智能用电措施的成本效益探索研究

卢思丞

摘要：智能用电能够让电力网络跟用户实现实时交互响应，使得互动营销需求得以充分满足，并完善实施各类用电节能技术措施，促进用电管理服务水平的显著提升。在此进程中，优化采用智能用电措施，对于电力系统灵活性强化有重要意义。文章通过分析智能用电措施成本效益，旨在为电力系统可靠稳定供电提供有益思路。

关键词：智能用电措施；成本效益；电力系统；实时交互响应；互动营销需求 文献标识码：A

中图分类号：TM92 文章编号：1009-2374（2016）21-0179-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.21.087

1 概述

智能用电可基于先进信息通信技术运用完成电网跟用户的双向互动渠道的优化构建，进而充分实现多重效益的全面获取。采用有效的智能用电措施能够针对电力网络实际负荷进行合理调节，使得电力系统对调峰容量的实际需求大幅降低，减少系统整体发电能耗，削弱电力网络针对化石燃料调峰机组所产生的过度依赖。与此同时，通过智能用电措施运用能够积极引导用户科学实施用电行为，旨在实现其电费支出的不断降低。除此之外，立足给定发电投资水平角度来看，于峰荷时期采取智能用电措施，利于用户负荷的降低，合理规避由于调峰容量缺失导致堵塞系统安全问题的出现，为电力系统可靠供电奠定良好基础。由此可见，应细化研究智能用电措施成本效益，对于我国灵活完成电力系统高效建设具有一定参考价值。

2 智能用电技术研究理论分析

2.1 需求侧管理理论

在1986年，美国电力科学研究院率先提出了需求侧管理这一概念，即为DSM概念，其可谓是基于负荷管理实现对节电及调荷工程的大力推行，通过管理用电需求侧，并综合规划能源使用，旨在提升能源使用成效、控制大气污染，起到良好环境保护作用。现如今，全球均普及运用这一理论。近些年来，随着经济发展，电力市场建设趋于完善，相关利益主体更加多元化，立足竞争市场视角，需求侧资源获得重新认识。一般能够将DSM合理划分为短期机制与长期机制，促使其内容实现丰富。一旦实施长效机制则能获取长期作用，需求响应DR是可以在短期时间内起到一定作用的。为用于处理系统的急需调节运行状态引入，基于激励机制及价格信号应用促进市场中需求侧作用的全面强化，综合规划供应侧跟需求侧具体资源，顺应电力市场发展主流趋势。

2.2 模糊控制理论

该理论为可将模糊数学作为基础内容，合理选用语言规则表示手段以及计算机应用技术，通过模糊推理实施决策的高级控制策略。从实质角度出发来看，模糊控制属于非线性控制类型，包含在智能控制范畴中。模糊控制则是通过模糊语言变量以及模糊集理论、模糊逻辑推理等多元化知识运用针对人类模糊思维进行模拟的相关方式，基于计算机使用可实现跟操作者的相同控制。这个理论采用相对简单的数学模式人类的思维及判断进程细化表达出来，进而实现推广普及，涉足自动机理论以及图像识别、信号处理以及语言研究等各个领域。

2.3 数据可视化技术

数据可视化技术为跟数据之视觉表现形式相关的具体研究，把数据库中包含的各个数据项作为单个图元元素进行表示是该项技术的基本思想，大量的数据集构成数据图像，与此同时，通过多维数据模式针对数据对应属性值实施表示，立足多维度完成数据观察，深化剖析数据。就目前情况来看，数据可视化已然提出多种方式，根据可视化原理进行方法划分，具体包括面向像素技术以及基于几何技术、基于图标技术以及分布式技术等多项内容。

除此之外，现今所进行的数值分析和数理统计理论、数字挖掘技术、现代通信和物联网技术以及海量数据处理技术、信息安全技术等理论探究，能够充分夯实智能用电措施实施基础。

3 智能用电措施的成本效益分析

3.1 实施主体

通常而言，智能用电措施主要涵盖有系统频率相应服务以及短期运行备用服务、分时电价等方面内容。然而其对应的反应速度存在一定差异，加之电力系统调度机构针对其实施控制程度不一，造成与措施相关的实施主体有着差别。在分类多样化智能用电措施主导者的基础上，根据电力调度机构与用户、供电商针对实施主体展开划分。第一，调度机构。电力系统调度机构应由发电公司及需求侧管理机构处实现辅助服务的全面获取，旨在确保系统整日供求能够有效平衡，需求侧管理机构必须要在一年的某些时间段选用合理措施实现用电需求的优化降低，对应辅助服务包括系统频率响应与短期运行备用等；第二，用户。针对工业用户跟商业用户来说，尤其是大用户，他们能够把降低自身用电需求对应能力用到电力市场中进行交易或者是基于双边合同模式实施交易行为，在全球，纵观除英国以外的部分国家电力市场运营，包括大用户在内的用户会积极参与到市场交易获得电力，整个进程透明且公开，可以这样说，用户自身用电需求的降低能够跟供电商自身电能的出售处于相同标准平台下进行交易及竞争；第三，供电商。其可通过价格信号发出引导用户实现用户需求降低，多阶段可中断负荷电价和分时电价隶属相对较为常见的价格信号，其中尖峰电价属于特殊性质的分时电价，供电商可将一天中各个阶段用电价格进行预先确定，一般是把一天分成峰谷两个时段或者是峰谷三个时段或者是划分得更细一些，基于价格激励帮助用户完成用电策略的合理优化，使之尽可能做到科学合理用电。此外，供电商同样是多个时段中断负荷电价的实施主体，根据价格引导用户做到用电需求降低，促使系统供求平衡获得环节，系统实现可靠供电。

3.2 效益分析

结合图1可知，电费支出这项指标可针对用户在智能用电措施应用之后所产生财务效益展开衡量，其能够基于措施实施前后电费支出情况进行展现；用户平均停电时间主要指的是用户处于统计阶段时相关的平均停电小时数，其可作为用户侧实现供电可靠性反映的关键指标；购电成本可就智能用电措施应用之后供电侧经济效益所受影响进行衡量，通过供电侧所减少的峰荷供电量进行体现，即表现为供电侧购电成本的不断减少；供电可靠率指的是在统计阶段内的用户有效供电时间总小时数跟统计期间小时数的比值，该指标能够针对供电侧供电可靠性进行合理反映；新建机组成本，其是在综合考虑发电容量限制条件下的发电侧经济效益指标，能够通过用户在措施应用造成发电侧发生减少的发电容量进行展现，主要表现是发电侧发电成本的优化降低；超负荷运行比率，通常而言，若机组超负荷运行比例愈大则发电系统越容易出现崩溃现象，直接影响着系统可靠供电，所以在此合理选择机组超负荷运行比率指标针对用户措施应用后发电侧所获取的可靠性效益实施衡量。综上所述，若系统需实时实现供求平衡要使用智能用电措施针对实际用电需求展开调整，能够在完成直接经济效益获取的同时形成间接意义上的可靠性效益，使得用户真正可以分享到最为直接的经济效益，通过措施应用做出负荷调节行为，影响发电容量与供电量，旨在让发电侧以及供电侧获得一定可靠性及经济性等效益。研究发电侧效益指标可知，在某一个顶供电可靠水平基础上，进行智能用电措施的优化使用，能够实现系统针对新增发电容量投资需求的合理控制与不断减少，基于机组超负荷运行比例的有效降低增强系统供电稳定可靠性。所以通过智能用电措施应用可实现系统可靠性强化，特别是系统备用发电容量相对缺乏时。

3.3 成本分析

实践证明，采用智能用电措施能够获取相对较为明显的可靠性效益以及经济效益，然而这些行为必然会产生一定的成本支出，其中涵盖措施实施先期成本与过程成本、用户参与成本及供电侧参与成本、措施系统成本，基于此，能够从供电侧与用户两方面就智能用电措施实施成本展开细化分析。具体来说，供电侧对应的智能用电措施实施成本涵盖有系统成本、参与成本及其相关的信息通信设备安装购置费，相应的系统成本则包括运行维护成本以及推广教育费用、控制中心安装建设费用与维护运行成本，同时还包含着由于电费结构发生改变需做出对应工作所形成的成本。在用户侧通过智能用电措施应用所形成的成本主要是参与成本，即指的是购置与安装设备所产生的具体费用，就用户而言，主要指的是购置与安装控制器及智能电表对应形成的费用。

3.4 实施条件

虽然说智能用电措施实施可以催生多元化效益，然而其实施应具备相应条件。在整个市场中，基于合适的渠道方式针对系统所出现的供电紧张状况进行反映，同时体现出这个时期智能用电措施应用时对于供电紧张起到良好缓解作用的信号；推广普及使用智能电表可谓是智能用电措施实施的关键基础，因为智能电表可完成对信息的全面采集，基于这些信息向用户高质应该怎样正确实现自身用电负荷的降低，使之获取相应的经济回报数值，指导用户优化转变用电模式，做到科学用电；尽可能进行适合各种类型用户的相关智能用电措施的优化开发，在此注意必须明确实施细则，注重应用成效的优质获取，部分类别用户应为自身经用模式或生活状态所产生的用电需求弹性相对较差，未能符合系统调度机构提出的具体要求，并不能满足转移用电需求，所以部分分时电价机制在此类用户中适用性较差，则需采用更为有效的措施达到强化其反应能力的目的。

4 结语

综上可知，基于智能用电措施运用针对电网负荷进行合理调节，能够充分凸显出保障系统供电可靠性需求，为满足未来低碳环保发展要求，电力系统愈发需要基于智能用电措施实施实现对可再生能源的间断性发电出力对系统造成的供求不平衡的影响有效缓解，应用意义十分深远。

参考文献

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[3] 霍沫霖，单葆国.欧洲智能用电发展综述及启示[J].中国电力，2012，（11）.

[4] 刘晓芳.用户侧智能用电关键技术实现方案的研究[J].低压电器，2013，（2）.

（责任编辑：周 琼）