中国能源报:夏季空调负荷为什么值得关注
2016-09-09   来源:中国能源报  浏览次数:

  国网能源研究院经济与能源供需研究所  霍沫霖

  《中国能源报》2016年8月29日第04版

  今年夏季我国多地出现持续晴热高温高湿天气,以空调为主的制冷负荷大量增加,推动全社会用电负荷快速攀升。在空调制冷需求的推动下,北京、山东、上海、江苏、浙江、安徽、福建、湖北、湖南、江西、蒙东、新疆、重庆、广东等地用电负荷创历史新高,其中多地是今年首次创新高。

  受经济社会发展、百姓生活水平提高、极端天气日益增多等因素影响,空调负荷规模不断增加,对夏季用电需求增长的推动作用日益显著,且空调还会拉大负荷峰谷差,在用电高峰时段占总负荷比重较大。根据2015年各省8760负荷数据开展制冷负荷大数据分析,通过将各省夏季负荷曲线减去4月和10月的日平均负荷曲线,粗略估算出夏季各省每天的制冷负荷曲线。大数据分析结果是,在华北地区,夏季(这里指6、7、8月,下同)各省制冷负荷占总负荷的平均比重为15.4%,其中北京的最大制冷负荷比重高达51.5%;在华东地区,夏季制冷负荷平均比重为16.5%,其中上海的最大制冷负荷比重为42.9%;在华中地区,夏季制冷负荷平均比重为19.7%,其中湖北的最大制冷负荷比重为46.4%;在东北地区,夏季制冷负荷平均比重为6.6%,其中辽宁的最大制冷负荷比重为15.4%;在西北地区,夏季制冷负荷平均比重为12.3%,其中陕西的最大制冷负荷比重为35.9%。

  夏季激增的空调负荷导致负荷峰谷差显著拉大,而且在一年中往往只集中于气温炎热的数百小时,造成巨大的资源浪费。为了满足这些短时间集中存在的空调负荷,需要电源侧、输电网、配电网投资建设大量基础设施,而这些设施在全年中其他时间里的利用率却十分有限,造成社会资源的极大浪费。同时,空调负荷激增还严重威胁电网设备的安全运行,常导致已经处于高温恶劣运行环境的线路及变压器满载、过载,失去对事故的抵御能力。因此,如果在用电侧开展需求响应,减少电力尖峰负荷,可以有效提高电源、电网的利用率,促进高效利用社会资源,并有利于保障电力系统运行安全。需求响应可产生极大社会经济效益,以上海为例,自然资源保护协会预计到2030年上海电力需求响应效益可达8.1亿元,可实现250万千瓦的负荷削减量,占当年峰荷的4%。

  空调负荷值得我们关注,不仅因为它是推动夏季用电激增的原因,更因为它本身就是优质的需求响应资源。占总负荷比重突出的空调负荷具备巨大的需求响应潜力,应在需求响应实施方案中占据重要位置。其中,第三产业和居民等非工业空调负荷对气温最为敏感,是气温升高时负荷激增的主要来源,而且三产和居民的空调负荷比重远高于其它行业,错避峰潜力突出。江苏省已经开展了针对非工业空调的需求响应项目探索,于2015年8月5日上午10:30-11:00开展空调负荷调控演练,共计1072户商场、宾馆、写字楼等非工用户参与,调控空调负荷达14.18万千瓦。目前国内空调负荷调控技术已经有一定基础,调控措施灵活多样,大致包括调节冷冻水温度、限制或减少制冷需求或冷机容量、关闭不必要的介质输送设备、预制冷、改变送风设备的电机输出频率、调高送风设备的出风温度等。而且对于蓄冷型空调,负荷调节在时间、幅度上更加灵活,不仅可以参与负荷削减,还可以将负荷转移到低谷时段。因此空调负荷不仅可以在用电高峰实现负荷削减,还可以在可再生能源高比例接入时,有效促进随机、波动的可再生能源消纳。目前空调负荷需求响应的主要障碍不是技术,而是需求响应机制尚不成熟、试点规模有限,用户、负荷集成商对空调负荷调控的积极性未被充分调动。

  随着需求响应机制的不断完善和电力市场化改革的逐步深入,空调负荷参与需求响应的潜力将被挖掘。用户可以通过可中断负荷项目和直接负荷控制项目参与需求响应获得经济激励;还可以直接参与或者通过负荷集成商参与电力交易市场,凭借负荷曲线的柔性调整能力,获取更加优惠的电价;也可以在保底供电服务中,针对越来越及时反映供需形势变化的分时电价,做出减少尖峰账单费用和利用低谷电价的响应;还可以利用蓄冷式空调参与容量市场、辅助服务市场,通过提供调峰、调频服务获取收益。

  与此同时,在智能用电、能源互联网等技术发展的推动下,空调负荷还将融入智慧能源中协同发展,全面支撑需求响应、节能减排及智慧生活。随着智能化用能监测和诊断技术的普及,空调负荷将被纳入基于互联网的信息化服务平台,成为向用户提供优化用电策略和合同能源管理等增值服务的重要载体。综上,空调负荷参与需求侧管理的未来值得期待,值得关注。

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