Ответ на спрос - Demand response

Сушилка для одежды с переключателем реакции на спрос для снижения пикового спроса

Диаграмма суточной нагрузки; Синий показывает фактическое использование нагрузки, а зеленый - идеальную.

Реагирование на спрос - это изменение энергопотребления потребителя электроэнергетической компании для лучшего согласования спроса на мощность с предложением. До недавнего времени было нелегко хранить электроэнергию, поэтому коммунальные предприятия традиционно согласовывали спрос и предложение, ограничивая производительность своих электростанций , включая или отключая генерирующие агрегаты, или импортируя энергию из других коммунальных предприятий. Существуют пределы того, что может быть достигнуто на стороне предложения, потому что некоторым генерирующим блокам может потребоваться много времени, чтобы выйти на полную мощность, некоторые блоки могут быть очень дорогими в эксплуатации, а спрос иногда может превышать мощность всех. имеющиеся электростанции вместе взятые. Реагирование на спрос направлено на корректировку спроса на электроэнергию вместо корректировки предложения.

Коммунальные предприятия могут сигнализировать о запросах спроса своим клиентам различными способами, включая простой внепиковый учет, при котором электроэнергия дешевле в определенное время дня, и интеллектуальный учет , при котором явные запросы или изменения в цене могут сообщаться клиентам. .

Заказчик может скорректировать спрос на электроэнергию, отложив выполнение некоторых задач, требующих большого количества электроэнергии, или может решить заплатить более высокую цену за свою электроэнергию. Некоторые клиенты могут переключить часть своего потребления на альтернативные источники, такие как солнечные панели и батареи на месте.

Во многих отношениях реагирование на спрос можно описать просто как экономичную систему нормирования поставок электроэнергии на основе технологий. В ответ на спрос добровольное нормирование осуществляется с помощью ценовых стимулов - предлагая более низкие чистые цены на единицу продукции в обмен на снижение потребления энергии в периоды пиковой нагрузки. Прямое следствие этого состоит в том, что пользователи электрической мощности, не снижающие потребление (нагрузку) в периоды пиковой нагрузки, будут платить «скачкообразные» удельные цены либо напрямую, либо с учетом общих ставок.

Вынужденное нормирование, если оно будет применяться, будет достигаться путем отключения электричества в периоды пиковой нагрузки. С практической точки зрения, периоды летней жары и зимних морозов могут характеризоваться запланированными отключениями электроэнергии для потребителей и предприятий, если добровольное нормирование с помощью стимулов не позволяет снизить нагрузку в достаточной степени, чтобы соответствовать общему энергоснабжению.

Задний план

Согласно Федеральной комиссии по регулированию энергетики , реакция спроса (DR) определяется как: «Изменения в использовании электроэнергии конечными потребителями по сравнению с их обычными моделями потребления в ответ на изменения цены на электроэнергию с течением времени или на стимулирующие платежи, предназначенные для стимулировать более низкое потребление электроэнергии в периоды высоких цен на оптовом рынке или когда надежность системы находится под угрозой ». DR включает в себя все преднамеренные модификации моделей потребления электроэнергии с целью побудить потребителей изменить время, уровень мгновенного спроса или общее потребление электроэнергии. Ожидается, что программы реагирования на спрос будут разработаны для снижения потребления электроэнергии или его перевода с периодов пиковой нагрузки на непиковые в зависимости от предпочтений и образа жизни потребителей. Реагирование на спрос можно определить как «широкий спектр действий, которые могут быть предприняты на стороне потребителя счетчика электроэнергии в ответ на определенные условия в электроэнергетической системе (такие как перегрузка сети в период пиковой нагрузки или высокие цены)». Реагирование на спрос - это снижение спроса, предназначенное для снижения пикового спроса или предотвращения системных аварий. Следовательно, реагирование на спрос может быть более рентабельной альтернативой, чем добавление генерирующих мощностей для удовлетворения пиковых и случайных всплесков спроса. Основная цель DR - активно вовлекать клиентов в изменение их потребления в ответ на сигналы ценообразования. Цель состоит в том, чтобы отразить ожидания предложения с помощью сигналов или средств контроля потребительских цен и обеспечить динамические изменения потребления относительно цены.

В электрических сетях DR аналогичен механизмам динамического спроса для управления потреблением электроэнергии потребителями в ответ на условия поставки, например, когда потребители электроэнергии сокращают свое потребление в критические моменты или в ответ на рыночные цены. Разница в том, что механизмы реагирования по запросу отвечают на явные запросы на отключение, тогда как устройства с динамическим запросом пассивно отключаются при обнаружении напряжения в сети. Реагирование на спрос может включать фактическое сокращение потребляемой мощности или запуск производства на месте, которое может быть подключено или не подключено параллельно к сети. Эта концепция сильно отличается от энергоэффективности , что означает использование меньшего количества энергии для выполнения одних и тех же задач на постоянной основе или всякий раз, когда эта задача выполняется. В то же время реакция спроса является компонентом интеллектуального спроса на энергию, который также включает в себя энергоэффективность, управление энергопотреблением дома и в зданиях, распределенные возобновляемые ресурсы и зарядку электромобилей.

Текущие схемы реагирования на спрос реализуются с крупными и мелкими коммерческими, а также с бытовыми потребителями, часто за счет использования специальных систем управления для сброса нагрузки в ответ на запрос коммунального предприятия или рыночные ценовые условия. Услуги (освещение, машины, кондиционирование воздуха) сокращаются в соответствии с заранее запланированной схемой приоритезации нагрузки в критические сроки. Альтернативой сбросу нагрузки является производство электроэнергии на месте в дополнение к электросети . В условиях ограниченного предложения электроэнергии реакция спроса может значительно снизить пиковую цену и, в целом, волатильность цен на электроэнергию.

Реакция спроса обычно используется для обозначения механизмов, используемых для поощрения потребителей к снижению спроса, тем самым снижая пиковую потребность в электроэнергии. Поскольку системы генерации и передачи электроэнергии обычно имеют размер, соответствующий пиковому спросу (плюс запас на ошибку прогнозирования и непредвиденные события), снижение пикового спроса снижает общие требования к заводским и капитальным затратам . Однако в зависимости от конфигурации генерирующих мощностей реакция спроса может также использоваться для увеличения спроса (нагрузки) в периоды высокой производительности и низкого спроса. Некоторые системы могут таким образом поощрять хранение энергии к арбитражу между периодами низкого и высокого спроса (или низких и высоких цен).

Существует три типа реагирования на спрос: реагирование на чрезвычайные ситуации, реагирование на экономический спрос и реагирование на спрос на вспомогательные услуги. Экстренное реагирование на спрос используется, чтобы избежать вынужденных перерывов в предоставлении услуг в периоды дефицита предложения. Реагирование экономического спроса используется, чтобы позволить потребителям электроэнергии сократить свое потребление, когда производительность или удобство потребления этой электроэнергии для них меньше, чем оплата электроэнергии. Ответ на спрос на вспомогательные услуги состоит из ряда специализированных услуг, которые необходимы для обеспечения безопасной работы передающей сети и которые традиционно оказывались производителями.

Приложение Smart Grid

Воспроизвести медиа

Видео об изменении спроса на электрические электрические устройства в доме, совмещенном с электромобилем. Это часть умной сети .

Приложения интеллектуальных сетей улучшают способность производителей и потребителей электроэнергии общаться друг с другом и принимать решения о том, как и когда производить и потреблять электроэнергию. Эта новая технология позволит клиентам перейти от реакции спроса на основе событий, когда коммунальное предприятие запрашивает сброс нагрузки, к более круглосуточной реакции спроса, когда клиент видит стимулы для постоянного контроля нагрузки. Хотя этот двусторонний диалог увеличивает возможности для реагирования на спрос, потребители по-прежнему в значительной степени подвержены влиянию экономических стимулов и не желают передавать полный контроль над своими активами коммунальным компаниям.

Одним из преимуществ приложения интеллектуальной сети является ценообразование на основе времени. Клиенты, которые традиционно платят фиксированную ставку за потребленную энергию ( кВтч ) и запрашиваемую пиковую нагрузку, могут установить свой порог и скорректировать свое использование, чтобы воспользоваться колебаниями цен. Это может потребовать использования системы управления энергопотреблением для управления приборами и оборудованием и может потребовать экономии на масштабе. Еще одно преимущество, в основном для крупных клиентов с генерацией, - это возможность внимательно отслеживать, переключать и балансировать нагрузку таким образом, чтобы клиент мог экономить пиковую нагрузку и не только экономить на кВтч и кВт / месяц, но и иметь возможность торговать тем, что они сэкономили на энергетическом рынке. Это опять же включает сложные системы управления энергопотреблением, стимулы и жизнеспособный торговый рынок.

Приложения интеллектуальных сетей увеличивают возможности для реагирования на спрос, предоставляя данные в реальном времени производителям и потребителям, но экономические и экологические стимулы остаются движущей силой этой практики.

Одним из наиболее важных средств реагирования на спрос в будущих интеллектуальных сетях являются электромобили. Агрегация этого нового источника энергии, который также является новым источником неопределенности в электрических системах, имеет решающее значение для сохранения стабильности и качества интеллектуальных сетей, следовательно, парковки для электромобилей можно рассматривать как объект агрегирования реакции на спрос.

Цены на электроэнергию

Объяснение эффектов реакции спроса на графике количество (Q) - цена (P). В условиях неэластичного спроса (D1) чрезвычайно высокая цена (P1) может привести к напряжению на рынке электроэнергии .
Если используются меры реагирования на спрос, спрос становится более эластичным (D2). Более низкая цена приведет к выходу на рынок (P2).

Подсчитано, что снижение спроса на 5% приведет к снижению цен на 50% в часы пик энергетического кризиса в Калифорнии в 2000/2001 году. Рынок также становится более устойчивым к преднамеренному отказу от предложений со стороны предложения.

В большинстве электроэнергетических систем некоторые или все потребители платят фиксированную цену за единицу электроэнергии независимо от производственных затрат на момент потребления. Потребительская цена может устанавливаться правительством или регулирующим органом и обычно представляет собой среднюю стоимость единицы продукции за определенный период времени (например, за год). Таким образом, потребление не зависит от стоимости производства в краткосрочной перспективе (например, на почасовой основе). С экономической точки зрения потребление электроэнергии потребителями неэластично в короткие сроки, поскольку потребители не сталкиваются с реальной ценой производства; если бы потребители столкнулись с краткосрочными издержками производства, они были бы более склонны изменить использование электроэнергии в ответ на эти ценовые сигналы. Чистый экономист мог бы экстраполировать концепцию, чтобы выдвинуть гипотезу о том, что потребители, обслуживаемые по этим тарифам с фиксированной ставкой, наделены теоретическими «опционами колл» на электроэнергию, хотя в действительности, как и в любом другом бизнесе, клиент просто покупает то, что предлагается, по согласованной цене. цена. Покупатель в универмаге, покупающий товар за 10 долларов в 9.00, может заметить, что 10 торговых сотрудников находятся на полу, но обслуживает его или ее только один, а в 15.00 покупатель может купить тот же товар за 10 долларов и заметить, что все 10 торговых сотрудников заняты. Таким же образом, себестоимость продаж универмага в 9:00 может быть в 5-10 раз выше себестоимости продаж в 15:00, но было бы неправдоподобно утверждать, что покупатель, не заплатив за него значительно больше. статья в 9.00, чем в 15.00, имела «колл-опцион» на статью за 10 долларов.

Практически во всех энергосистемах электроэнергия производится генераторами, которые распределяются в порядке их полезности, т. Е. Сначала используются генераторы с наименьшими предельными затратами (наименьшие переменные издержки производства), затем следуют более дешевые и т. Д., Пока не появится мгновенный спрос на электроэнергию. доволен. В большинстве энергосистем оптовая цена на электроэнергию будет равна предельным затратам самого дорогостоящего производителя энергии, который вводит энергию, которые будут варьироваться в зависимости от уровня спроса. Таким образом, колебания в ценах могут быть значительными: например, в Онтарио в период с августа по сентябрь 2006 г. оптовые цены (в канадских долларах), выплачиваемые производителям, варьировались от пиковых 318 долларов за МВт · ч до минимальных - (отрицательных) 3,10 доллара за МВт · ч. Цена колеблется от двух до пяти раз в зависимости от дневного цикла спроса. Отрицательная цена указывает на то, что с производителей взималась плата за поставку электроэнергии в сеть (а потребители, оплачивающие цены в реальном времени, могли фактически получить скидку за потребление электроэнергии в течение этого периода). Обычно это происходит ночью, когда спрос падает до уровня, когда все генераторы работают на минимальном уровне мощности, а некоторые из них должны быть остановлены. Отрицательная цена - это стимул для проведения таких остановов с наименьшими затратами.

В двух исследованиях Карнеги-Меллона, проведенных в 2006 году, рассматривалась важность реагирования на спрос для электроэнергетической отрасли в общих чертах и ​​с конкретным применением ценообразования в реальном времени для потребителей для Регионального управления передачи данных PJM Interconnection , обслуживающего 65 миллионов потребителей в США с мощностью 180 гигаватт. генерирующая мощность. Последнее исследование показало, что даже небольшие изменения пикового спроса будут иметь большое влияние на экономию для потребителей и позволят избежать затрат на дополнительную пиковую мощность: изменение пикового спроса на 1% приведет к экономии 3,9%, миллиардов долларов на системном уровне. . Снижение пикового спроса примерно на 10% (достижимое в зависимости от эластичности спроса ) приведет к экономии систем в размере от 8 до 28 миллиардов долларов.

В дискуссионном документе Ахмад Фаруки, руководитель Brattle Group , оценивает, что 5-процентное сокращение пикового спроса на электроэнергию в США может привести к экономии затрат примерно на 35 миллиардов долларов в течение 20-летнего периода без учета затрат на измерения и связь. необходимо внедрить динамическое ценообразование, необходимое для достижения этих сокращений. Хотя чистая прибыль будет значительно меньше заявленных 35 миллиардов долларов, она все равно будет весьма значительной. В Онтарио, Канада, Независимый оператор электроэнергетической системы отметил, что в 2006 году пиковый спрос превысил 25 000 мегаватт всего за 32 часа работы системы (менее 0,4% времени), в то время как максимальный спрос в течение года составлял немногим более 27 000 мегаватт. Таким образом, возможность «сбрить» пиковый спрос на основе надежных обязательств позволит провинции сократить построенную мощность примерно на 2 000 мегаватт.

Электросети и реакция на пиковый спрос

Верхний резервуар (Llyn Stwlan) и плотина системы гидроаккумулирования Ffestiniog в северном Уэльсе

В электрической сети потребление и производство электроэнергии должны всегда быть сбалансированными; любой значительный дисбаланс может вызвать нестабильность сети или серьезные колебания напряжения, а также вызвать сбои в сети. Таким образом, общая генерирующая мощность рассчитывается таким образом, чтобы соответствовать общему пиковому спросу с некоторой погрешностью и допуском на непредвиденные обстоятельства (например, отключение электростанций в периоды пикового спроса). Операторы обычно планируют использовать наименее дорогие генерирующие мощности (с точки зрения предельных затрат ) в любой данный период и использовать дополнительную мощность более дорогих станций по мере увеличения спроса. Реагирование на спрос в большинстве случаев направлено на снижение пикового спроса, чтобы снизить риск потенциальных сбоев, избежать дополнительных капитальных затрат на дополнительные станции и избежать использования более дорогих или менее эффективных действующих станций. Потребители электроэнергии также будут платить более высокие цены, если генерирующая мощность будет использоваться из более дорогостоящего источника производства электроэнергии.

Реакция спроса также может использоваться для увеличения спроса в периоды высокого предложения и низкого спроса. Некоторые типы электростанций должны работать на почти полной мощности (например, атомные), тогда как другие типы могут производить с незначительными предельными затратами (например, ветряные и солнечные). Поскольку емкость для хранения энергии обычно ограничена, реакция спроса может пытаться увеличить нагрузку в эти периоды для поддержания стабильности сети. Например, в провинции Онтарио в сентябре 2006 г. был короткий период времени, когда цены на электроэнергию были отрицательными для некоторых пользователей. Накопление энергии, такое как гидроаккумулирующая установка, является способом увеличения нагрузки в периоды низкого спроса для использования в более поздние периоды. Использование реакции спроса для увеличения нагрузки менее распространено, но может быть необходимо или эффективно в системах, где есть большие объемы генерирующих мощностей, которые нельзя легко отключить.

Некоторые сети могут использовать механизмы ценообразования, которые не работают в режиме реального времени, но их легче реализовать (например, пользователи платят более высокие цены днем ​​и более низкие цены ночью), чтобы обеспечить некоторые преимущества механизма реагирования на спрос с менее жесткими технологическими требованиями. . В Великобритании, Экономика 7 и аналогичные схемы, которые пытаются переключить спрос, связанный с электрическим отоплением, на ночные внепиковые периоды, действуют с 1970-х годов. Совсем недавно, в 2006 году, Онтарио начал внедрять программу «умных счетчиков», которая реализует ценообразование «по времени использования» (TOU), которое выравнивает цены в соответствии с графиками пиковой, средней и непиковой нагрузки. Зимой пик определяется как утро и ранний вечер, с середины пика - с полудня до позднего вечера, а непиковый - как ночь; летом пиковые и средние пиковые периоды меняются местами, отражая кондиционирование воздуха как движущую силу летнего спроса. По состоянию на 1 мая 2015 года большинство электроэнергетических компаний Онтарио завершили перевод всех клиентов на выставление счетов за время использования «умных счетчиков» с тарифами в пиковые периоды около 200% и средними пиковыми тарифами около 150% от тарифов в непиковые часы за кВтч.

В Австралии существуют национальные стандарты реагирования на спрос (серия AS / NZS 4755), которые применялись по всей стране распределителями электроэнергии в течение нескольких десятилетий, например, для управления водонагревателями, кондиционерами и насосами для бассейнов. В 2016 году в серию стандартов было добавлено, как управлять накопителями электроэнергии (например, батареями).

Снижение нагрузки

Системы производства и передачи электроэнергии не всегда могут соответствовать требованиям пикового спроса - наибольшему количеству электроэнергии, необходимому для всех потребителей коммунальных услуг в данном регионе. В этих ситуациях общий спрос необходимо снизить, отключив обслуживание некоторых устройств или сократив напряжение питания ( отключение питания ), чтобы предотвратить неконтролируемые сбои в обслуживании, такие как перебои в подаче электроэнергии (массовые отключения электроэнергии) или повреждение оборудования. Коммунальные предприятия могут вводить отключение нагрузки в обслуживаемых зонах посредством целевых отключений электроэнергии, регулярных отключений электроэнергии или путем заключения соглашений с конкретными промышленными потребителями с интенсивным использованием энергии для отключения оборудования во время общесистемного пика спроса.

Для получения дополнительной информации о сбросе нагрузки в Южной Африке см .: Энергетический кризис в Южной Африке # Load-shedding

Стимулы сбросить грузы

Потребители энергии нуждаются в некотором стимуле, чтобы ответить на такой запрос от поставщика услуг реагирования на спрос . Стимулы реагирования на спрос могут быть формальными или неформальными. Например, коммунальное предприятие может создать тарифный стимул, пропуская краткосрочное повышение цен на электроэнергию, или оно может ввести обязательные сокращения во время аномальной жары для отдельных крупных потребителей, которым выплачивается компенсация за их участие. Другие пользователи могут получить скидку или другие стимулы, основанные на твердых обязательствах по снижению мощности в периоды высокого спроса, иногда называемые негаваттами .

Опытные коммерческие и промышленные пользователи могут самостоятельно сбросить нагрузку без запроса от коммунального предприятия. Некоторые предприятия вырабатывают собственную электроэнергию и хотят оставаться в пределах своих производственных мощностей, чтобы не покупать электроэнергию из сети. Некоторые коммунальные предприятия имеют коммерческую структуру тарифов, которая устанавливает ежемесячные затраты на электроэнергию для потребителя в зависимости от момента наибольшего использования потребителем или пикового спроса. Это побуждает пользователей выравнивать свой спрос на энергию, известное как управление спросом на энергию , что иногда требует временного сокращения услуг.

В некоторых юрисдикциях был реализован интеллектуальный учет для обеспечения ценообразования в реальном времени для всех типов пользователей, в отличие от ценообразования с фиксированной ставкой на протяжении всего периода спроса. В этом приложении у пользователей есть прямой стимул сократить свое использование в периоды высокого спроса и высоких цен. Многие пользователи могут не иметь возможности эффективно снижать свой спрос в разное время, или пиковые цены могут быть ниже уровня, необходимого для изменения спроса в течение коротких периодов времени (пользователи имеют низкую чувствительность к цене или эластичность спроса низкая) . Существуют автоматизированные системы управления, которые, хотя и эффективны, могут оказаться слишком дорогими для некоторых приложений.

Применение для прерывистых возобновляемых распределенных энергоресурсов

В современной энергосистеме происходит переход от традиционных вертикально интегрированных коммунальных структур к распределенным системам, поскольку она начинает интегрировать более высокие уровни проникновения возобновляемых источников энергии. Эти источники энергии часто по своей природе распределены диффузно и прерывисто. Эти особенности создают проблемы со стабильностью и эффективностью сети, что приводит к ограничению количества этих ресурсов, которые могут быть эффективно добавлены к сети. В традиционной вертикально интегрированной сети энергия вырабатывается коммунальными предприятиями, которые способны реагировать на изменения спроса. Производство возобновляемых ресурсов регулируется условиями окружающей среды и, как правило, не может реагировать на изменения спроса. Отзывчивый контроль некритических нагрузок, подключенных к сети, оказался эффективной стратегией, которая способна смягчить нежелательные колебания, вносимые этими возобновляемыми ресурсами. Таким образом, вместо того, чтобы поколение реагировать на изменения спроса, спрос отвечает на изменения в генерации. Это основа реакции на спрос. Для реализации систем реагирования на спрос становится необходимой координация большого количества распределенных ресурсов с помощью датчиков, исполнительных механизмов и протоколов связи. Чтобы быть эффективными, устройства должны быть экономичными, надежными и в то же время эффективными в управлении своими задачами. Кроме того, эффективный контроль требует сильной способности координировать большие сети устройств, управлять этими распределенными системами и оптимизировать их как с экономической точки зрения, так и с точки зрения безопасности.

Кроме того, увеличивающееся присутствие переменной возобновляемой генерации вызывает большую потребность властей в приобретении дополнительных дополнительных услуг для баланса энергосистемы. Одной из этих услуг является резерв на случай непредвиденных обстоятельств, который используется для регулирования частоты сети на случай непредвиденных обстоятельств. Многие независимые системные операторы структурируют правила рынков вспомогательных услуг таким образом, чтобы реакция спроса могла участвовать наряду с традиционными ресурсами со стороны предложения - доступная мощность генераторов может использоваться более эффективно, когда они эксплуатируются в соответствии с проектом, что приводит к снижению затрат и меньшему загрязнению. По мере увеличения отношения инверторной генерации по сравнению с обычной генерацией механическая инерция, используемая для стабилизации частоты, уменьшается. В сочетании с чувствительностью инверторной генерации к переходным частотам, предоставление дополнительных услуг из других источников, помимо генераторов, становится все более важным.

Технологии снижения спроса

Доступны и разрабатываются новые технологии для автоматизации процесса реагирования на спрос. Такие технологии обнаруживают потребность в сбросе нагрузки , сообщают о спросе участвующим пользователям, автоматизируют сброс нагрузки и проверяют соответствие программам спроса и реакции. GridWise и EnergyWeb - две основные федеральные инициативы в США по развитию этих технологий. Университеты и частный сектор также проводят исследования и разработки в этой области. Масштабируемые и комплексные программные решения для аварийного восстановления способствуют развитию бизнеса и отрасли.

Некоторые коммунальные предприятия рассматривают и тестируют автоматизированные системы, подключенные к промышленным, коммерческим и бытовым пользователям, которые могут снизить потребление в периоды пикового спроса, существенно задерживая потребление. Хотя объем отложенного спроса может быть небольшим, последствия для энергосистемы (включая финансовые) могут быть значительными, поскольку планирование стабильности системы часто включает наращивание мощности для событий экстремального пикового спроса, а также запас прочности. Такие события могут происходить всего несколько раз в год.

Процесс может включать в себя отключение или отключение определенных приборов или раковин (и, когда спрос неожиданно низкий, возможно увеличение использования). Например, можно выключить обогрев или включить кондиционер или охлаждение (повышение температуры потребляет меньше электроэнергии), немного задерживая потребление до тех пор, пока не пройдет пик использования. В городе Торонто некоторые домашние пользователи могут участвовать в программе (Peaksaver AC), посредством которой системный оператор может автоматически управлять нагревателями горячей воды или кондиционированием воздуха во время пиковой нагрузки; сеть извлекает выгоду из отсрочки пикового спроса (давая время пиковым установкам для циклического включения или избегая пиковых событий), а участник извлекает выгоду, откладывая потребление до окончания периодов пикового спроса, когда цены должны быть ниже. Хотя это экспериментальная программа, в масштабе эти решения могут значительно снизить пиковый спрос. Успех таких программ зависит от разработки соответствующей технологии, подходящей системы ценообразования на электроэнергию и стоимости базовой технологии. Bonneville Power экспериментировала с технологиями прямого управления в жилых домах Вашингтона и Орегона и обнаружила, что предотвращенные инвестиции в передачу оправдывают стоимость технологии.

Другие методы реализации реагирования на спрос относятся к проблеме тонкого сокращения рабочих циклов, а не к реализации понижения температуры термостата . Они могут быть реализованы с использованием индивидуального программирования систем автоматизации зданий или с помощью методов роевой логики, координирующих несколько нагрузок на объекте (например, контроллеры Encycle EnviroGrid).

Аналогичный подход может быть реализован для управления пиковым спросом на кондиционирование воздуха в регионах с пиковым летним периодом. Предварительное охлаждение или поддержание немного более высокой настройки термостата может помочь в снижении пикового потребления.

В 2008 году было объявлено, что электрические холодильники будут продаваться в Великобритании, учитывая динамичный спрос, который будет задерживать или опережать цикл охлаждения на основе мониторинга частоты сети, но они не будут доступны по состоянию на 2018 год.

Промышленные заказчики

Промышленные заказчики также реагируют на спрос. По сравнению с коммерческими и бытовыми нагрузками промышленные нагрузки имеют следующие преимущества: величина потребления энергии промышленным производственным предприятием и изменение мощности, которое оно может обеспечить, обычно очень велики; кроме того, промышленные предприятия обычно уже имеют инфраструктуры для управления, связи и участия в рынке, что позволяет обеспечивать реакцию на спрос; кроме того, некоторые промышленные предприятия, такие как алюминиевый завод, могут предложить быструю и точную регулировку своего энергопотребления. Например, Alcoa «s Уоррик Операция участвует в MISO в качестве квалифицированного ресурса ответа спроса и Trimet алюминий использует плавильную печь в качестве краткосрочного мега-аккумулятора. Выбор подходящих отраслей для обеспечения реагирования на спрос обычно основан на оценке так называемой стоимости потерянной нагрузки .

Краткосрочные неудобства ради долгосрочных выгод

Сброс нагрузок во время пикового спроса важен, потому что это снижает потребность в новых электростанциях. Чтобы удовлетворить высокий пиковый спрос, коммунальные предприятия строят очень капиталоемкие электростанции и линии. Пик спроса случается всего несколько раз в год, поэтому эти активы работают лишь на небольшую часть своей мощности. Пользователи электроэнергии платят за эту простаивающую мощность по ценам, которые они платят за электроэнергию. По данным Коалиции Smart Grid Coalition, 10–20% затрат на электроэнергию в США связаны с пиковым спросом в течение всего 100 часов в году. DR - это способ для коммунальных предприятий снизить потребность в крупных капитальных затратах и, таким образом, снизить общие тарифы; тем не менее, у таких сокращений есть экономический предел, потому что потребители теряют производительную или удобную ценность неиспользованной электроэнергии. Таким образом, неверно смотреть только на экономию затрат, которую может дать ответ на спрос, без учета того, от чего потребитель отказывается в процессе.

Значение для работы рынков электроэнергии

Подсчитано, что снижение спроса на 5% привело бы к снижению цен на 50% в пиковые часы энергетического кризиса в Калифорнии в 2000–2001 годах. Поскольку потребители сталкиваются с пиковыми ценами и сокращают спрос, рынок должен стать более устойчивым к преднамеренному отказу от предложений со стороны предложения.

Использование электроэнергии в жилых и коммерческих помещениях часто резко меняется в течение дня, и реакция спроса пытается уменьшить изменчивость на основе сигналов ценообразования. Эти программы основаны на трех основных принципах:

1. Неиспользуемые производственные мощности по производству электроэнергии представляют собой менее эффективное использование капитала (небольшой доход, когда они не работают).
2. Электрические системы и сети обычно масштабируют общий потенциальный объем производства для удовлетворения прогнозируемого пикового спроса (с достаточной резервной мощностью, чтобы справиться с непредвиденными событиями).
3. Путем «сглаживания» спроса для уменьшения пиков потребуется меньше инвестиций в операционный резерв, а существующие мощности будут работать чаще.

Кроме того, значительные пики могут происходить редко, например, два или три раза в год, что требует значительных капитальных вложений для удовлетворения нечастых событий.

Закон США об энергетической политике в отношении реагирования на спрос

Закон об энергетической политике Соединенных Штатов от 2005 года уполномочил министра энергетики представить в Конгресс США «отчет, в котором определяются и количественно оцениваются национальные выгоды от реагирования на спрос и даются рекомендации по достижению конкретных уровней таких выгод к 1 января 2007 года. " Такой отчет был опубликован в феврале 2006 года.

В отчете оценивается, что в 2004 году потенциальная способность реагирования на спрос составляла около 20 500 мегаватт ( МВт ), 3% от общего пикового спроса в США, в то время как фактическое снижение пикового спроса на поставку составило около 9 000 МВт (1,3% от пикового), оставляя достаточный запас для улучшения. По дальнейшим оценкам, с 1996 года возможности управления нагрузкой упали на 32%. Факторы, влияющие на эту тенденцию, включают уменьшение количества коммунальных предприятий, предлагающих услуги управления нагрузкой, снижение числа участников существующих программ, изменение роли и ответственности коммунальных предприятий и изменение баланса спроса и предложения.

Чтобы стимулировать использование и реализацию реагирования на спрос в Соединенных Штатах, Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) в марте 2011 года издала Приказ № 745, который требует определенного уровня компенсации для поставщиков реагирования на экономический спрос, которые участвуют в оптовых рынках электроэнергии. . Заказ является весьма спорным и был против целого рядом энергетических экономистов, в том числе профессора Уильям У. Hogan в Гарвардском университете «s Kennedy School . Профессор Хоган утверждает, что порядок чрезмерно компенсирует поставщиков реагирования на спрос, тем самым поощряя сокращение производства электроэнергии, экономическая ценность которой превышает затраты на ее производство. Профессор Хоган далее утверждает, что Приказ № 745 является антиконкурентным и представляет собой «… заявление регулирующих органов для обеспечения соблюдения картеля покупателя». Несколько затронутых сторон, включая штат Калифорния, подали иски в федеральный суд, оспаривая законность Приказа 745. Дебаты по поводу экономической эффективности и справедливости Приказа 745 появились в серии статей, опубликованных в The Electricity Journal .

23 мая 2014 г. Окружной апелляционный суд округа Колумбия полностью отменил Приказ 745. 4 мая 2015 года Верховный суд США согласился пересмотреть решение округа округа Колумбия, ответив на два вопроса:

1. Обоснован ли вывод Федеральной комиссии по регулированию энергетики о том, что в соответствии с Федеральным законом об электроэнергетике, 16 USC 791a et seq., У нее есть полномочия регулировать правила, используемые операторами оптовых рынков электроэнергии для оплаты сокращений потребления электроэнергии и возмещения этих платежей путем корректировок оптовым ценам.
2. Ошибся ли Апелляционный суд, посчитав правило, изданное Федеральной комиссией по регулированию энергетики, произвольным и капризным.

25 января 2016 года Верховный суд США в решении 6-2 по делу FERC против Electric Power Supply Ass'n пришел к выводу, что Федеральная комиссия по регулированию энергетики действовала в рамках своих полномочий для обеспечения «справедливых и разумных» тарифов на оптовую продажу электроэнергии. рынок.

Снижение спроса и использование дизельных генераторов в национальной энергосистеме Великобритании

По состоянию на декабрь 2009 года у UK National Grid был заключен контракт на 2369 МВт для обеспечения реакции спроса, известной как STOR , сторона спроса обеспечивает 839 МВт (35%) с 89 участков. Из этих 839 МВт примерно 750 МВт - это резервная выработка, а остальное - снижение нагрузки. В документе, основанном на обширных получасовых профилях спроса и наблюдаемом изменении спроса на электроэнергию для различных коммерческих и промышленных зданий в Великобритании, показано, что лишь незначительное меньшинство участвует в изменении нагрузки и снижении спроса, в то время как большая часть ответа на спрос обеспечивается стендом -по генераторам.

Смотрите также

Ссылки