节电效益的分配上进行协调并在实施中进行监督指导。
（二）电力公司的作用
电力公司是电力需求侧管理的主体，与电源开发和供电一样纳入日常运营活动。
1. 电力公司明确地把节电列入工作范围
图14.1-1 电力需求侧管理实施环境图

电力公司一方面要实施电源开发规划，投资于开发销售电力；另一方面要实施电力需求侧管理计划，投资于节电销售效率。
2. 鼓励电力公司承担实施需求侧管理计划
凡是电力公司投资于终端节电，应与供电一样以同等利润计入电费。作为对电力公司的激励措施，实施电力需求侧管理的投资回报率应允许略高于投资电源开发的回报率。这不会使电价提高，因节电成本远低于新增供电成本。
3. 政策上要允许电力公司以激励手段推动电力需求侧管理规划的实施
激励是电力需求侧管理对用户节电响应能力最主要的手段。激励手段主要以下几种:
（1）制订多种可供选择的电价。如峰谷电价、容量电价、季节性电价、可中断负荷电价、阶梯电价、尖峰电价等；
（2）采用节电技术设备的折让销售、节电设备的免费安装、节电设备租赁、节电招标等；
（3）提供低息无息节电贷款、节电效益还贷、节电特别奖励等手段。
（三）中介机构的作用
中介机构如能源管理服务公司，可向用户提供有关电力需求侧管理内容的各种形式的中介服务，协助政府和配合电力公司实施电力需求侧管理计划。中介服务包括能源审计、节能诊断、筹集节能基金、节能设计、安装和操作培训到获得节能节电收益的一条龙服务。
（四）电力用户的作用
电力用户是终端节能节电的主体，只有用户的积极参与才能提高终端用电效率，移峰填谷减少发电装机容量，从而既减少了包括发电和输配电在内的电力建设投资，降低了供电成本，又减少了与其相关的燃料开采、运输投资以及环保费用。所以用户是节能节电整体增益的贡献者。因此要根据政府的决策和电力公司的经营策略来达到调动用户节电的积极性、主动性，使其也能从中得益的目的。
☆【汇总：电力需求侧管理的作用：1.改善电网的负荷特性 2.降低电力客户的用电成本3.减少电源建设和电网建设的投入】
六、电力需求侧管理的效益分析（4种效益）
开展电力需求侧管理不仅能给各方带来直接的经济效益，而且节能、环保等社会效益更为突出。
（一）社会效益
提高用电效率，减少电能总量消耗，节约一次能源，减少污染物排放；降低高峰负荷增长，缓建或少建电厂，减少电力建设投资，平抑电价，对保障我国经济社会可持续发展意义重大。特别是在电力供应紧张时期，开展电力需求侧管理有助于缓解电力供需矛盾，稳定社会用电秩序，保障社会经济的正常运转。
（二）电力用户效益
合理减少用户电力消费和电费支出，降低用户的生产经营成本，提高用户能效和产品的竞争力。
（三）供电企业效益
削减高峰时段电网调峰的压力，改善电网负荷特性，从而提高电力系统的安全稳定与经济性，提高供电的可靠性及服务水平。特别是在电力供需形势紧张的情况下，它可以大大缓解拉闸限电的压力。
（四）发电企业效益
提高发电设备利用率，缓解发电机组调峰压力，减少发电机组启停频率，降低发电煤耗及生产成本，提高发电企业的竞争力。
由电力需求侧管理采取的节电措施，只有在社会、电力公司、用户等各方收益大于成本时，才能被接受和实施。
七、电力需求侧管理的措施 （5种措施）
（一）法律措施
法律措施是电力需求侧管理健康发展的保障。从世界范围来看，电力需求侧管理开展较好的国家都有严格的法律、法规，如美国先后出台《国家能源政策法》及《公共事业管理政策法》等法律、法规，制定了大量强制性能效标准，对电力公司与电力用户提出了许多明确、具体的法律要求，为电力需求侧管理的开展提供了强有力的保障。我国近年也出台了一系列政策推动电力需求侧管理的发展。
（二）经济措施
经济措施是电力需求侧管理最主要的激励措施。最常用的是通过实施峰谷分时电价、季节性电价、可中断电价等电价政策，引导用户尽可能在低谷时段用电，合理避开高峰时段用电。此外，我国出台了如 《节能节水专用设备企业所得税优惠目录》，对用户购置节电设备给予税收优惠等，吸引用户购买高能效的用电设备。
（峰谷分时电价—根据用户用电需求和电网在不同时段的实际负荷情况，将每天的时间分为高峰、平段、低谷三个时段或高峰、低谷两个时段，对各时段分别制定不同的电价，以鼓励用户和发电企业削峰填谷，提高电力资源的利用效率。
有利于降低电网的运行成本。
季节性电价—根据供电成本、用户用电需求和电网在不同时段的实际负荷情况，确定不同季节的电价。
可中断负荷电价—电力公司与电力用户签订可中断合同的方式，允许电力公司在某个特定的时期（如负荷高峰或紧急状态），根据合同规定的权限范围中断或削减部分的用户负荷，同时给予用户一定的缺电补偿，可以有效降低电网高峰时的用电负荷，缓解用电高峰期的供电紧张状况。
差别电价—对允许类和鼓励类企业用电执行正常电价，对限制类、淘汰类企业用电适当提高电价。）
分时电价表
电价时位
时间
电价（元/kWh）
尖峰时段
10:30~11:30、19:00~21:00
0.99

峰时段
8:30~10:30、18:00~19:00
21:00~23:00

0.93
平时段
11:30~18:00、7:00~8:30
0.583
谷时段
23:00~7:00
0.233
☆下列属于电力需求侧管理的价格手段是（ ）
举办节能产品展示 峰谷分时电价 节电效益返还 蓄冷蓄热技术
（三）技术措施
技术措施是实施电力需求侧管理的手段，针对具体对象、生产工艺或生活用电特点，采用技术成熟的先进节电设备来提高终端用电效率，从而节约电量、削减高峰负荷。技术措施又可以分为提高能效与负荷管理两类。如绿色照明、高效电动机、变频调速、无功补偿、节能家电等属于能效技术；负荷管理系统、蓄能空调等属于负荷管理技术。
（四）管理措施
政府是电力需求侧管理的主导者，采取必要的管理措施，可以保证技术、经济措施的有效实施。尤其是当电力供需形势出现大的波动时，管理措施对平衡电力供需的作用更为突出。2002年以来，我国很多电力供需紧张的地方如2008年山东省人民政府办公厅印发了《加强电力需求侧管理开展节约用电有序用电工作的意见》，通过实施有序用电等管理措施，组织用户轮休、调整作业程序等，稳定了社会正常用电秩序，缓解了电力短缺。
（五）引导措施
通过知识普及、信息传播、技术示范、宣传培训等措施，大张旗鼓的宣传树立科学发展观的思路、节能和环保意识、电力需求侧管理的理念，倡导科学用电，提升电力需求侧管理在全社会的认知度，提高用户主动参与电力需求侧管理的积极性，使之成为人人重视并参与的社会行动。
第二节 电力需求侧管理发展概况（了解）
一、国外电力需求侧管理
（一）电力需求侧管理起源与发展
电力需求侧管理源于能源消费量居于首位的美国，它在电力需求侧管理应用和推进方面一直处于世界领先地位，引导电力需求侧管理发展的新潮流。
20世纪70年代爆发的能源危机对电力工业产生了深远的影响，燃料价格的急剧上升以及随之而来的通货膨胀和高利率，建设、投资和运行电厂的成本大大增加，引起了电价的大幅度上扬，电力用户反映强烈，纷纷调整和改变用电方式。两个挑战摆在电力企业的面前，即工程成本和用户的需要，美国能源界意识到单纯依靠能源供应很难满足不断增长的能源需求，还应该考虑电力需求侧的节约。电力需求侧管理正是适应这一变化而兴起的新的能源管理方法。这期间，美国建立了同时将供应方和需求方两种资源，作为一个整体进行综合资源规划的新理念，对供电方案和节电方案进行技术筛选和成本效益分析，形成综合规划方案。
第二次石油危机爆发后，更多国家开始重视电力需求侧管理的研究和应用，越来越多国家的政府和社会团体，以及国际能源、环保、金融、基金等有关组织机构，都非常关注电力需求侧管理的研究和应用。这些国家和地区陆续制定了一系列相应的法规、标准和政策，鼓励节能研究和开发高效节能产品，强化民众的节能环保意识，大力培育能效市场。特别是积极研究更适应市场经济发展要求的资源配置方法和管理方式的长效机制，使它能在日常持续运作的轨道上发挥作用。对发展中国家的电力需求侧管理示范项目给予了大力支持和资助，开办各种形式的培训班，多次召开世界性和地区性的研讨会，不断丰富它的实践经验，完善它的运作机制，大力推进国际合作，使它对全球的节能环保做出更大贡献。
目前电力需求侧管理已逐渐扩散到加拿大、欧盟、日本、巴西等三十几个国家和地区，这些国家已经成功地应用了电力需求侧管理，使得用户节约的能源增加，电厂建设投资减少，电网运行的经济性、可靠性得到改善，电价涨幅得到控制，用户电费支出得到降低，能源资源得到节约，环境质量得到改善。
（二）部分国家电力需求侧管理取得的成效
1. 美国
1973年，阿拉伯石油危机爆发以来，采取提高能源效率的措施为美国经济增长做出了巨大贡献。2000年，美国人均一次能源消费与1973年几乎一样，而同一时期的人均国内生产总值却增长了74%。1973年以来，美国通过节约获得的新能源是国内能源供应增长量的4倍。
20世纪80年代后期，美国实施了1300多个电力需求侧管理项目，削减峰荷0.4%～1.4%，负荷增长率减少了20%～40%。 1985-1995年间，500多个电力公司引入电力需求侧管理项目，削减峰荷2900万kW。到20世纪90年代中期，美国电力公司在电力需求侧管理方面的投资逐年递增，1990年的9亿美元增长到1994年的27亿美元，占售电收入的比重从0.7%增长到1%。即使在由于电力行业重组带来的不确定性而导致电力需求侧管理项目大幅度下滑的1999年，美国用于提高能源效率项目的支出仍达14亿美元，2000年用于电力需求侧管理项目的费用提高到15.64亿美元，其主要来源是系统效益收费。2002年，美国投入16.3亿美元用于需求侧管理，节电541亿kWh，削减高峰负荷2293.6万kW。
加州是美国电力需求侧管理开展得较好的地区。2001年该州严重的能源危机导致供电中断和趸售电价飞涨，但由于采取了一系列电力需求侧管理措施，使2001年总用电量比2000年减少了6.7%，而经济仍保持增长。1999年，加州通过提高能源效率和能效标准已经转移了1000万kW的峰荷。2001年加州大大增加了电力需求侧管理项目的投资，达到4.8亿美元，比2000年增加了50%以上。该州还将有关系统效益收费的法律期限延长到2012年，这笔费用可使能源效率、可再生能源及其技术的投资增加50亿美元。
2. 澳大利亚
澳大利亚电力的一半以上来源于本国便宜的煤炭，电力大量被用于冶炼铝和其他冶金行业。由于电价低，能源强度较高而能源效率较低。除了政府推行的电力需求侧管理项目，澳大利亚最大的州——新南威尔士州已经引进了一些促进电力需求侧管理的机制，包括引进供电和配电执照。得到执照者被要求必须开展和实施电力需求侧管理与环保战略。
3．日本
日本的电力52%依赖于化石燃料，40%依赖于核能。目前，日本政府主要关注降低成本和全球变暖问题。日本电价在经济合作与发展组织国家中位居第一，比第二位高出20%。政府正努力降低电价，移峰和负荷管理活动被视为基础。电力企业的部分收入用于提供提高能源效率咨询服务、租借设备、为购买高效设备提供补贴等。这些活动的目的是改善负荷特性，提高电力企业的公共形象。
东京电力公司依靠政府，采取经济技术、行政法规等有效手段及选定的运作方式，鼓励电力需求侧采取各种有效的节电技术来改变需求方式，转移高峰负荷和节约能源。1995年实现转移高峰负荷310万kW，占其全网负荷的5%，到2000年通过电力需求侧管理实现转移负荷395万kW。
4. 加拿大
加拿大通过实施电力需求侧管理削减高峰负荷近170万kW。其主要措施是：对工业用户进行电力需求侧管理的信息支持和金融鼓励。如安大略电力公司对每移峰1kW的项目，一次性补助400加元／年；对商业用户主要采用照明节电工程，电力公司对采用节能型灯管给予补助；对居民用电主要是协助政府制定建房节能标准，并要求对照明用电采用同商业用户一样的鼓励标准；制定明确的节能计划、行动计划，提高全员节能意识，健全节能组织与机构等。
二、我国电力需求侧管理的发展
（一）概况
20世纪90年代初，电力需求侧管理引入到我国。我国电力需求侧管理工作是在社会主义市场经济条件下形成和发展的一项特殊用电管理技术，并通过市场机制发挥调节作用。我国政府有关部门、电力企业、研发机构、电力用户、中介组织、社会团体和有关单位基于节约能源的目的自觉地开展电力需求侧管理工作，已做了大量的前期研发、试点示范工作，取得了可喜的成效。
1. 培训与研讨
培训包括国内培训和国外培训，以国内培训为主，1991～1995年，我国举办了多次由国际、国内专家联合主讲的有关电力需求侧管理知识的培训、研讨班，国外培训主要是在美国、加拿大和欧盟。
为推动电力需求侧管理项目的宣传、交流和培训，国家电力公司于1998年组建了电力需求侧指导中心，1999年出版了电力需求侧管理杂志。
2. 试点研究和工程示范
1996～2008年，全国开展了多种电力需求侧管理试点研究和示范项目。
（1）1997～1998年由原国家计委组织在胜利和大庆油田企业电网开展的电力需求侧管理试点研究和工程示范项目，重点是电力拖动和绿色照明的终端节电。
（2）2002～2005年由国家发改委主导，联合国开发计划署（UNDP）和全球环境基金（GEF）支持的中国绿色照明工程电力需求侧管理照明节电示范项目，它是首次采用市场为导向、由市场配置节能资源，将60万只高效电光源落实到终端，为市场化运作提供经验。
（3）2002～2005年由江苏省经贸委组织，在美国能源基金会和自然资源保护委员会的支持下，开展的江苏省电力需求侧管理政策研究和编制示范工程项目的战略规划。
（4）2007年广东省政府在亚行支持下，启动了建设“能效电厂”的电力需求侧管理节电工程项目，以便更合理有效的配置能源资源，借以推动节能减排活动的开展。
（5）2008年河北省电力需求侧管理指导中心在美国能源基金会支持下启动了河北省电力需求侧管理中长期规划（2009～2013年）的编制和“能效电厂”市场化运作模式的研究，以期探索和培育一个可持续运作的电力需求侧管理长效机制。
3. 法制建设
随着电力供需紧张，电力需求侧管理得到了国家有关政府部门及部分省级政府关注，出台了很多关于电力需求侧管理的法规、政策，对实施有序用电、提高能效、缓解电力供需矛盾发挥了积极的作用。
（1）2000年原国家经贸委以法规形式将电力需求侧管理纳入《节约用电管理办法》。
（2）2002年原国家经贸委颁布了《关于推进电力需求侧管理工作的指导意见》。
（3）2005年国家电网出台了《关于加强电力需求侧管理的实施办法》。
（4）2006年国家发改委组织制定《电力需求侧管理实施办法》、编制《电力需求侧管理规划》。
（5）2007年《节约能源法》中提出“支持推广电力需求侧管理、合同能源管理、节能自愿协议等节能办法”。
（6）2010年《国家发展改革委关于做好2010年电力运行工作的通知》中明确提出：为进一步推进电力需求侧管理，即将出台《电力需求侧管理办法》。
（二）近年我国电力需求侧管理工作取得的成效
我国开展电力需求侧管理工作以来，在政府的政策引导下，电力企业与用户紧密配合下，积累了许多宝贵的经验，取得了显著的成效。我国电力需求侧管理潜力巨大，据专家预测，通过加强电力需求侧管理，“十一五”期间，中国可累计节约1500亿kWh左右的电量，相当于节约原煤7500万t。
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。全国共装有电力负荷管理系统装置超过30万台，投资规模约250亿元。可监测负荷约1.5亿kW，监测面达到大工业和非普工业的50％，可控制负荷近0.5亿kW，70%以上的电力缺口通过需求侧管理措施解决。从我国近年来的电力持续负荷统计来看，全国95%以上的高峰负荷年累计持续时间只有几十个小时，采用增加调峰发电装机的方法来满足这部分高峰负荷很不经济。如果采用电力需求侧管理的方法削减这部分高峰负荷，则可以缓解电力供需紧张的压力。据统计，2003年全国有19个省市电力短缺，全国缺少装机2400万kW，电力需求侧管理弥补了800万kW，节电90亿kWh。2004年24个省电力短缺，全国缺少装机3000万kW，需求侧管理弥补了1000万kW，节电170亿kWh。2005年20个省市电力短缺，全国缺少装机2500万kW，电力需求侧管理弥补了1200万kW，节电280亿kWh。
第三节 电力需求侧管理的技术方法（掌握）
一、负荷管理技术
负荷管理是电力需求侧管理的重要组成部分，是缓解电力供需矛盾，做好电力供应工作，提高电力使用效率，保障电力系统安全运行的重要举措。其主要目的是改善电网负荷曲线形状，使电力负荷较为均衡地使用，以提高电网运行的经济性和安全性。
电力需求侧管理中的负荷管理主要采用经济手段，按用户用电最大需量收取基本电费，或对峰谷用电时段的用电量按不同电价进行收费，以此来激励用户在低谷段多用电，尽可能避开电网高峰负荷，达到移峰填谷的目的，这种管理手段称为间接控制。供电企业与用户协商，在高峰用电时段切除用户一部分可间断的供电负荷，从而降低电网整体负荷，这种方法称为直接控制。【高耗电企业压负荷】
负荷管理的具体技术方法是由负荷管理系统主控站按改善负荷曲线的需要，通过某种与用户联系的通信信道和安装在电力用户端的终端设备，对用户的用电负荷进行有效监测和管理。(负控表)
（一）负荷管理的方式
电力公司负荷管理的重要目标就是通过削峰或移峰填谷使负荷曲线尽可能的变得平坦。 电力需求侧管理中的负荷管理主要采用以下三种方式。
1. 降压减负荷：在用电紧张时通过调整电网和供电线路电压降低部分负荷，缓解供需矛盾。
2. 对用户可控负荷进行周期性控制：为了降低峰谷差，提高负荷率，需要在用电高峰段对用户可控负荷进行周期控制。通过制订控制策略、与用户协商及经济补偿等手段进行有效控制与管理。
3. 直接切除用户可控负荷：在用电紧急状态下，为确保电力用户有序用电及供电电网安全运行，需要直接对用户可控负荷进行切除来降低负荷。
（二）优化电力负荷特性的措施
1. 经济措施
经济措施是优化负荷特性的重要措施，主要通过电价杠杆来调整不同时段的供求关系，在保持综合平均销售电价基本不变的前提下，将销售电价分解为类别电价，并在类别电价的基础上实施分时电价，使用户在时序性、经济性、用电可靠性之间做出自己的选择，以达到优化负荷特性、调整负荷曲线的目的。
2. 行政措施
行政措施是指政府及有关职能部门，在国家法律、法规框架内，以行政力量推动负荷调整和优化用电方式的一种管理活动。主要内容如下：
（1）组织用户错开上下班时间，以求日负荷均化如对工业用户实行周轮休制度以均衡周负荷，降低工作日的高峰负荷水平。
（2）安排电力大用户、高耗能企业如重点大中型冶金企业、化肥厂、电解类化工企业、水泥厂、机械行业的冶炼设备等，在用电高峰季节和日高峰时段进行设备检修，以腾出负荷空间；下达各地以及企业的错峰、避峰指标。
（3）降低部分城市过度的高标准、高耗电亮化水平。
（4）建设和完善电网企业负荷管理系统；根据用电负荷的实际增长情况和气象预报，预计日、周电网供需情况，及时调整并提前通知参与错峰的企业执行错峰方案。
（5）推广应用电蓄冷空调。
3. 技术措施
在经济激励及政府的组织推动下，优化负荷特性的主要技术措施有三类:
（1）电蓄能技术；
（2）供电企业负荷管理系统及大中型企业能量管理系统；
（3）广义上还可以包括能源替代、均衡能源消费、可再生能源利用等措施。
（三）负荷整形的方式（熟练掌握）
改变用户的用电方式是通过负荷管理技术来实现的，负荷管理技术就是负荷整形技术。它是根据电力系统的负荷特性，以某种方式将用户的电力需求从电网负荷高峰期削减、转移或增加在电网负荷低谷期的用电，以达到改变电力需求在时序上的分布，减少日或季节性的电网峰荷，提高系统运行的可靠性和经济性。在规划中的电网，主要是减少新增装机容量和节省电力建设投资，以降低预期的供电成本。负荷整形方式主要有削峰、填谷、移峰填谷等三种。
1. 削峰
图3.2.3-1
削峰是在负荷高峰期间减少需量，即在电网高峰负荷期减少用户的电力需求，避免增设边际成本高于平均成本的装机容量，并且由于平稳了系统负荷，提高了电力系统运行的经济性和可靠性，降低了平均发电成本。 削峰的控制手段主要有两个：一个是用户终端用电设备直接负荷控制，另一个是可中断负荷控制。如图14.3-1

图14.3-1 削峰示意图
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直接负荷控制是在电网峰荷时段，系统调度人员通过远动或自控装置随时控制用户终端用电的一种方法。由于它是随机控制，常常冲击生产秩序和生活节奏，大大降低了用户峰期用电的可靠性，大多数用户不易接受，尤其是那些可靠性要求很高的用户和设备，负荷的突然甩减和停止供电有时会酿成重大事故和带来很大经济损失，即或采用降低直接负荷控制的供电电价也不太受用户欢迎，限制了这种控制方式的应用范围。在电力供应严重短缺、大量外购峰荷电力的电网，失去电力平衡时，往往采用这种方法削减峰荷，然后对用户予以电价补偿。直接负荷控制多用于城乡居民的用电控制，对于其它用户以停电损失最小为原则进行排序控制。 （举例）
（“三不”是指：不影响群众正常生活；不影响社会公共事业正常运转；不影响企业安全生产。“一协商”是指：实施调控前积极与企业沟通，进行充分协商，在调控时间、内容、方式上达成一致意见，将调控措施落到实处。）
可中断负荷控制是根据供需双方事先的合同约定，在电网峰荷时段系统调度人员向用户发出请求信号，经用户响应后中断部分供电的一种方法。它特别适合可以放宽对供电可靠性苛刻要求的那些“塑性负荷”，主要应用于工业、商业、服务业等，如有工序产品或最终产品存储能力的用户，可通过工序调整改变作业程序来实现避峰；有能量（主要是热能）贮存能力的用户，可利用贮存的能量调节进行避峰；有燃气供应的用户，可以燃气替代电力避电网尖峰；那些用电可靠性要求不高的用户，可通过减少或停止部分用电避开电网尖峰等。可中断负荷一般选择特定行业的大型用电终端设备形成的耗电密集型负荷，具有在用电时间上可以推迟的特点。例如：水泥工业碾磨、碎石的电动机；炼钢厂的电弧炉等。
从我国近年来的电力持续负荷统计来看，全国95％以上的高峰负荷年累计持续时间只有几十个小时，采用增加调峰发电装机的方法来满足这部分高峰负荷很不经济。采用电力需求侧管理的方法削减这部分高峰负荷，不但可以降低电网峰荷，还可以降低用户变压器的装置容量，大大缓解电力供需紧张的压力。
2. 填谷
填谷必须抬高低谷负荷，也就是在电网低谷时段增加用户的电力电量需求，它有利于启动系统空闲的发电容量，并使电网负荷趋于平稳，提高了系统运行的经济性。由于它增加了销售电量，减少了单位电量的固定成本，进一步降低了平均发电成本，使电力公司增加了销售收入。尤其适用于电网负荷峰谷差大、低负荷调节能力差又压电困难，或新增电量长期边际成本低于平均电价的电力系统。特别适用于低谷发电能力利用不足情况。如图14.3-2

图14.3-2 填谷示意图
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比较常用的填谷技术措施有：
（1）增加季节性用户负荷。在电网年负荷低谷时期，增加季节性用户负荷；在丰水期鼓励用户多用水电，以电力替代其他能源。
（2）增添低谷用电设备。在夏季尖峰的电网可适当增加冬季用电设备，在冬季尖峰的电网可适当增加夏季用电设备。在日负荷低谷时段，投入电气锅炉或蓄热装置采用电气保温，在冬季后夜可投入电暖气或电气采暖空调等进行填谷。
（3）增加蓄能用电。在电网日负荷低谷时段投入电气蓄能装置进行填谷，如电气蓄热器、电动汽车蓄电瓶和各种可随机安排的充电装置等。
填谷非但对电力公司有益，用户利用廉价的谷期电量可以减少电费开支。但是，由于填谷要部分地改变用户的工作程序和作业习惯，也增加了填谷技术的实施难度。
填谷的重点对象是工业、服务业和农业等部门。
3. 电力负荷转移
电力负荷转移是移峰填谷，即是把负荷从高峰时段转向非峰时段。其效益是减少高峰需量，但不减少总电量消耗。
移峰填谷是将电网高峰负荷的用电需求转移到低谷负荷时段，同时起到削峰和填谷的双重作用。它既可减少新增装机容量、充分利用闲置容量，又可平稳系统负荷、降低发电煤耗。移峰填谷一方面增加了谷期用电量，从而增加了电力公司的销售电量；另一方面却减少了峰期用电量，又减少了电力公司的销售电量。在电力严重短缺、峰谷差距大、负荷调节能力有限的电力系统，移峰填谷是改善电网经营管理的一项主要任务。对于拟建电厂，移峰填谷可以减少新增装机容量和电力建设投资。如图14.3-3。

图14.3-3 移峰填谷示意图
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☆比较主要的移峰填谷技术措施有：
（1）采用蓄冷、蓄热技术；
（2）分时电价（TOU），其目的在于转移客户用电设备的传统使用时间如在电价政策的激励下，用户的高耗能设备在电网低谷时段使用；
（3）能源替代运行；
（4）调整作业程序；
（5）调整轮休制度；
（6）能源管理系统。大型企业由于各种用电设备繁多且耗电量巨大，存在如何对设备进行实时监控、科学合理用电的问题。采用企业电力能源管理系统可以对企业内部各用电点负荷状况实现实时监测，为企业内部达到电力负荷平衡提供技术支持，为进一步提高能源动力系统运行安全性、可靠性，提高能源管理效率和管理质量提供保障。如南京钢铁联合有限公司于2003年建设投运的电力及能源管理系统不仅为电网移峰填谷做出了贡献，而且对企业自身控制用电成本产生了明显的效益，系统自投运以来已减少电费支出200多万元。
此外，通过科学、合理安排企业的生产班次和检修计划，可以将不需要连续运转的设备和工序安排在电网低谷时段生产，将设备检修安排在高峰时段，在不影响企业正常生产的前提下减少了高峰用电需求，降低了企业用电成本。
★电力需求侧移峰填谷措施可实现的负荷调整目标有( )。
A.削减整体负荷 B.削减高峰负荷，增加低谷负荷
C.增加整体负荷 D.增加用电量

（四）负荷抬高
负荷抬高即增加用电负荷，如能源替代运行，即用电能替代其他形式的能源如电蓄冷中央空调替代燃气热制冷中央空调，热泵技术应用等能源替代项目。
当电网供需形式出现供大于求时，尤其应加强这方面的工作，增加电能使用密度，如电代油、气、煤等，或增加新客户。即增供扩销。如图14.3-4。
图14.3-4 负荷抬高示意图
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（五）柔性负荷
柔性负荷即可靠性和服务质量的变动，如高峰时段用户减少一定数量的需量，将这部分负荷转移到非峰时段消耗，以此来替代以持续供电为基础的服务。必要时，电力公司在同用户达成谅解的前提下，有中断或减少用户部分负荷的选择。其效果是高峰负荷的削减和少许电量消耗的变化。
选择部分用户，达成谅解并以合同的形式确认：高峰阶段，该用户同意转移部分负荷（一般至少100kW）至低谷或非峰时段消耗；在此前提下，电力公司在电价等方面给予优惠，如执行可停电电价或避峰补贴。当用户违背合同条款时，电力公司有权按合同规定强行停掉该用户部分负荷，或该用户同意罚款。如图14.3-5。

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图14.3-5 柔性负荷