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“弹性负载”如何为用户和电网创造可量化的价值

导读: 具有需求弹性的电力负载可称为弹性负载,即可以按照经济性或其它信号在白天或夜间时段里被转移的需求电力的负载。重要的是,弹性负载可以提供多种电网服务。用户有一系列选择来满足他们的电力需求,而非简单地在用电时向电网购买电量。

  美国的电力公司计划在未来15年内对包括发电、输电以及配电设施等在内的传统电网基础设施进行投资。总投资金额可能达一万亿美元,亦或年投资金额在500亿至800亿美元之间。这将弥补多年对此方面投资不足的状况。但据官方预测,继全美电力销量十年来持平或下降之后,未来15年内电力销量增长速度将继续放缓(年增长速度低于1%)。这些投资可能会导致同期内零售电价上涨。

  与此同时,这些用户能够在何时用电、用多少电,甚至是何时发电、发多少电等方面有更多的选择,这些电表后端的分布式能源资源选项越来越具有成本效益。这些双向趋势(即电网零售电价上涨与分布式发电成本下跌对电网的交互影响,或在极端情况下分布式甚至可以取代电网)以及用户对这些趋势的回应方式已经给电力行业带来很大的挑战。这也可能会带来电表两侧资源的过度投资或不必要的重复建设。

  然而,电力公司和用户方面在电表两端各自的投资都是基于这样一个观点,即需求曲线大部分是不灵活的,灵活性(弹性)仅来自供应侧。现在,一种新资源能使需求侧也变得非常灵活。需求弹性(Demand Flexibility)发展并扩宽了传统需求侧回应机制所具有的能力。它使得电力需求能够通过价格信号或其它机制不断地对变化的市场情况做出回应。需求弹性正在被证明是一项未得到充分利用的,并能够为供应侧与需求侧之间动态平衡提供缓冲的机会。如果能够充分地利用这一机会,需求弹性将为用户和电网创造出可量化的价值,如电费节省、延缓基础设施升级等。

  本文中,我们分析了需求弹性的经济效益。单单从居民用电方面来看,广泛实施需求弹性可节省10%至15%的潜在的电力系统成本;而且基于目前的电费费率,用户可利用现有技术将他们的电费削减10%至40%。在美国,目前约有6500万居民用户已经可以选择使用分时电价,这表明需求弹性具有经济可行性。由此可见,需求弹性的总体市场是很大的,而且随着更为精细零售定价的推出,肯定会得到进一步发展。

  需求弹性的定义

  需求弹性是利用通讯和控制技术,在每天各时段里转移电力使用情况,同时以相同的或更好质量和较低成本提供终端服务(例如空调、家庭热水器和电动汽车充电等)的能力。实现需求弹性,一方面需要通过利用自动控制系统在不影响用户使用的前提下,不间断地改变用户的用电需求曲线。另一方面也需要更为精细的费率结构,从而通过为用户和电网降低成本,实现需求弹性的套利。

  重要的是,需求弹性既不会让用户体验变得复杂,也不会降低用户体验的质量。现有的技术和商业模式已经可以在保持甚至提高用户服务质量、简化操作流程、提供更多选择以及提升能源价值的同时,无缝地转移负载。

  弹性负载的新兴价值:为分布式能源资源降低电网成本提供更广泛机会

  具有需求弹性的电力负载可称为弹性负载,即可以按照经济性或其它信号在白天或夜间时段里被转移的需求电力的负载。重要的是,弹性负载可以提供多种电网服务(参见表格ES1)。用户有一系列选择来满足他们的电力需求,而非简单地在用电时向电网购买电量。现在,用户还可以选择通过分布式发电设施自己发电,减少用电(提高用电效率,又称负负载),或是通过需求弹性改变用电时间(参见图表ES1)。为了以最低的成本为用户和电网提供最大价值,须对这四个选项进行整体评估。

  表格 ES1

  需求弹性经济性的主要来源

  “弹性负载”如何为用户和电网创造可量化的价值

  图表 ES1

  电网购电、分布式发电、能源效率以及需求弹性之间的对比

  “弹性负载”如何为用户和电网创造可量化的价值

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