电力需求侧相关概念讲解.docx
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电力需求侧相关概念讲解
一、总体要求
1.需求侧管理系统软件
项目
序号
技术参数要求
功能要求
1
基础信息管理。
系统需要用到的电力营销、计量自动化数据、调度系统数据的采集和错峰户、保电户的设置以及供电所月负荷信息维护。
2
错峰用电管理。
错峰方案的制定与维护、制定错峰计划并发送错峰短信、错峰实时监控、自觉错峰分析。
3
节能管理。
节能需求上报、节能建议书填写打印。
4
客户用电抽样。
抽取用电客户进行抽样调查，调查结果录入系统。
5
电量预测。
按照winters等模型对供电量和售电量进行预测。
6
有序用电。
根据统调计划合理分配各地区的用电指标，在用电需求超出电网供电能力时结合预设有序用电方案给决策者提供错峰、避峰、限荷减产、可紧急中断负荷等决策方案。
7
用电需求侧数据库。
提供以往典型行业、体现行业用电特性和负荷特性的负荷数据和节能案例数据，并且能够形成完整的教学课件。
2.节能诊断及潜力评估管理系统软件
项目
序号
技术参数要求
功能要求
1
节能潜力评估。
系统具备潜力评估基础指标与常量的维护功能，同时，提供评估指标的定制功能。
具有完整的节能潜力评估模型，满足节能评估要求。
提供节能潜力评估过程管理，可实现对目标客户节能潜力的评估与结果查看。
2
节能服务管理。
具备节能诊断管理、节能告知管理、节能咨询管理与节能合理化建议、节能宣传管理功能。
3
合同能源项目管理。
提供合同能源项目管理、项目合同管理、客户侧节能改造项目管理、项目里程碑管理等多项功能。
4
统计分析。
功能包括综合信息查询、节能服务查询、节能项目查询、评估结果查询、评估结果查询、节约用电统计等。
其中综合信息查询要求涵盖客户基础信息查询、节能公司基础信息查询、节能简报管理查询等；节能服务查询提供节能告知查询、节能宣传、咨询、建议查询以及节能诊断查询。
5
节能诊断及合同能源项目管理系统数据库。
提供至少一个典型行业、体现行业用电特性和负荷特性的负荷数据和节能案例数据。
6
综合信息管理。
主要实现对节能诊断及合同能源项目管理中与电力客户有关信息的维护管理、数据获取录入修改等。
要求系统具备变压器综合管理、客户基础信息管理、节能公司基础信息管理、节能简报管理等功能。
二、常用概念
1.需求侧定义
需求侧管理定义：
在政府法规和政策的支持下，采取有效的激励和引导措施以及适宜的运作方式，通过发电公司、电网公司、能源服务公司、社会中介组织、产品供应商、电力用户等共同协力，提高终端用电效率和改变用电方式，在满足同样用电功能的同时减少电量消耗和电力需求，达到节约资源和保护环境，实现社会效益最好、各方受益、最低成本能源服务所进行的管理活动。
——XX百科
电力需求侧管理（PowerDemandSideManagement，DSM）指达到节约能源和保护环境的目的，实现低成本电力服务所进行的用电管理活动。
其主要内容是对终端用户进行负荷管理，使用电负荷平均化，提高终端能源使用效率及实现综合资源规划等。
——XX百科
2.核心共同点
对象：
政府、电力公司、能源服务公司、社会中介组织、产品供应商、用电客户。
目标：
节约电力，减少装机，提高环境质量，提高电力公司的经济效益和市场竞争力。
手段：
由政府主导，电力公司为主要实施推广单位，旨在以经济激励（拉大峰谷电价实施错峰等）为主要手段，引导和刺激广大电力用户优化用电方式、提高终端用电效率、实现重大电力节约。
3.意义
社会效益：
减少电力需求，从而减少一次能源的消耗与污染物的排放，缓解环境压力，同时减少社会资源的投入和自然资源的消耗。
对政府而言，可以通过实施DSM，合理配置电力资源，促进经济的协调发展，还可以促进用电设备的更新换代，增加对高能效设备的需求，促进GDP增长，降低单位GDP能耗。
对于电力客户而言，实施DSM可以帮助降低电力消耗，减少电费支出，降低企业的经营成本，提高产品竞争力。
对电网公司而言，实施DSM可以减少高峰时段电力负荷对电网的压力，提高供电可靠性和服务水平；在电力供应形势紧张的情况下，可以大大缓解限电的压力，可以提高电网设备的利用率，保证电网安全、经济运行，减少和延缓电网建设的投资。
4.预测模型
1）Winters模型介绍
如果数据是平稳或水平型的，则滑动平均或一次指数平滑法是合适的；若数据中表现出线性趋势，则二次滑动平均或二次指数平滑的线性模型即可处理；但是，若数据中隐藏着季节成分，则上述方法就无能为力了。
但是，著名的Winters方法可直接处理兼有趋势成分和季节成分的数据。
其基本思想是把这种时间序列中的水平因素、趋势因素和季节因素从中分离出来，然后再综合起来进行预测。
Winters方法由下述几个部分构成：
St=αYt/It-p+（1-α）（St-1+bt-1）（整体平滑）（2-10）
bt=γ（St-St-1）+（1-γ）bt-1（趋势平滑）（2-11）
It=βYt/St+（1-β）It-p（季节平滑）（2-12）
Yt+m=（St+btm）It-p+m（预测）（2-13）
此处，P有季节长度，α，β和γ均为（0，1）中的平滑常数。
由式（2-13）可以看出，未来的预测值是一个线性趋势和季节因子的乘积。
参数说明：
衰减因子：
表示以前历史数据变化趋势对预测的影响，如果历史数据增长较快，即衰减较小，因子取值适当调高；反之适当调低。
选择项中值10～值100分别表示10％～100％，一般取值为90％。
结果因子：
表示一种对预测的结果调整，效果是对预测结果加上适当的调节，可结合经验用于对结果校正。
2）一元线性回归
所谓回归分析，就是在统计“平均”的意义下，定量地描述所考察地变量之间的数量关系；它一般用来刻化一个预测对象（因变量）Y与一个或多个预测因子（自变量）X之间地相关关系，其表现形式是由Y、X和参数θ构成的代数方程，即：
f（Y,X,θ,ε）=0,或Y=f（X,θ）+ε，以上两式中的ε表示随机误差。
习惯上，取f为X和θ的显函数。
如果X仅表示一个解释变量，则称相应的模型为一元回归模型，否则称为多元回归模型；如果f关于X和θ都是线性的，称其为线性回归模型。
3）二次指数平滑
指数平滑技术是最常用的预测方法，它比较简单和直观，属于非统计性模型。
其依据的基本原则是：
（a）厚古薄今，即就历史信息的价值而言，愈靠近当前，对未来的影响愈大；愈远离当前，则对未来的影响愈小。
（b）误差反馈原理。
它把预测看作一个不断学习的过程，认为对未来的预测，可以利用过去的经验（预测误差）来进行调整或修正。
设Yt和Yt分别是前一期的观测值和预测值，而α∈[0，1]；若历史数据是平稳型的，则Yt+1=αYt+（1-α）Yt+1=Yt+α（Yt-Yt）=Yt+αεt（2-1）此处，εt为前期的预测误差。
参数说明：
平滑因子：
适当调整平滑因子，可使预测值曲线更平滑，更准确，更接近实际情况。
4）BP神经网络
用人工神经网络预测,其基本思想是：
首先收集数据去训练网络，然后用人工神经网络的算法去建立数学模型，进行预测；
理论上，在足够多的时间和足够多的数据的基础上，神经网络可以模拟出任意一个非线性的数据之间的关系，由此而建立数学模型；
5）灰色模型
1、灰色预测法是一种对含有不确定因素的系统进行预测的方法。
灰色系统是介于白色系统和黑色系统之间的一种系统。
2、白色系统是指一个系统的内部特征是完全已知的，即系统的信息是完全充分的。
而黑色系统是指一个系统的内部信息对外界来说是一无所知的，只能通过它与外界的联系来加以观测研究。
灰色系统内的一部分信息是已知的，另一部分信息时未知的，系统内各因素间具有不确定的关系。
3、灰色预测通过鉴别系统因素之间发展趋势的相异程度，即进行关联分析，并对原始数据进行生成处理来寻找系统变动的规律，生成有较强规律性的数据序列，然后建立相应的微分方程模型，从而预测事物未来发展趋势的状况。
其用等时距观测到的反应预测对象特征的一系列数量值构造灰色预测模型，预测未来某一时刻的特征量，或达到某一特征量的时间。
5.96点供/受电负荷
96点日负荷预测：
即预测次日个时点（15min/点）的负荷值。
6.有序用电
是指通过法律、行政、经济、技术等手段，加强用电管理，改变用户用电方式，采取错峰、避峰、轮休、让电、负控限电等一系列措施，避免无计划拉闸限电，规范用电秩序，将季节性、时段性电力供需矛盾给社会和企业带来的不利影响降至最低程度。
（XX百科的定义）
1）有序用电目标
有序用电，是指通过法律、行政、经济、技术等手段，加强用电管理，改变用户用电方式，采取错峰、避峰、轮休、让电、负控限电等一系列措施，避免无计划拉闸限电，规范用电秩序，将季节性、时段性电力供需矛盾给社会和企业带来的不利影响降至最低程度。
有序用电由各级政府和有关政府部门主导及推动，充分调动供电企业和电力用户的积极性，共同参与和配合。
在电力供需不平衡情况下，坚持限电不拉电，确保市民用电不受影响，确保重点企业生产需要，确保城市生产生活正常有序。
2）有序用电对象
有序用电的对象主要指电力用户的终端用能设备，以及与用电环境条件有关的设施。
包括以下6方面：
1、用户终端的主要用电设备，如照明系统、空调系统、电动机系统、电热、电化学、冷藏、热水器等；
2、与电能相互替代的用能设备，如以燃气、燃油、燃煤、太阳能、沼气等作为动力的替代设备；
3、与电能利用有关的余热回收，如热泵、热管、余热和余压发电等；
4、与用电有关的蓄能设备，如蒸汽蓄热器、热水蓄热器、电动汽车蓄电瓶等；
5、自备发电厂，如自备背压式、抽汽式热电厂，以及燃气轮机电厂、柴油机电厂等；
6、与用电有关的环境设施，如建筑物的保温、自然采光和自然采暖及遮阴等。
3）有序用电资源
有序用电资源主要指终端用电设备节约的电量和节约的高峰电力需求。
主要包括：
1、提高照明、空调、电动机及系统、电热、冷藏、电化学等设备用电效率所节约的电力和电量；
2、蓄冷、蓄热、蓄电等改变用电方式所转移的电力；
3、能源替代、余能回收所减少和节约的电力和电量；
4、合同约定可中断负荷所转移或节约的电力和电量；
5、建筑物保温等改善用电环境所节约的电力和电量；
6、用户改变消费行为减少或转移用电所节约的电力和电量；
7、自备电厂参与调度后电网减供的电力和电量。
用户通过改造现有设备或改变用电习惯所获得的资源可称为“可改造的资源”。
而用户新购买的设备如果仍然使用低效或普通效率的设备，这样新增加的可改造的资源可称为“可能丧失的资源”。
有序用电要注重“可改造的资源”的挖掘，更要重视“可能丧失的资源”的流失。
4）有序用电实施原则
为使有序用电方案落到实处，实现全社会的有序、有效用电，最大限度地满足社会经济发展和人民生活对电力的需求，对有序用电错峰管理工作确立了六大原则。
1、“两个确保”的原则
科学调度，确保电网安全稳定运行。
以“确保电网安全，确保社会经济稳定”为目标，严格遵循“有多少、用多少，缺多少、错多少”和公平负担的原则，“先错峰、后避峰、再限电、最后拉路”对错峰、避峰负荷实行“定企业、定设备、定容量、定时间”，认真做好有序用电方案的编制和实施工作。
2、“五个保障、两个优先”的原则
“五个保障”就是保障居民生活用电不受影响、保障农业生产用电不受影响、保障国防工业和重要用户正常用电不受影响；“两个优先”就是优先安排高新技术和外资企业的合理用电需求。
3、“有序用电”与“资源节约”相结合的原则
实施有序用电，开展电力需求侧管理错峰与落实国家产业政策、能源政策、环保政策相结合，树立科学的发展观，改变经济增长方式，强化电力资源的优化配置，切实做到“有保、有限”，提高电力资源的整体利用效率。
4、“属地负责”的原则
实行条块结合、以块为主、属地管理。
供电公司按照分配的负荷指标负责本行政区域的有序用电工作。
同时，各级政府还要加大辖区内地方电厂的扶持力度，努力提高电力供应水平。
5、“社会效益“与”“经济效益”双赢的原则
在用电高峰来临时，各地要迅速按有序用电方案合理错峰移峰，最大限度地降低因缺电造成的损失；当高峰用电负荷回落时，要及时按快速释放电力方案开放用电负荷，最大限度地满足社会用电需求，实现社会效益与经济效益双赢。
6、电力平衡分级预警原则
根据气温和负荷的变化特点，将供用电形势分为5个等级，并实施分级控制。
出现不同等级的缺电形势时，启动相应错峰方案。
5）有序用电措施
我国目前的几种有序用电措施包括：
错峰用电、避峰用电、限电、紧急拉闸等。
其中，错峰用电主要指将客户高峰负荷推移到其他时段的调荷方法，包括将日高峰负荷移至日其他时段——日错峰，将工作日负荷移至休息日——周错峰，将高峰月份用电移至低谷月份——年度错峰（如高峰季节进行年检）。
具体手段有：
调整生产班次、错开上下班时间、周轮休制度、高峰季节和高峰时段检修制度等；避峰是指通过可中断负荷避开高峰用电；限电是指在一定时期内限制部分电力用户使用电能，主要针对高耗能企业；拉闸是指根据各级调度机构发布调度命令，切除部分用电负荷。
在电力紧缺情况下，用电企业根据电力紧缺情况，采取不同措施，缓解用电紧缺状况。
6）有序用电工作的角色职责
有序用电工作中涉及多方参与者，包括政府、供电企业、发电企业、用电客户等。
1、政府部门——主导和监管作用
电力系统本身复杂的特点和我国电力市场作为自然垄断市场导致的市场失灵决定了在我国目前的市场环境下，只能由政府通过行政命令的方式进行有序用电的监督和管理。
因此，政府部门应负责指导、监督和协调有序用电工作，且由政府作为第三方来评估各个用户的停电损失，并以此作为应对紧急情况拉闸限电的依据。
2、供电企业——编制方案，组织实施
供电企业具有强大的营销网络，且拥有配电系统一批技术人员，特别是系统运行、负荷管理等领域拥有丰富的经验，且供电企业与电力用户的联系最为紧密］，因此，供电企业具备一定优势，应按照政府有关部门要求做好市场调研，编制有序用电工作方案，并组织实施，是有序用电的执行者和具体操作者。
编制有序用电方案的过程中，用户调研是基础，这涉及到多种计算机系统的应用采集，因此，高技术的计算机系统可帮助供电企业编制差异化的有序用电方案。
3、用电客户——严格执行有序用电方案
用电客户是电力需求侧管理的直接实施主体，用电客户落实有序用电方案措施的程度直接影响有序用电工作的效果。
按照精细化管理思想，用电客户应该积极主动配合其他参与方的工作，要求信息数据准确，并严格按照有序用电方案执行。
这个过程中，供电企业也应加强客户关系管理，赢取客户的支持和配合。
4、发电企业——保障发电出力做好发电预案
发电企业是电力供应商，其发电出力情况直接影响负荷缺口，因此，为了社会整体的效应，发电企业应积极制定各种措施保障发电机组的出力，按照政府部门和电网调度指令，加强设备运行维护、燃料储备、组织安全生产、优化检修计划等，并及时上报发电计划，做好发电预测工作。
7.错峰用电
1）定义
指错开用电高峰期用电。
错峰用电是指根据电网负荷特性，通过行政、技术、经济等手段将电网用电高峰时段的部分负荷转移到用电低谷时段，从而减少电网的峰谷负荷差，优化资源配置，提高电网安全性和经济性。
2）实施错峰的意义
许多大城市或者工业城市因用电紧张供电不足，在用电高峰期供电部门为了保证一些如职能部门、医院、学校等的正常用电，对企业、区域用电户进行用电时间的调整，错开分配。
对某些企业、工厂在一定的时间内停止供电。
如：
XX工厂周一、周三停电，调整到周日用电、夜间用电等。
现阶段造成电力供应紧张的主要原因是高峰负荷过高，电网峰谷负荷差很大，在高峰时受电源供应、电网输送能力的限制造成用电高峰期间的电力供应缺口。
采取错峰用电：
一是降低了高峰用电负荷，保障电网在高峰时期的安全运行；
二是通过错峰用电将高峰负荷部分转移到低谷时期，使周期性波动的电网负荷变得更为均衡，有利于提高发供电设备的利用率，减少发供电设备的建设投入，优化电力资源配置；
三是通过错峰用电，将提高电力供应整体的效率与效益，节约能源，最终降低用电成本，对用电企业、对社会经济发展都有重大的意义。
3）错峰预警信号
错峰预警信号分为黄色信号、红色信号和绿色信号3类信号。
黄色信号指次日按错峰计划自觉错峰，自觉安排避峰生产或停止生产；红色信号指电力供应不足，可能在10min后紧急中止供电，请客户做好紧急停止生产的措施；绿色信号指错峰信号解除，可以安排生产。
黄色信号的发布，是地方调度部门根据次日错峰方案，确定错峰客户群组，通知当地呼叫中心。
呼叫中心按调度指令，在计划错峰日的前一天18点前将黄色信号发送给错峰客户的指定联系人。
同时将黄色信号发布给错峰工作负责人。
当客户收到黄色信号后，自觉错峰。
而错峰工作负责人收到黄色信号后，按错峰信号的要求加强对客户的用电监督，保证错峰量满足调度下达的指标。
红色信号的发布，只在客户错峰当日出现。
是调度部门根据当日实时负荷变化情况确定客户群组，不定时的将紧急错峰指令通知或发送给当地呼叫中心。
呼叫中心按确定的错峰群组，5min内将红色信号发送给错峰客户指定联系人，同时将红色信号发布给错峰工作负责人。
错峰客户收到红色信号，10min内紧急安排自觉停电。
错峰工作负责人收到红色信号，按错峰要求加强对客户的用电监督，保证错峰停电的有效执行。
绿色信号的发布，也只是在客户错峰当日出现。
是调度部门根据当日实时负荷变化情况确定客户群组，不定时将错峰解除指令发布或通知当地呼叫中心，呼叫中心按确定的错峰群组，5min内将绿色信号发送给错峰客户指定联系人，同时将绿色信号发布给错峰工作负责人。
错峰客户收到绿色信号，可安排生产。
错峰工作负责人收到绿色信号，及时与客户联系沟通。
8.用电负荷
1）概念
电能用户的用电设备在某一时刻向电力系统取用的电功率的总和，称为用电负荷；
2）分类要求
2.1、根据对用电可靠性要求的不同
2.1.1、一级负荷：
中断供电时将造成人身伤亡，或经济、政治、军事上的重大损失的负荷：
如发生设备重大损坏，产品出现大量废品，引起生产混乱、重要交通枢纽、干线受阻、广播通信中断或城市水源中断、环境严重污染等；
2.1.2、二级负荷：
中断供电时将造成严重减产、停工，局部地区交通阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打乱；
2.1.3、三级负荷：
除一、二级负荷之外的一般负荷，这级负荷短时停电造成的损失不大。
2.2、根据国际上用电负荷的通用分类
2.2.1、农、林、牧、渔、水利业：
包括农村排灌、农副业、农业、林业、畜牧、渔业、水利业等用电，约占总用电负荷的7%；
2.2.2、工业：
包括各种采掘业和制造业用电，约占总用电负荷的80%；
2.2.3、地质普查和勘探类：
此类负荷仅占总用电负荷的0.07%；
2.2.4、建筑业：
约占总用电负荷的0.76%；
2.2.5、交通远运、邮电通信业：
公路、铁路车站、码头、机场、管道运输、电气化铁路及邮电通讯等用电，约占总用电负荷的1.7%；
2.2.6、商业、公共饮食、物资供应和仓储业：
各种商店、饮食业、物资供应单位及仓储用电等，约占总用电负荷的1.2%；
2.2.7、其它事业单位：
包括市内交通、路灯照明用电、文艺、体育单位、国家党政机关、各种社会团体，福利事业、研究等单位，约占总用电负荷的3.1%；
2.2.8、城乡居民生活用电：
包括城市和乡村居民生活用电，约占总用电负荷的6.2%；
2.3、国民经济各个时期的政策和要求的不同
2.3.1、优先保证供电的重点负荷；
2.3.2、一般供电的非重点负荷；
2.3.3、可以暂时限电或停电的负荷；
3）设备分类
一般将用电设备按其工作性质分为以下三类：
3.1、长时工作制用电设备
其使用时间长或连续工作的用电设备，如多种泵类，通风机、压缩机、输运带、机床、电弧炉、电阻炉、电解设备和某些照明装置等．
3.2、短时工作制用电设备
其工作时间短而停歇时间相对较长的用电设备，如切削机床辅助机械的驱动电动机，启闭水闸的电动机等。
3.3、反复短时工作制用电设备
其时而作，时而停歇，反复运行的用电设备，如吊车用电动机，电焊用变压器等。
4）构成特点
电力系统负荷一般可以分为城市民用负荷、商业负荷、农村负荷、工业负荷以及其他负荷等，不同类型的负荷具有不同的特点和规律。
1、城市民用负荷主要是城市居民的家用电器，它具有年年增长的趋势，以及明显的季节性波动特点，而且民用负荷的特点还与居民的日常生活和工作的规律紧密相关。
2、商业负荷，主要是指商业部门的照明、空调、动力等用电负荷，覆盖面积大，且用电增长平稳，商业负荷同样具有季节性波动的特性。
虽然商业负荷在电力负荷中所占比重不及工业负荷和民用负荷，但商业负荷中的照明类负荷占用电力系统高峰时段。
此外，商业部门由于商业行为在节假日会增加营业时间，从而成为节假日中影响电力负荷的重要因素之一。
3、工业负荷是指用于工业生产的用电，一般工业负荷的比重在用电构成中居于首位，它不仅取决于工业用户的工作方式（包括设备利用情况、企业的工作班制等），而且与各行业的行业特点、季节变化和经济危机等因素都有紧密的联系，一般负荷是比较恒定的。
4、农村负荷则是指农村居民用电和农业生产用电。
此类负荷与工业负荷相比，受气候、季节等自然条件的影响很大，这是由农业生产的特点所决定的。
农业用电负荷也受农作物种类、耕作习惯的影响，但就电网而言，由于农业用电负荷集中的时间与城市工业负荷高峰时间有差别，所以对提高电网负荷率有好处。
从以上分析可知电力负荷的特点是经常变化的，不但按小时变、按日变，而且按周变，按年变，同时负荷又是以天为单位不断起伏的，具有较大的周期性，负荷变化是连续的过程，一般不会出现大的跃变，但电力负荷对季节、温度、天气等是敏感的，不同的季节，不同地区的气候，以及温度的变化都会对负荷造成明显的影响。
电力负荷的特点决定了电力总负荷由以下四部分组成：
基本正常负荷分量、天气敏感负荷分量、特别事件负荷分量和随机负荷分量。
9.电力需求侧管理办法
10.有序用电管理办法
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