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ISSN: 2319 - 9873
+ 44 7456 035580电力工程系、阿德莱德、澳大利亚。
收到日期:03/05/2016;接受日期:06/08/2016;发表日期:13/08/2016
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电力系统是一个世界上最复杂和先进的系统。的能源管理系统的生成和分布进行了优化,但需求方面在过去的十年里只有收到关注。这导致了需求侧管理(DSM)的实现涉及许多不同的方法来提高电力系统在需求方面。DSM范围从增加负载效率通过使用更好的材料来实现智能能源关税为不同的消费模式,使用复杂的系统来控制分布式能源。DSM的概述,探讨详细的不同方式实施DSM在电力系统。
需求侧管理、需求响应、能源效率、热备用,虚拟电厂能源管理。
向消费者提供电力的传统方法涉及使用有限数量的发电厂提供电力需求的消费者。这个方法很好,直到过去十年当挥发性可再生能源(1进入电力市场)和电动车产业的概念。这些方法使电力供应的双向和需要新的有效的方法来控制监控电力的生产和消费(2]。改变的静态特性的概念电动加载到一个动态的形式已经存在了很长一段时间,但这一概念才实现的负担得起的全球通信网络和嵌入式系统的出现,允许一定程度的“智能”实现的电子负载。需求侧管理的发展也推动了电力的需求增加,尽管增加电气负载的效率。
增加发电能力可以跟上增加负载。然而,现在面临的主要问题是一个天是束缚能力达到其上限。这是由于离岸风力发电场等大型可再生能源项目在北海3),把现有的网格系统。由于这些原因智能需求侧管理(DSM)是需要增加现有电网的容量。DSM包括所有完成电力系统在需求方面。这可以包括等简单的事情,提高效率的一个灯泡代替白炽灯泡用荧光灯泡使用复杂的控制器动态更改负载。DSM可以大致分为4个不同的类别。
能源效率(EE),需求响应(DE)、热备用(SR)和虚拟发电厂(VPP)的四个有效的需求侧管理和需求响应的方法。这些方法对消费者的影响过程可以看到图形(图1下面)。“过程”可以被定义为一个制造过程,泵浦功率,甚至消费者的健康。这4种不同的方法将在下面几节中详细讨论。
能源效率
建筑物的能源效率或工业领域需要仔细计划发现的流程需要优化。这些过程可以破碎设备等琐事,堵塞。C过滤器、低效的灯泡等等。通常,这些过程被忽视,因此效率不提高。为了补救这种情况传感器在消费者网站必须连接到一个数据库服务器包含算法作出决定基于传感器的输入信号来提高整体效率。为了达到这个目标,一个方法是使用互联网来传输数据从传感器网站消费者以及数据库服务器。如下图中以图形的方式说明了这个方法(图1)。
图1:需求侧管理的范畴。
峰值负载与基线比较
在这个比较基线功耗相比峰值负载消耗和计算的差别。如果差别不大,那么这可能是由于消费的备用电源或陈旧设备的安装
每周时间序列比较
这种方法涉及到比较每周用电量,找出是否有任何异常。这可能是由于人们忘记关掉灯在周末或者离开空调。
标准系列
这种方法涉及到消费者的电力消耗的比较与其他消费者。这是政府大楼等为多点消费者特别有效。
流程关联
这涉及到比较电力消耗与环境条件如温度是否消费与环境条件。除了这些传统方法计算输出减少负载,智能算法或一个经验控制器可以预测电力消费模式和使用此信息来降低高峰负荷。
需求响应
用电量的变化最终用途消费者日常消费模式,以应对电价加班的变化被称为需求反应(博士)4]。进一步包括整个模式最终使用消费者的变化,提出了改变电力消耗的时间。博士给了一个机会让消费者参与电网的操作通过转移或减少他们的用电高峰时间在回应一些金融奖励。博士项目所使用的电力运营商和系统规划作为一个选项来平衡供给和需求。这些项目能够降低电力成本的批发市场导致降低零售利率(5]。
需求反应提供了各种方法来吸引顾客基于实时率实时定价等变量高峰定价、临界高峰定价、临界峰值退税和分时定价。博士被认为是一种宝贵的资源选择在电力行业由于其潜在影响电网现代化的努力和能力。最近,大量已经关注博士项目旨在提高市场流动性,降低电价,解决输电线路拥堵,和安全增强。
最后,需求反应主要分为两类;基于激励计划和价格程序(图2)。一些文学论文也叫他们紧急和经济基础,或稳定和经济基础程序(6]。
图2:类别的需求响应项目。
激发动机的程序
这些项目提供支付参与客户减负荷高峰时段。这些最终使用客户减少分销网络的需求水平限制或调整生产过程和加载时间转移到非高峰时间。因此,参与赋予客户得到比尔信贷或折扣利率。
可中断/ curtailable服务:这些项目提供了参与客户前期奖励和低利率。客户要求减少加载预先确定在系统级别的突发事件。这些项目提供的实用程序/负载服务实体和中断通常发生在高能源需求时期(7]。客户必须限制在30 - 60分钟时间通知和参与者不限制当导演可能面临处罚根据条款和条件。
容量市场计划:这些项目客户提供承诺提供预定义的负荷削减在系统突发事件和回报客户保证支付。这些程序通常是由批发市场提供供应商和通常称为一天通知。参与客户处罚如果不减少负载当导演。容量市场计划是充分展示与合格标准,以确保实现这些削减消费者(7]。
直接负荷控制:这些项目提供电力公司远程关闭消费者的热水器和空调等电气设备在高峰时间解决当地可靠性的突发事件。作为回报,他们得到低电费和其他金融激励(8]。DLC 20年前第一次操作,通常发生在系统需求高峰时间。DLC也避免高峰时段电力购买操作。这些项目是自愿,这样消费者不会处罚,如果他们不接受报价。
辅助服务市场计划:这些程序允许客户竞标负载缩减操作在现货市场储备。参与客户给出市场价格如果出价被接受,因为待命,也支付了现货市场能源价格如果负荷削减是必要的。客户应该迅速调整负载时可靠性事件发生时为了参与辅助服务市场7]。
紧急需求响应项目:这些项目为负载提供奖励给客户减少在可靠性触发事件。这些项目提供的负载服务实体或电动工具和最可能相关的区域传播组织/独立系统运营商(RTO / ISO) * 12 +。客户不会得到惩罚,如果他们不限制消费,因为这个项目是自愿的,所以客户可以通知时停止支付,而不是限制消费。
需求招标/回购程序:这是一个最新的基于类型的激励需求反应程序。这个项目鼓励消费者提供一个价格减负荷,他们已经准备好被限制,或者找出多少负载会限制在给定的价格8]。这些程序是由(RTO / ISO)和集成工具。
基于时间的项目
这些类型的项目通常是基于动态定价利率和时间的基础利率,利率按照实时的电力成本。的终极目标是促进博士通过增加价格利率在高峰时间和减少价格率在非高峰时间。这些利率包括极端天定价(EDP),实时定价(RTP),关键高峰定价(CPP),极端天CPP (ED-CPP),和时间的使用(石头)率。
时间的使用程序:这是真沸点的基本类型和最主要为住宅客户不同的利率。这个程序提供了不同的单位在不同的电价块的时间。它基本上是用来反映电力在不同时间段的平均成本(8]。速度有两个时间块金银铜供需和非高峰,这些利率是给客户在一个特定的季节。供需小时收取更高的利率和非高峰时段收取更低的利率,这些利率通常应用在夜间或部分晚上(7]。
实时定价程序:这些计划利率变化不断在一天的时间,直接反映电力市场的批发价格。这个程序提供了每小时每小时的价格利率与实时发电成本的变化。零售价格和批发价格之间的联系提供了价格反应在零售市场8]。各种RTP项目日天与头定价、强制与自愿的,和单一组份与两部分定价。
关键的高峰定价程序:这个程序是相对新型的石头,取决于高临界峰值价格相对于普通的石头峰值价格。关键的高峰时间段定义了使用单位指定率高负荷期间。这些程序通常发生6 - 10小时用相对较短的时间内通知。CPP是基于价格和极端系统的实时发生的条件,使其可靠性基础[博士5]。
热备用
DSM的热备用方法包括支持传统的辅助服务通过改变负载在需求方面保持电力系统的频率。的两个方案用于实现电网友好控制器SR概念(9和整体资源优化网络(铁)10]。两个方案之间的差异是,铁系统使用电信系统(GSM / 3 g)来实现合作算法来自动调整负载的不同的负载,这样一个没有关闭的大部分时间。另一方面电网友好控制器控制一个负载和不同负载之间没有沟通能力。
今年风速轮廓图所示显示全年风速的波动。我们可以看到风波动之间的快速峰值高于20 m / s的速度和速度低于5 m / s在很短的时间内。由于这种行为风力发电被认为是一种间歇性的可再生能源来源(图3)。
图3:每年的风速剖面
离散的风柱状图显示了风吹多少小时每年在一个特定的速度。图表显示,大多数时候风一吹5 m / s的值和10 m / s。在这个风速大多数风力涡轮机不产生额定功率。由于这个原因风力涡轮机的整体效率低比其他发电方式(图4)。
图4:注意1年= 365 x24 = 8760小时。
瑞利统计
瑞利PDF下面显示了理论只风条件下不同风速的概率分布的平均风速。这个方法是非常强大的,因为它帮助我们估计风分布的视线没有实际的风力数据(图5)。
图5:瑞利概率密度函数。
显示测量数据给出的测量数据的PDF风速的概率分布。这张图不是一个光滑曲线的概率变化风速之间的突然。
下面的图显示了瑞利PDF和测量数据之间的比较PDF。从图表我们可以看出对于大多数值瑞利PDF确实遵循PDF但偏离真正的PDF 5米/秒的风速之间和10 m / s。这是因为实际PDF取决于实际测量数据与瑞利PDF只有估计一个给定的概率基于平均风速的风速(图6)。
图6:瑞利PDF和测量数据的PDF之间的比较。
虚拟电厂
虚拟电厂(VPP)代表一个家庭的小代单位在需求方面(主要是可再生能源)视为一个电厂的系统操作员(11]。这是通过连接不同的分布式可再生能源为一个控制中心利用现代SCADA等标准IEC 61850 (12]。
结论该技术论文细节DSM的概述,包括它的四个子类型。首先,本文论述了能源效率的DSM方法包括不同的方法在电力系统中实现该方法。其次,本文详细论述了需求响应DSM的一部分。这部分是进一步分为基于时间的项目和激励项目实施博士项目的不同的方法。第三,触摸旋转储备概念的DSM的概念包括改变负载稳定网格系统的频率。最后,论文结尾VPP的想法,其中包括可再生能源的概念被分组到单个发电厂实体可以稳定电网系统。