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【关键词】电力;营销策略;新能源
一、新能源的概念
能源,就是可以直接或经转换提供人类所需的光、热、动力等任意形式能量的载能体资源。能源种类繁多,根据不同的划分方式,能源也可分为不同的类型。
新能源则是相对于常规能源而言的,1980年联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”对新能源的定义为:以新技术和新材料为基础,使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用,用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源,如太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能等能源。
二、新能源发展给电力营销带来的机遇
随着社会经济的发展进步,我国已逐步摆脱能源供应匮乏的局面。由于全球低碳环保趋势的推动及自身可持续发展的需要,我国做出了节能减排的承诺――到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,并通过制定相关政策,采取相应措施调整和引导能源供应及消费体系。2004年国务院常务会议通过了《能源中长期发展规划纲要(2004-2020年)》就提出了“坚持以煤炭为主体、电力为中心、油气和新能源全面发展的战略”。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出,以环保和可再生为特质的新能源逐渐得到各国的重视,以风能、太阳能等新能源得到迅猛发展
我国的能源资源及电力负荷分布呈现的显著空间差异,电力负荷中心主要集中于华北、华中、华东、华南等经济发达地区,能源资源则集中在西部、北部。因此,我国规划并推动建设了西南水电基地、西部北部大型煤电基地、风电基地和太阳能发电基地等一系列大型能源基地。为了确保国家能源安全及能源的合理有效利用,我国在“十二五”规划纲要中明确提出了跨区输电和新能源发电并网的目标,通过建设特高压输电通道实现大规模、长距离的跨区域电力输送与配置,这为新能源的发展及坚强智能电网的建设提供了千载难逢的历史机遇。
根据我国能源状况和负荷分布的特点,如何看待新能源的快速发展与电能利用的关系,这对于两者的发展都至关重要。根据能源转换传递过程分类标准,可以看到风能、太阳能、生物质能、地热能及海洋能等新能源多为一次能源,而电能为二次能源,因此从根本上来说新能源与电能在能源利用体系中并非相互替代的作用,而是协同发展的关系。目前新能源的大规模利用与发展,其主要途径就是通过发电转换为电能。
二者的协同发展体现在,一方面电网的逐步完善,电网输送与配置能力的增强,将增强新能源发电的并网能力,提高新能源的利用效率,进一步保障和推动新能源的发展;另一方面新能源的快速发展,必将伴随着对能源输送与配置要求的提高,这也将进一步奠定和巩固电能在我国能源利用体系中的中心地位,尤其是电网的输送与配置作用,同时新能源的快速发展,这也对电力公司尤其是电力营销工作提出了更为复杂、更高标准的发展要求。
新能源在某些利用方式上确实与电能存在竞争性、替代性作用,比如太阳能热利用,太阳能热水器等的推广应用可以一定程度上解决居民的供暖、制冷等需求;生物质能中,沼气在广大农村地区得到广泛应用,生物质固体成型燃料也能发挥燃料、供热的作用,生物液体燃料中的燃料乙醇、生物柴油可以作为汽车燃料替代石油等;在地热资源丰富的地区,也可以将地热能用于供暖等。
三、新能源发展给电力营销带来的挑战
新能源的发展,作为新的时代背景下外部环境变化表现出的一种外部推动力,推动着整个电力系统,尤其是电力营销工作从运行体制、制度体系、人员理念、技术能力等各个方面进行转变。
(一)新能源的并网问题。风能、太阳能等新能源发电具有随机性和间歇性特点,大规模开发利用及接入电网也对电网安全稳定运行带来新的问题和挑战,电网调峰调频压力增大、电压控制难度提高、电网安全稳定运行风险增加。这就需要提升电力公司的自动化技术、协调控制技术和储能技术能力,制定合理有效的并网政策及技术标准,理顺新能源发电企业与电力公司等各方利益,进而推动鼓励优化电源结构的政策等。
(二)远距离输电问题。为了保证经济社会发展,确保全国电力供应,实现全国范围内的资源优化配置,国家“十二五”规划纲要提出通过建设特高压电网骨干网架实现跨区输电。交流输电具有方便电力接入、传输和消纳的特点,然而远距离输电就体现出交流输电的经济性、安全稳定性的不足,直流输电适用于大容量、远距离输电,然而我国高压直流输电起步较晚,相关技术能力、标准体系、业务规范等尚需进一步加强建设。
(三)电网安全性及可靠性问题。电力安全事关经济发展和社会和谐,国外屡屡发生的大面积停电事故,对其经济社会发展产生诸多不良影响。目前我国电网呈现出结构整体薄弱、电网电源发展不协调、系统运行日趋复杂、负荷增长迅速等特点,新能源大规模接入对电网的安全稳定运行的冲击,以及远距离大容量直流输电与受端交流电网的融合问题等,使得电网的安全性、运行的可靠性成为备受关注的问题。
(四)新型用电服务问题。伴随着新能源的发展和经济社会的进步,电动汽车、智能家电等新型用电业务的发展,对电能供应质量、电力营销服务也提出了更高的要求。这就需要电力公司提供更为安全可靠、经济优质、灵活互动、友好开放的电力供应方案,不断拓展电力服务的内容和范围,提供更加多样化、更加便捷和优质的服务,增加客户的选择权和自,实现客户与电网的双向互动。
(五)分布式能源利用问题。分布式电源,是指位于用户附近,所发电能就地利用,以10千伏及以下电压等级接入电网,且单个并网点总装机容量不超过6兆瓦的发电项目。包括太阳能、天然气、生物质能、风能、地热能、海洋能、资源综合利用发电等类型。
四川地区的能源资源禀赋、决定了适合包括风能、太阳能、生物质能、地热能、小水电等在内的新能源发展,而主要的利用途径就是分布式能源利用。分布式能源利用途径可以一定程度解决广阔的农村及偏远地区的能源消费需求,提高能源利用效率,降低电力成本,提高电能消费所占的比重。然而,分布式能源利用的大规模发展,还需要克服技术装备自主制造、经营成本、运营效率、运行可靠性、发电并网等一系列突出问题,同时解决相关能源政策、发展战略、技术标准及系统规范等问题。
四、新能源发展对电力营销战略的影响
针对电源布局不合理的问题,对新能源的消纳能力不足问题,根据国际能源消费格局及我国能源资源的利用现状,结合我国经济发展及人民生活的实际需要,电力公司提出了以大能源观为核心的“一特四大” 电力营销战略
所谓大能源观,是指以系统论的方法,以可持续发展的理念,以全局的、整体的、历史的、开放的、普遍联系的视角去分析和研究能源问题。结合我国实际来看,就是统筹考虑能源发展与经济、社会、环境、外交等各方面的关系;统筹考虑满足能源需求、保护生态环境与增强国际竞争力的关系;统筹考虑国际、国内能源资源开发利用的关系;统筹考虑煤、水、电、油、气、核等各种能源之间的关系;统筹考虑化石能源与非化石能源、传统能源与新能源之间的关系;统筹考虑能源开发、输送、消费等各个环节之间的关系。
按照大能源观的视角审视当前我国的能源生产供应体系,为保障能源安全及实现节能减排目标,国家电网公司制定了当前和今后一个时期我国电力工业发展的核心战略――“一特四大”战略,即建设特高压电网,促进大煤电、大水电、大核电和大型可再生能源发电基地建设。
“一特四大”战略的具体内涵是指,建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网,加快空中能源通道建设,实施输煤输电并举,促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源发电基地的集约高效开发,实行大规模、远距离输电和全国范围优化配置能源资源,为我国经济社会发展提供可持续的电力保障。其中,特高压技术是指电压等级为交流1000千伏及以上和直流±800千伏及以上的输电技术,是当今世界电压等级最高、最先进的输电技术。
实施“一特四大”战略,使大规模的能源生产、转换、输送成为可能,进而有效解决我国能源供应保障、利用效率、资源配置、环境约束、技术创新等方面存在的突出问题,对我国能源可持续发展意义重大、影响深远。
参考文献:
[1]王广庆、谢传胜,电力市场营销基础[M].中国电力出版社.2004.
[2]刘秋华,电力市场营销管理[M].中国电力出版社.2006
关键词:存在问题 问题分析 改善措施
Abstract: because of the constant development of economy, the development of the technology of building heating, have the related problems, at the same time, people blindly to pursue economic consequences to but energetically develop resources, this not only destroy the natural environment, but also will threaten the existence of people. This paper will hvac technology of the problems and the improvement measures for related elaboration.
Keywords: problems problem analysis improvement measures
中图分类号:TU96+2文献标识码:A文章编号:
存在的问题
随着科学技术的进步,人们一步一步克服各种各样的技术困难,将原是奢侈品的空调送进千家万户。暖通工程包括空调、采暖及通风等系统,安装起来较为复杂。一般是桩基工程结束后就开始暖通安装工程的预埋及预留工作,但绝大部分工作量都是在整个建筑工程的后期进行的。要做好暖通安装工程的施工,必须认真翻阅图纸,联系工程实际做好施工计划,并依据现行规范要求进行全过程管理控制。而暖通技术存在的问题包括:
1.集中供热目前正受到其他采暖能源和供应方式的有力竞争。
2.氧化硫污染的问题。以前我国的供热锅炉主要以中小燃煤锅炉为主,量大面广。由于中小锅炉烟气排放高度低,对城市环境空气的污染相对较大,控制中小燃煤锅炉造成的低空污染是改善城市环境空气质量的关键之一。因而应积极寻求脱硫效率高、运行费用低、一次投资少的好技术项目。
3.在施工方面存在的问题。很多非专业人员从事暖通工作,在施工中遇到调整方案问题不能及时正确的处理,最终导致系统出现无法挽回的不良后果,给系统的运行、管理留下隐患。
4.对节能方案的评价方法存在的问题。随着对节能和环保要求的不断提高,很多新技术和方案出现,但每种技术方案都存在各自的优缺点。面对如此众多的方案,从不同的角度看问题,评价结构有很大差异,甚至完全不同。错误的评价方法将会起到误导作用,势必造成极其严重损失。
3.运行管理中存在的问题。很多工程实施过程当中,在暖通技术施工完成之后就投入了运行,不注意对暖通技术操作人员的培训,很多操作人员不具备必要的暖通技术基本理论常识,也不懂得根据室外参数的变化进行相应的调节。
二.筑节能产业发展中暖通技术分析
目前建筑节能实施主要对建筑规划、建筑外墙、屋顶、门窗等围护结构的保温隔热以及采暖、通风、空调系统等方面进行控制,建筑节能的发展带来了新的建筑技术,这些技术实施不仅可以降低建筑物本身的能耗,同时也提高了室内居住的舒适性,大大提高了生活的品质。
三.城市供热技术未来发展展望
预计今后十年,集中供热企业将实现由粗放型经营到质量、效益型的转变,集中供热效率的提高有赖于技术发展的创新与推广,具体表现在以下几个方面:
1.供热自动化控制水平提高
锅炉自动控制、换热站自动控制、无人值守自动供热机组等将得到广泛应用、自动化控制水平的提高,不仅保证了供热的可靠性,而且提高了供热效率。
2.城市热、电、冷联产快速发展
随着城市建设的发展,既需供热又供冷的公用建筑大量增加,一些城市以热电厂为热源,实行热、电、冷联供。夏季热负荷的增加,使热电厂的综合效益明显提高。
3.开始使用洁净燃料
随着人们生活水平的提高和环境意识的加强,以油、气、水煤浆等洁净的燃料代替煤炭而作为都市使用的主要一次能源已成为必然趋势。部分城市开始发展燃气一蒸汽联合循环发电热电厂,已达到高效、节能、减少污染、提高电网调峰能力的目的。
4.供热新能源开发方兴未艾
地热能、核能、热泵、垃圾焚烧、生物质能等新能源的开发利用日益得到重视,促进了供热能源结构的调整,环保效益和经济效益十分明显。
能源为经济发展提供了动力,但是由于各种原因,能源的发展往往滞后于经济的发展。具有关分析,近几年,中国的国民生产总值的增长率维持在约10%,但能源的增长率只有3%-4%。在我国的能源利用的能源率只30%左右。这样的形势要求我们必须节能。建筑节能是建筑发展的基本趋势,也是当代建筑科学技术的一个新的增长点。
四.改善措施
1.注意绿化建筑旁边的绿化不但有防风、隔声、防尘和美化环境的作用,而且对于建筑节能也有重要作用。树木可通过叶面蒸发,从而降低空气温度;树木有很好的遮阳作用,使建筑物直接受到的太阳辐射及从地面得到的辐射热减少;树木有引导风及挡风的作用。地面会反射太阳辐射,而且其本身温度升高后又会成为新的热辐射源。夏季由于太阳光照射,屋面温度比气温高得多,最高达80℃以上;寒冷的冬季之夜,屋顶将大量的热量散射到大气中,因此它的温度比气温低,最低可达-20℃。由此可见。全年屋顶的温差就可达100℃左右,给暖通空调系统产生了很大负荷。水分蒸发需要大量的热量,所以夏季绿化屋顶表面的温度仅有20-25℃。绿化屋顶上的大部分太阳热量消耗在蒸发水分上,因此这部分热量就不会使屋顶结构表面的温度继续升高,房屋内的温度也不会上升很高。
2.热泵技术所谓热泵,前是靠位能拖动,迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。顾名思义。热泵也就是像泵那样,可以把不能直接利用的热能(如空气、土壤、水时热以及太阳能、工业废热等)转换为可利用的高位热能,从而达到节约部分高位能(煤、石油、天然气、电能等)的目的。因此,利用低位能的热泵技术是一条极重要的节能途径。
3.使用热回收装置节能
夏季气候炎热,空调排风温度要比室外新风温度低,室内的含湿量也比室外新风的含湿量低。这时可以采用热回收装置来实现新风与排风的热交换,这样能够使新风的湿度和温度有效降低。反之,由于冬季气候寒冷,空调排风温度比室外新风温度高,排风的含湿量也比室外新风的含湿量高,这时可以利用热回收装置对新风进行加湿和预热,使新风的湿度和温度快速上升。在绿色生态建筑中利用热回收装置来实现节能的具体做法如下:将热交换器安装在排风出口处,这样新风与排风就能通过各自的管道实现间接接触换热对新风进行预热可以通过利用排风余热来实现,这样排风余热就得到了有效利用,从而达到了节能的最终目的。
该产品不仅节能,而且还能对建筑物室内的空气质量进行极大的改善,它可以在生态建筑的中央空调系统中使用,同时也能够在使用家庭空调器的普通建筑中使用。
4.采用变流量技术节能
采用变流量技术能够有效实现绿色生态建筑的节能,在对空调暖通系统进行设计时,需按照当地气象条件来设计,因此空调暖通系统在绝大部分时间里,它的设计负荷要比实际负荷大,并且实际负荷是时刻变化的。在最大限度节约能源,同时满足时刻变化的负荷要求的前提下,能够对空调暖通系统进行有效地动态控制是最近几年空调暖通技术领域的重点研发方向。
魏桥模式的最显著的特征就是煤电企业直供居民用电市场。利用居民这类低端投机用户,完成其调峰调频功能。而作为回报,用户也得到了较低的电价。这与1.1节中家域网的功能设计非常像似,那么家域网的功能在电力市场环境下能实现吗?它符合各方利益吗?煤电机组的特点分析[文献15]提到:铁岭电厂300MW机组,满负荷时标煤耗为320g/kW•h,负荷率为60%时增加到350g/kW•h。如果负荷率更低就要投柴油助燃,柴油发电成本比煤高一倍。另外低负荷还会带来锅炉结焦、熄火等等问题。因此煤电机组效益与负荷率成正比。煤电机组的另一特点是冷启动耗时6小时以上,而煤电装机容量占了全国总装机容量的66.9%,是电网旋转备用容量的最主要供应者,所以即便亏损也不能随便停机。负荷率的高低取决于用电负荷。用电负荷与机组设计参数越匹配,机组的效率越高,可提供的电价也越低。一直以来,作为电力市场最主要参与主体的发电及用电方常常受制于处于中间环节的电网调度的遏制,电网公司独家买卖电的特权,无形中增加了发电厂运行经济效益的不确定性。因此不难理解为什么会发生李庄聚众了。煤电企业直供居民用户的可行性分析既然自建电网已被相关法律禁止,那么向用户直供电,通过改变用户用电方式以提高机组效益,就成了煤电企业的唯一希望。但大工业用户直供的进展并不顺利,原因如下:(1)与国家节能降耗政策相背离且扰乱市场秩序。[文献16]认为,在输配分开前推行电力直购,直购价格与传统的目录电价同时存在将扰乱电力市场价格体系,成为电力供求平衡中的不确定因素。一旦涉及国家产业调整的高能耗用户执行直购电价,必将增加其利润并刺激其扩大生产规模。(2)对供电企业的利润影响很大。[文献17]提出:供电企业的电力销售收入占其收入90%以上。其中大工业用户约占总户数1%,售电量约占70%。普通工商业、机关事业单位约占总户数10%,售电量约占20%。居民用户约占总户数90%,售电量约占10%。在大工业用户电价较高的情况下,其售电量决定了供电企业的利润。(3)从输配电成本来看,大用户电压级别高、用电量大和负荷稳定,输配成本较低。而居民用户负荷不稳定,线损大调度管理成本很高。一旦大用户以专线直购模式被挖走,整个电网的稳定性会下降。居民用电属于生活消费的性质,不涉及排放控制和产业调整。而且不可能自建电源与电网公司竞争,是弱势群体。因此保障居民用电又是政府所注重的民生工程。现行体制下,政府采取了电价交叉补贴的方法来降低居民用电价格。但造成了居民用电越多电网公司补贴越多的弊端。因此煤电企业直供居民用户从理论上讲是可行的。以煤电企业为主导的家域网托管中心的功能设计魏桥模式就是一个托管中心的雏形。家域网所定义的发电企业家域网托管中心则须具备以下功能:(1)与电网公司的替代电量交易市场接口的功能。在机组发生非计划停运或计划检修时,由电网公司来组织替代电量。(2)与电网公司的输配电管理系统接口的功能。直供需要防止电力输送阻塞的发生,并实时地与电网公司结算输配电费用。(3)用户电价的管理功能。电价是发电商主要的市场竞争手段,定价依据包括:本企业发电成本、电网公司输配电服务费用、购买替代电量费用等等。同时电价是根据机组的状态而变动的,还要配套通讯和控制手段以支持用户与机组互动,达到节能减排的效果。
市场条件下电网公司面向家域网的相关功能设计
电网公司向发电商开放居民用电市场的可能性分析煤电企业直供居民用户,对双方都有利,那对电网公司有利吗?向发电商开放居民用电市场是建立坚强智能电网的需要2003年美国东北部和加州发生大面积停电,影响5千万人生活损失300亿美元,所以电网的稳定是电网公司生存的最重要条件。全国居民生活用电量占全社会用电量的比重,从2005年的11.4%上升至2010年的12.22%,将来还会上升。目前这部分负荷是反调峰的。在电网统一调度的条件下,采用统一的峰谷时段和电价,不可能完全解决电网调度管理难度大的问题,反而有增加电网崩溃的风险的可能:(1)一旦发生居民对电价反应过度,阻塞情况会很严重。[文献18]指出:反应过度体现在负荷曲线上就是高峰时段负荷大幅减小,低谷时段负荷大幅增加,造成系统高峰时段和低谷时段倒置,调峰失败的同时导致电网阻塞。如果由数个发电商来直供不同用户,就可以错开它们电价和切换时刻,从而避免电网阻塞。(2)这种统一定价条件下,峰谷电价确定难度大、用户响应效果不佳。[文献19]指出:动态电价机制的一个基本目标就是将反映潜在生产成本的市场价格信号传递给终端消费者,让消费者承载这种价格信号,从而使资源配置更有效。美国的峰谷电价比达到3以上,我国还不到2。一般来讲峰谷电价比越高,越能削峰填谷。我国峰谷电价比低的主要原因是防止系统高峰时段和低谷时段倒置,导致电网企业利益受损。放开居民用电市场之后,电网企业仅监管消费总量和线路阻塞,电价可随行就市,让供方自由竞争需方自由选择,通过市场调节产生合理的电价体系,这样会迫使用户改变用电习惯,达到削峰填谷和节能减排的目的。而该市场一旦形成,将更有利于建设坚强的智能电网:(1)由于单一煤电企业无法保证高可靠的供电,必须从电网购进替代电量,而居民用电总量并不低,因此替代电量交易市场会很大,从而使得容量备用服务能够从替代电量交易市场中获益。一旦所有的发电商参与到该市场中,自备电厂很有可能转为公用电厂,全电网备用容量会大大提高,就会变得更加坚强。(2)有市场就会有淘汰。魏桥那样低电压接入的小机组,由于无法接入更稳定、容量更大的高压电网,因而无法从临时替代电量交易市场中获益,很快会被市场淘汰。[文献20]指出:当电网发生短路故障时,接入的低电压小机组不能对主网形成有效支撑,相反还影响自动装置的投入,影响其它用户的供电可靠性。避免类似公关危机需要魏桥事件对于电网公司来说是一次名利双输的公关危机,危机发生的原因如下:(1)居民用户对电力成本的知情权没得到满足。电价理应由成本决定。虽然《输配电成本监管暂行办法》使得电网企业的输配电成本得以公开。但由于大用户直供的进程被电网公司打断,所以各个发电商在输配电环节的详细成本无法厘清。旋转备用等辅助服务又是义务提供的,因此电网公司也算不出辅助服务成本。也就是说居民交的电费被用到哪里去了,没人能精确地算出来。而电网公司的员工待遇却早被被人精确地算出来了。魏桥集团长期独立地经营魏桥电网,尽管非法获取电网公司的辅助服务,也不承担环保等社会义务,但其他经营环节的成本倒是很透明,低电价和低薪酬更是深得民心,再经过媒体的扭曲放大,不但违法排污、非法经营的过错无人提及,反倒在成本的问题上成了最权威的声音。(2)电网公司没有为居民用户提供适销对路的电力产品。[文献17]指出:根据用户用电设备、生产性质和供电可靠性的要求,用户的用电负荷和保证程度可分为三类:一类负荷:一旦中断供电将造成重大政治影响或造成人身伤亡、设备损坏以及重大经济损失(比如宝钢)。这种负荷一旦离开大电网高质量的电力服务就无法生存。二类负荷:停电后将造成大量废品或引起大量减产(比如魏桥集团纺织厂)。三类负荷:停电后造成的损失不大或没有损失(比如居民用户)。相比之下低价低质的魏桥电倒是更受居民欢迎。居民用电是政府的重点民生工程,社会影响很大,因此地方政府对魏桥模式持欢迎的态度并不出人意料。媒体迎合民众口味也是其一贯做法。只有向发电商开放居民用电市场,才能通过市场的力量,让电价反映真实用电成本,并使居民用户拥有为其量身定做的电力产品。从而防止此类公关危机的再次发生。发电商直供居民用电市场监管中心的功能设计交易模式的选择[文献22]指出:直供电可分为两种交易模式:一种不经过电网转供的专线直购模式,指用户和发电商自建专用输电线路,合同电力通过专用输电线路输送给居民用户。另一种是经过电网转供的过网直购模式,是指用户和发电商签订供电合同,合同电力通过电网的公用输电线路输送给用户,用户需要向电网交纳过网费。专线直购模式用在居民用户上有几个固有缺陷:(1)单一发电商无法满足用电可靠性需求。用户只有多签几家发电商多拉几条线路才能提高可靠性,但建设费用会成倍提高,而且输电距离增加,线损也会增加。(2)没有电网公司的统一监管,类似魏桥集团的发电商会对阶梯电价等政策进行变相抵制,非法获利。(3)在电费回收方面,委托电网公司回收电费远比从头打造一支售电队伍来的合算。因此发电商直供居民用电必须采用过网直购模式,并由电网公司来统一组织及实施,以达到全社会共赢。发电商直供居民用电市场监管中心的功能设计监管中心应当包含以下功能:(1)实时输配电管理的功能:对已发生阻塞故障进行实时控制;预防将要发生的阻塞故障;实时核算各用户输配电成本;管理输配电设施的运行检修;组织实施输配电设施的建设。(2)根据用电负荷的实时变化,对相应的发电商进行自动发电控制的功能。(3)替代电量交易的功能:为计划停运的机组编制替代电量计划,组织落实并实施结算;对非计划停运的机组,根据网上的备用容量,分配落实替代电量并实时结算。(4)电费结算的功能:审批和管理发电商直供合同;为合同执行的过程保存电子证据,并实时结算电费;执行国家的节能减排政策,比如阶梯电价等等。(5)可中断负荷的管理:可中断负荷市场的合同签订;可中断负荷的控制和调度,并保存相应的电子证据;可中断负荷的合同执行。(6)分布式电源的调度控制功能:分布式电源自动发电控制;分布式电源的维护管理;分布式电源的费用结算。
智能电网家域网相关产品的功能设计
智能电网家域网的功能智能电网家域网的产品大体应该具有如下功能:(1)电能计量功能:包括不可中断负荷的用电分时计价、可中断负荷的用电计价、分时(实时)电价、阶梯电价提醒、电能质量监测、远程实时抄表、用电信息及参数显示。(2)故障报警(预警)功能:包括家用电器用电事件报警、电网输电阻塞报警(预警)、线路故障报警(预警)、线路定期检修通知(提醒)等等。(3)能源管理功能:包括用电数据采集、历史数据管理、用电设备档案管理和控制、费控管理、有序用电管理、用电情况统计分析、异常用电分析、电能质量数据统计分析、运行维护管理等等。如果将全部功能推广到所有家庭,那费用会很高也不现实。但解决节能减排的时间很紧迫。因此在建设中需要根据居民的消费和投资能力,以及他们对智能电网系统的稳定性和可靠性的贡献,将家域网的建设划分为基本型、中级型和高级型三个等级,分别开发出不同价位和功能的产品,这样才可以尽快实现家域网的最基本功能。从魏桥现象看基本型家域网的功能设计从魏桥现象看,基本型必须具备降低电费功能。但魏桥的电价是长时间不变的,而分时(实时)电价是随时变化的,因此基本型必须有电价实时功能。魏桥模式具有是改造费用低、只改动电表的特点。所以基本型的电价功能只能在智能电表上完成,其智能电表必须具备以下特点和功能:(1)低成本;(2)向电网公司发送信息的功能,以实现远程计量和用电故障传输;(3)从电网公司接收信息的功能,以实现电价信息接收和输配电故障预警;(4)面向用户的低速单向信息功能,使用户感知电价和输配电故障信息;(5)供电故障的电子取证功能,以利直供合同的有效执行。智能电表实现上述功能之后,从电网公司接收的信息就能通过无线方式或者电力线载波方式到达居民家中。在家中基本型还必须拥有一批智能用电设备实现以下功能:(1)电价的接收显示功能;(2)输配电故障预警的信息的接收显示功能;(3)另外用户还可以对家用电器进行智能化改造,使其在电价改变时能自动调整负荷。这样电价和故障报警信息才能发挥出降低电费支出和提高供电质量的作用。中级型智能电网家域网的功能设计基本型只能被动接收相关信息并做出反应,但这些反应不会被供电方感知,无法在供电方的协调下错峰运行,因此供电线路依然可能因过度反应而产生阻塞。阻塞一旦发生,供电方就会切除全部负荷来保证电网的安全。而对用户来讲有些负荷非常关键,是不可中断的。另外的负荷则对供电可靠性的要求不高。这就是可中断负荷,它是指在一定的条件下对停电事故可以容忍,并可以合约等方式允许有条件停电的负荷。可中断负荷的重要性在家庭中,不论是蓄热式电热水器还是电动汽车,都可成为可中断负荷。如果将可中断负荷的控制权交给供电方,这样就可以在大多数情况下实现限电不拉路,从而提高供电质量。可中断负荷的作用不仅如此。[文献23]指出:市场环境下的容量事故具有高度的不确定性和严重的后果,因此系统备用容量的合理配置问题受到广泛关注,为了提高发电容量充裕度,既可购买发电侧备用容量,也可以购买需求侧可中断负荷的可中断权。作为紧急备用容量资源,特别是针对小概率高风险的容量事故,可中断负荷参与备用服务市场的意义非常重大。在开放型的电力市场中,供电可靠性本身就是商品。而用户提供可中断负荷的成本远比发电商提供备用容量的成本来的低,一方面使得居民用电成本会进一步降低。另一方面,如果系统备用容量仅由发电商来承担,很可能会激励发电商在备用紧张的情况下滥用市场力,破坏了备用市场的竞争充分性,从而提高全社会用电成本。中级型智能电网家域网的功能设计中级型最大特点就是可以进行需求侧管理,使得居民用户可以出售可中断负荷的供电可靠性,来降低电费和提高供电质量,而且电网公司也可从中受益。中级型的功能设计包括如下内容:(1)基本型的全部功能;(2)与电网公司和托管中心之间具有双向、实时、高速的通讯通道;(3)基本实现节提出的电能计量功能、故障报警(预警)功能、能源管理功能;(4)为供电方提供可中断负荷的遥控、遥测、遥信功能,由供电方管控可中断负荷。高级型智能电网家域网的产品功能设计基本型和中级型的共性是由煤电企业直供,煤电会大量排放温室气体,使全球气候恶化。而智能电网的一个重要特点就是对清洁可再生能源的吸纳能力有质的飞跃。那么清洁能源发电能够直供家域网吗?基本型和中级型不可能实现。水电企业和大型燃气发电企业是确保电网安全、经济、稳定生产的支柱,调度规则不允许它们直供用户。我国核电以压水堆为主,虽然设计成了可跟踪负荷运行,但核电站点火到满功率要几天,同样由满功率到停堆也要几天,很难调节,考虑到核安全核电都是只带基本负荷。作为可再生新能源主力的风能在我国非常丰富。据国家能源局估算,到2020年风电装机容量有望达到1亿千瓦左右。而总量达7.5亿千瓦的海上风能则尚处在待开发状态。截至2011年风电装机容量已达到0.42亿千瓦。但它们具有随机性、间歇性、反调节性及波动大的特点。况且我国风能资源的主要分布地区远离负荷中心,采用的是大规模集中接入电网的运行方式。超高压、大容量、长距离、交直流混合送电影响受端电网安全运行的问题非常突出。多伦多大停电、纽约大停电、我国台湾北部大停电都说明了这个问题。因此目前近1/4的风电设备处于空转状态,产能浪费问题日趋严重。高级型智能电网家域网的特点随着居民生活水平的提高用电量会大增,全靠煤电提供肯定不可能,合理高效利用可再生能源势在必行。使用这种类型的电能需要在用户端有大的互补发电设备来支撑,才能保证电网运行安全。[文献24]指出:互补发电是采用多种电源联合运行,让各种发电方式互为补充,通过它们的协调配合来提供稳定可靠的、电能质量合格的电力。互补发电在明显提高可再生能源可靠性的同时,还能提高能源的综合利用率。因此高级型家域网的特点就是:拥有互补发电设备和技术,并由电网公司托管互补发电设备,从而能够大规模吸纳清洁可再生能源,并局部地参与区域电网调峰调频。互补发电设备的特点及相关技术互补发电设备的特点有:(1)有足够的调峰调频能力且污染小。燃煤、生物质能和燃油发电的调峰能力不强且污染严重。(2)靠近居民区建设减少长距离送电对电网的影响,海洋能、地热和潮汐能、水电和抽水蓄能电站受地理条件限制也不可行。(3)投资额度不能过大费效比要高。大中型燃气发电机组,动辄上千万的投资,肯定不现实。燃料电池成本过高。蓄电池能量转换效率只有50%左右,成本超过300元/千瓦时,充放电寿命只有几百次,费效比很低。目前来看,分布式冷热电联供能源系统(也叫做微型燃气轮机DES/CCHP)是适合这些条件的为数不多的互补发电技术之一。[文献24]指出:微型燃气轮机是以天然气、丙烷、汽油、柴油等为燃料的超小型燃气轮机。体积小,功率范围是2kW~500kW。设备成本稍高于同级柴油机组(数千元到数万元不等),维护费低,总体运行费用低于柴油机组。发电效率在满负荷时为30%,半负荷时为10~15%,若实行热电联产,系统总效率可达80%以上。是目前最成熟、最有竞争力的分布式电源之一。[文献25]指出:在非常规天然气和智能电网快速发展的前提下,充分发挥工业、商住、居民终端用能需求,使冷、热、电、汽负荷可以集成供应,并与电网调峰相结合,在系统技术和运作机制两方面集成创新,能够使得家域网成为接收风电、太阳能等等新能源的主力。在燃料供应方面,[文献26]指出:根据《BP能源年鉴》数据,中国已探明储量2.8万亿,探明储采比29年。根据国家“十二五”规划到2015年,供应量将从2010年的1000亿立方米,提高到2600亿立方米,占能源总量的8.3%,因此燃料来源是有保障的。在污染控制方面,[文献27]指出:广州大学城分布式能源项目,NOx排放与同规模常规燃煤发电厂相比减少了80%,SO2、粉尘的排放几乎为零;CO2排放与同规模常规燃煤发电厂相比减少了70%。高级型智能电网家域网的功能设计综上所述,高级型家域网的功能包括如下内容:(1)中级型的全部功能;(2)连成网络的智能水表、智能电表、智能燃气流量表、供热供冷表计、防燃气泄漏系统、防火系统、远程视频监控设备以及电气保护设备;(3)成熟的互补发电设备和技术,并由供电方管控该发电设备,实现自动发电控制;(4)与可再生能源发电企业联网,接收实时供电能力的预测信息和发电故障预警信息;(5)与燃气公司联网,实现燃气预定、接收供气故障报警(预警)信息;(6)由电网公司托管中心实现对居民终端用能需求的冷、热、电负荷的集成管理。
家域网中其他相关产品的功能设计
前面的侧重点是提高电网稳定性和可靠性。功能设计的对象侧重于已建居民住宅用户。在现实中,家域网的建设作为一种个人消费行为,更多地会考虑居住环境的高效、舒适、安全、便利、环保,也就是智能家居所实现的功能。在设计对象中,融合智能家居的家域网建设更易得到新建住宅用户的青睐。随着城市化的延续,将来大多数人居住在城市的居民小区中。家域网的很多功能如果设计成由小区来集中提供,那么在建设和运维上会形成一定的规模优势,性价比会提高很多。因此智能电网家域网的功能设计必然还会包括智能家居和智能小区的内容:融合智能家居的智能电网家域网功能设计[文献28]指出融合智能家居的家域网还应该包括如下功能:(1)遥控功能:可以让你在外时也能查看并控制家用电器的运行。(2)设置场景氛围功能:可以根据生活需要,通过组合使用各种电器设备营造出不同的场景氛围。(3)预设控制设备功能:可以按照用户预设的指示定时启动电器设备。(4)联动保障安全功能:可以很方便地设计各种联动控制方案,如通过接入烟雾探头、瓦斯探头和水浸探头,随时监控可能发生的火灾、煤气泄漏和溢水漏水,在对可疑情况报警的同时联动关闭气阀、水阀;通过接入各种红外探头、门磁开关,敏感探知并开启家里所有灯光来防盗。(5)及时求助功能:支持与物业管理中心的社区主站联网,实现家居安防授权和社区增值服务。随着人们生活水平的提高和家居产品功能的不断提升,智能家居平台还将扩展到更宽更广的方面。与智能小区相结合的智能电网家域网功能设计智能小区的功能主要包括核心服务功能和增值服务功能两部分。核心服务功能主要包括用电信息采集、双向互动服务、分布式电源接入及储能、电动汽车有序充电、小区配电自动化等;增值服务功能主要包括智能家电控制、信息、视频点播、网络接入、“三网融合”、社区服务、家庭安防等。家居的智能化,首先要做的是社区服务智能化,也就是采用先进通信技术,构建覆盖居民户所在的小区通信网络,通过各类技术,对用户供用电设备、分布式电源、公共用电设施等进行监测、分析、控制,提高能源的终端利用效率,为用户提供优质便捷的双向互动服务,并支持“三网融合”业务的开展,以及实现对小区安防设备和系统的协调控制。
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