基于社会效益和经济性的智能电网设计

【摘 要】本文概述了关于DSM方法的研究项目在经济和社会效益方面的体现。这两个项目旨在进行电力需求侧管理设备的开发，并将在一个超过300个用户的试点项目中进行测试。我们关心涉及到仪器开发的四个领域：技术、激励、互动和传播。

【关键词】经济性；电力系统；智能电网

0 引言

由于大规模可再生能源接入的增长，新型能源系统正在从一个集中式和连续性的系统，转化为一个分散式、间歇性的系统，为了提高运行的灵活性和效率，我们可以站在电力价值链的需求侧寻找“隐藏”的灵活性的应用。需求侧管理（DSM）被认为是最有前途的。DSM在本文被定义为一种机制，用来控制非时间关键的需求或一个较长时间内保持常数的需求的控制。它要求消费者通过改变其目前的消费模式来提供灵活性。

观察DSM对于为了灵活性而进行的行为改变的影响是有必要的。为了设立试点项目以加强这一必要的观察，本文进行了关于DSM的社会效益和经济效益方面两项研究。这两方面受到DSM设备设计的影响，并提出研究结果。最后，提出了采取的措施并实施进行、制定结论和建议。

1 经济方面

能源转型的趋势将给一些基础设施和市场带来挑战。因为（高峰）需求的预期增长，必须要升级已老化的基础设施。由于无法大规模地储存电力，电力的供求必须始终平衡，这就给市场带来挑战。间歇式能源出力的不可控性和不确定性，给维持供求之间的平衡带来困难。另外，消费者拥有的分布式发电的应用导致电网更加不平衡。

在当今的自由电力市场，不同的参与者对DSM有不同的兴趣。风电场对DSM能够有助于他们的预测而感兴趣。另外，在国家现货市场购买电力的聚集户或零售商可以利用DSM察看现货市场上的价格波动。DSO对DSM感兴趣是因为可以利用其减少高峰用电需求，并提高电网使用效率以及推迟电网投资。

DSM试点项目的目标制定如下：

（1）尽可能高效、就地使用当地生产的可持续电力；

（2）尽可能高效地使用当地电网容量；

（3）每天将电价波动发送给消费者。

通过将它们解释为期望的行为，才得以将这些目标通过DSM设备实现。

2 社会方面

能源转型带来了社会方面的挑战，具体体现在对创新带来的文化变革的本能抵制，以及对可能发生的影响价值链中不同参与者地位变化的抵制。消费者将为了达到目标而进行的行为改变进行放大，这也使得消费者成为关注的焦点。由于必要的行为改变是多样的，DSM设备以用户为中心的设计被认为是成功的关键因素。以用户为中心的设计是基于仪器开发的前期接入用户。通过定性消费者研究和影响来研究消费观念，目的是为了满足DSM设备开发所需，为达到所需的灵活性而促进新行为的采用。

评价当前电力消费行为和预期因变化带来的困难。改变用电行为的第一个困难是，消费者在决策过程中参与程度很低，因此常常基于价格基础作出决策。第二个困难则是，由于缺乏沟通数据，消费者一般不太可能知道他们的消费价格，或不了解他们的用电量。传统电表是隐藏在电柜里，而且很难看得懂。因而对信息的反馈就成为用电行为改变的基本模块之一。

3 灵活性需求的设计

当前的消费观念和消费行为改变所要达到的目标，将是本文设计的基础。我们假设行为变化需要一些仪器设备使其实现，并能够提供足够的激励。下面将这些设备按照技术，激励，互动和传播进行分类。

3.1 技术

研究表明，自动化DSM最有可能成功。虽然参与者对提供灵活性更感兴趣，但他们自身几乎不想发挥积极的作用。我们需要开发硬件，和使灵活性需求自动化的决策算法。尽管事实上我们优先选择自动化技术，还有一些相关顾虑，比如失控，潜在的技术风险，隐私风险，失去舒适性以及根本不能提供灵活性。这些忧虑在技术发展和互动中需要特别注意。

3.2 激励

需要考虑两方面的适当激励：满足所寻求的情感奖励和物质奖励。直到现在，灵活性激励的设计的考虑仍更多的停留在物质奖励方面。而在情感方面的投入也是非常重要的。

物质奖励：

（1）经济奖励（减免账单，现金回赠）；

（2）获得新的硬件和软件；

（3）情感奖励；

（4）好的感觉（例如社会认可，平息不满）；

（5）减少对环境的影响（收集环保品并捐赠给绿色能源倡议者或其它组织，减少二氧化碳的排放）；

（6）获得成就感（例如分数、级别、奖励等）。

3.3 互动

从用户需求的角度来讲，必须控制好人机界面的设计，而对这些人机界面的设计应该能够支配系统其余部分的设计，因为从用户的角度来看，界面就是系统。另外还必须要给用户提供一个简单而运行高效的系统。这可以用作完成简单任务或引导用户行为达到预期效果，且需要满足所需的奖励（参考“激励”）。

3.4 传播

有人争论道：虽然初次的公开展出对于传播行为变化是非常有效的，但是往往不能被观众所喜爱，而且会产生抵触。津贴当然能使人开心的，但是并不经常能够引导至预期的行为。我们需要一个有说服力的传播来使产品能够被观众所熟知、所接受，甚至激发起购买的欲望。这就需从以下内容转移焦点：

做对环境有益的事，可通过现在开始使用绿色电力；

当住宅分布式发电变得更普及时，尽可能高效的使用自己发的电；

当电力或者关键时刻的电力变的非常昂贵时，可以节约大量的金钱。

4 实施执行

为了在一个有相当数量的消费者参与的试点项目中展示其可能性并研究DSM设备的效果，世界上的某些公司开始进行了实际项目的研究。荷兰的Enexis公司已经在其供电范围内推出了一个战略研究项目。第一步是找到Enexis供应区域内的建设开发项目，并需要积极与商业项目开发商，房产公司以及市民的接触和会谈。

在这些得到巩固并且彼此的目标得到统一之后，还要寻求与能源零售商的联系，以便获得客户关系管理、消费账单还有消费者对项目的互动等专门知识。比如某财团已经在荷兰两个新开发地区建立了一个智能电网示范项目，这两个地区是： 250套公寓以及布雷达市内的60套半独立房屋。该财团由一个项目开发商（Heja），一个荷兰能源零售商（Greenchoice）和DSO Enexis组成。这个组织将联合开发并建设必要的设备来灵活调度这些房屋和公寓里的用电。

5 结论及评价

灵活性需求对于我们未来能源系统的承受能力、可靠性和可持续性是相当重要的。每个参与者对DSM的期待都有所不同，并且成本和收益并非对每个人都是一样的。参与者们需要清楚地理解他们对DSM的兴趣以及不同的目标，以便真正达到为公共目标服务。

DSM设备的开发需要许多学科的共同努力，因为没有一台设备可以单独实现为达到灵活性需求而进行的行为转变。需要开发出不同的设备，每个设备能够完成部分目标。此外，为更具灵活性的用户提供更低的合同价格又是一个方面。为了使灵活的需求侧管理方案获得成功，整体分析是至关重要的。

【参考文献】

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