浅析从电力系统运行角度看需求侧管理

【摘 要】针对浅析从电力系统运行角度看需求侧管理问题，介绍了电力系统运行与需求侧管理应用，主要有DSM是系统备用的基础、DSM作为事故备用和DSM与削峰、错峰应用，探讨了从系统运行角度评价DSM的主要标准问题，指出了DSM作为系统运行常规手段所面临的主要障碍为，缺乏开展DSM的有效机制、没有合适的DSM资金来源和成本回收机制和技术上的困难。

【关键词】电力系统；运行角度；侧管理应用；DSM

引言

需求侧管理（DSM），是通过计划、监视、控制用户的用电，使用户的用电模式和用电水平的管理和控制过程。主要可分为间接的用户侧管理和直接的用户侧管理2类。间接用户侧管理，主要是指通过经济、技术和法律等手段来推动节能节电工作，间接地减少用户侧电力和电能的需求和消耗。直接用户侧管理是直接负荷控制、可中断负荷和其他负荷管理措施。因此可以讲，DSM主要是指通过用户侧管理实现限峰、削峰或移峰填谷，而考虑到目前可预见的未来几年缺电的形势，运行部门更希望将DSM作为一种常用的调节手段，来满足系统的许多运行状态，达到系统备用、系统控制的目的。

1、电力系统运行与需求侧管理应用

从运行角度讲，需求侧管理的某些手段在一定条件下可以作为电网运行的手段，如作为系统备用、作为错峰/避峰、作为系统紧急减负荷等。这些应用对DSM的要求是不同的。

1.1 DSM是系统备用的基础

（1）作为系统响应性的备用

电力系统的负荷波动可以是波动周期在秒级的随机波动。常规情况下，这类波动主要由发电侧的一次调频功能来平衡。如果想通过对负荷侧的即时调节来平衡，DSM的响应时间必须与发电机一次调频系统的响应时间相当。

（2）作为系统运行的备用

为确保电力系统的安全稳定运行，一般来说，系统在任何时候都需要有超过当前负荷的运行备用容量，备用容量的大小与系统的负荷水平和装机状况有关。旋转备用的响应时间应在10min：以内，因此只有那些在调度员控制下，在10min以内就可以达到负荷控制目标的DSM才可以作为运行备用。

1.2 DSM作为事故备用

电力系统是一个各环节紧密关联的复杂系统，各种不可预测的紧急状况经常发生，主要有：系统突然失去部分发电出力时的发电容量短缺；输电设备故障造成局部输变电容量不足和过载；无功或电压不足；互联系统中需要对外事故支援。在发生以上紧急情况下，运行部门除了采用调整余机组出力和电网接线方式的常规措施外，还可考通过DSM来削减本系统内有功/无功出力来迅速缓解紧急状况。如果采用DSM作为系统事故备用的手段，就必须要考虑和解决有关的经济、技术问题：第一，与一定数量的用户签定“可中断合同”，确定可中断电价；第二，启动DSM用于缓减紧急状况的先后顺序；第三，启动DSM所需要的时间；第四，确定用于事故支援的DSM对象、容量及条件。

1.3 DSM与削峰/错峰应用

DSM作为经济性削峰/错峰措施时，由于其使时机和时段的不同，经济效益也是不同的。主要的经济效益可以从以下几个方面体现：第一，压减年度或季节性高峰负荷水平，从而推迟或削减新的投资（发电或输配电）；第二，压减周或日高峰负荷从而避免使用或采购价电；第三，调整日负荷曲线的形状，以适应受约束的可调容量。显然可见，削峰、错峰手段不但可使电网和发电公司获得明显效益，用户也可以避开高峰时用电从而避免高峰电价的支出。有研究报告表明，在美国需求侧管理相目的平均移峰成本约为30美元/kw，而其发电的资成本高达500美元/kw以上。但要将DSM用于削峰/错峰，必须事先明确或解决以下问题：第一，如果DSM是通过合同的形式确定的，必须确定合同的主体，即明确谁和用户在签定合同；第二，什么情况下（经济指标）运行部门可以启动DSM来执行削峰、错峰；第三，如何保证运行部门得到准确和足够的DSM执行削峰、错峰信息；第四，事后的检查、验证及分析。

2、从系统运行角度评价DSM的主要标准

从电力系统运行角度来评价DSM和从经济角的评价标准是不同的。概括起来讲，需要从考察DSM的作用。当DSM在电力系统运行中应用时，一般要求被控用户不能覆盖DSM的指令以确保可控；如果将DSM作为电力系统运行的一个常用手段，必须保证DSM随时可用，并保证具备一定数量的可控负荷；运行人员可直接监视参与DSM的负荷的实际情况；即时性指标主要包括2个意思：①启动DSM是否要提前通知；②提前多少时间。现实情况中，不同类型的企业，因提前通知时间不同，经济损失也是不同的，某些企业在遭受无防备的断电时损失巨大。一般可分为“瞬时停电”、“提前10min通知停电”、“提前30min（60min）通知停电”等。

3、将DSM作为系统运行常规手段所面临的主要障碍

3.1 缺乏开展DSM的有效机制

在目前的电费计算机制下，供电公司还缺乏有效的激励机制，促进用户节约用电和提高能源效率。因为供电公司的收入与售电量直接相关，售电量越多，收入越高。而DSM一般在减少用户高峰负荷的同时，也往往会促使用户节约用电，提高效率，从而减少供电公司的收入。对电力用户而言，在目前的电价机制下，也缺少参与DSM项目特别是对电力系统运行最有意义的“可中断供电”项目的积极性。目前推出的峰谷电价机制，在一定程度上促使用户将部分负荷“移峰填谷”，但由于缺乏“可中断电价”机制，用户很难接受将其置于电力运行部门直接控制的DSM系统之内。解决以上问题的主要对策，对由于采用DSM措施而减少的销售收入的用户应给经济补偿。

3.2 没有合适的DSM资金来源和成本回收机制

即使我国电力行业在经过2002年大规模的重组和厂网分开改革后，仍然没有形成输配电的电价机制，对于供电公司而言，有效的DSM（系统资金来源及合理的成本回收机制并没有建立起来。因此为推动DSM，必须建立某种投资收益机制，使投资成本通过某种形式（如电价附加的形式）回收并获得必要利润。

3.3 技术上的困难

由以上讨论可知，要使DSM作为电力系统一种常用的运行手段，被DSM控制的负荷必须满足一定的技术特性，并达到必要的技术标准。而目前我国已经建立的DSM系统在技术上并不能完全满足以上各项标准。

4、结论

从经济角度讲，DSM可以优化输配电网的潮流分布，以调整和减少电力系统容量和电量需求，从而减少或推迟对发电机组和输配电网系统的投资。随着技术和认识上的进步，也开始尝试将DSM作为电力系统中一种常规的运行手段，来缓解用电紧张的局面；如果DSM的响应速度能达到一定的水平，DSM也可以作为运行备用和事故备用。但是DSM要作为常规的系统运行手段，还存在经济、技术和机制上的一些障碍，需要认真解决。