电力需求管理策略

本文就电力需求管理这一主题进行了讨论，因为它涉及电价、新发电和减少峰值使用的激励措施。

峰值电力需求是电力成本的一个重要组成部分，需要大量资本投资和发电设备的运营费用，这些设备只需在夏季空调季节的高峰期运行。

电力生产必须与电网的使用密切匹配，以保持电网的稳定。在夏季，当室外温度超过华氏90度时，对电力的需求可能比愉快的65度春日高出80%。发电机必须处于备用状态，通常处于“旋转备用”模式，以确保空调开启时有足够的电力可用。

发电设备非常昂贵。高效天然气系统的建设成本约为每千瓦750美元。一座先进的洁净煤或核电站的建设成本可能高达每千瓦4800美元。此外，由于电力中断是如此具有破坏性，因此还必须准备备用电源，以防主发电厂发生故障。

实用新型

为了支持这一讨论，已使用南德克萨斯州的典型负荷曲线、天气和用户数据开发了一个模型。该模型将展示峰值需求及其与天气的关系，并将用于支持讨论可采取的行动，以减少对昂贵新发电机的需求。

从该表中可以看出，夏季炎热的一天与春季凉爽的一天之间的峰值需求差异为4500–2400=2100 MW/hr。这是可以归因于空调的额外功率。您还可以看到，最高20%的峰值需求（相当于900 MW/hr）每年仅发生784小时或10%的时间。在本次讨论中，我们将集中讨论900 MW/hr，这相当于一个典型的大型发电厂。

为了使发电机能够满足这900兆瓦每750千瓦至4000美元每千瓦造价将花费6亿7500万至36亿美元兴建，我们甚至不考虑备份电源。在本次讨论中，我们将使用每千瓦1500美元的价值。

温度对需求的影响

下图根据1月1日至12月31日一年内的小时数据，描述了温度与发电量之间的关系。重要的是要记住，在春季和秋季，当温度适中时，除空调外，大多数能源使用活动都在进行中。工厂、学校、家庭、商店和餐馆仍在使用电力。空调是每小时增加2000兆瓦以上的主要原因。

将900 MW的峰值平均分配给700000个客户将意味着每个客户需要在此期间将峰值需求降低1.3 kW/hr。由于千瓦的成本为1500美元，这意味着每个客户可以花费1950美元来降低峰值。

关税结构和奖励计划

公用事业公司可以通过电价结构和激励计划鼓励客户在高峰时段减少用电。大型商业或工业用户将收取两种类型的电费。一个是使用的能量或千瓦时，另一个是一个月内使用的需求或峰值千瓦时。在本例中，大用户每千瓦时的能源费用为0.04美元，每千瓦的需求费用为8.00美元。

住宅或小型商业将收取每千瓦时0.09美元的简单费用。

如果大用户在高峰时段以外通过操作设备实施行动，将峰值需求降低10%或150 kW，则其将获得每月$8.00/kW x 150 kW x 12个月或$14400的收益。（记住$8/kw x 12个月=每年$96/kw）

需求响应

另一种激励称为需求响应。在这个项目中，大用户可以在高峰时间合同减少一定数量的千瓦。他们通常为这种减少支付20美元/千瓦的费用，并且每年的减少次数有限。（20美元/千瓦x 10次/年=200美元/千瓦/年）一项审查发现，由于参与人数少，该计划的总体峰值需求减少了0.3%。

如果小用户在高峰时段之外操作设备，则不会获得任何奖励。

通常为住宅用户提供的一种激励措施是需求控制恒温器。在下午3点至7点的高峰需求期间，该设备将每小时关闭空调机组20分钟。向住宅客户支付的奖励是免费安装恒温器，以及减少使用空调和接受略高的室内温度（1至2华氏度）（6.0千瓦/小时x 1.33小时/天x 100天/年x$0.090/kWh=$72/年）所节省的电力该计划有助于将公用电需求减少2 kW。（72美元/2=36美元/kW/年）最近的一次审查发现，该项目的参与率约为3%。

在这种模式中，大多数能源用户是住宅和小型商业用户。他们支付高达50%的电费；在高峰需求期之外运营，他们获得的收益不到40%；而且他们在新发电的资本投资中支付了更大比例的成本。

对大型商业用电用户（如购物中心、杂货店、度假村、酒店、医院和大学）的审查发现，单位电力成本在其在特定城市的选址决策过程中不起重要作用。与住宅用户相比，电力在他们总收入中所占的比例也较小。

典型的激励计划为大多数用户支付36美元/千瓦，为最大用户支付高达200美元/千瓦，但新一代的成本在750至4800美元/千瓦之间。

考虑一个目标，以降低我们的模型系统的峰值负载从4500兆瓦到3600兆瓦。按照我们假设的1500美元/kW x 900 MW，我们可以花费13.5亿美元来实现这一目标。有700000个客户，即每个客户1900美元，以减少每个客户1.3千瓦的峰值功率。

允许低效设备和不及时使用电力来证明建造、维护和为900 MW发电厂提供燃料的合理性，可以被视为对资金、资源和环境污染的不负责任的管理。以1.587磅/千瓦时的速度，每年784小时的900兆瓦电力产生的污染为每年560000吨的排放量，或68000辆汽车的年排放量。

调整关税税率将是合理的第一步。需求高峰期出现在5月至9月，主要是下午3点至7点。这将是电力最昂贵的时候。欧洲和墨西哥的其他国家多年来都理解这一概念，并在这一时期实施了高需求收费。将需求费用从每千瓦8.00美元增加到每千瓦24.00美元，将增加实施行动以减少峰值的激励。为了应对增加的成本，应鼓励每千瓦1500美元，以帮助资助能够降低峰值的项目。

由于大多数客户为住宅和小型商业客户，因此必须制定一项峰值需求减少计划，该计划也适用于这一群体，而不仅仅适用于大型用户。通过每千瓦1500美元的资金将住宅设施的峰值需求减少1.3千瓦是一项可行的任务，包括验证和长期可持续性所需的计量。万博足球网站

小型住宅用户通常是收入最低的群体，与收入相比，他们目前支付的水电费最高。按每千瓦成本的固定百分比增加费率的典型方法对这一群体的惩罚最大。在分析了维持小型住宅的基本要求后，应采用分层方法，为最小的低收入用户提供最低的费率。

对102个工业设施进行了为期6年的详细研究，验证了投资低于800美元/千瓦时，将峰值需求降低20%的能力。

对德克萨斯州南部住宅和小型商业设施的分析发现，在平均投资低于1000美元/千瓦的情况下，减少每个设施1.3千瓦的峰值需求是可行的。

应用上述工业和住宅设施分析中使用的方法，审查公用事业数据库中的历史公用事业账单数据，将有助于确定最高潜在候选人，以实现900 MW峰值削减目标。根据统计数据，只有不到50%的参与者能够实现目标。

这类计划的成功取决于是否有一套预先打包的解决方案，包括数量定价折扣、测量和验证方法、资金的便捷获取以及服务提供商和最终用户的教育。

公众意识是高峰需求管理的关键。建议将通过论坛、传单、每日跟踪和报告当地报纸上的电力需求趋势等方式对公众进行教育纳入全面的需求管理计划。

联系托马斯·莫特。