Matlab智能电网下电力需求侧管理技术应用研究(2)

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1.2 研究意义

我国国民经济的基础产业是电力工业，它对国民经济发展有促进有很大作用，又是人们生活中不可或缺的生产生活资料。自从进入 21 世纪以来，我国进入了一个经济与社会的一个新的发展阶段，电力需求在国民经济持续增长和人民生活水平不断提高的推动下，其需求一直非常旺盛，电力被整个社会依赖程度越来越高（江苏省电能所耗的比重由1996年的24.7%上升到2003年的 39.1%。），同时社会对电力供应的质量也有了更高、更苛刻的要求。这样，电力工业是社会的发展客观上的保障，它必须以一定的规模和速度发展，另一方面电力工业又受到资源和环保因素的制约，使其问题进一步显现，这主要表现在以下几个方面：

1.2.1 用电负荷快速增长，电网供应能力紧张

近几年来，在国际石油价格连续走高\国民经济持续快速发展等因素的作用下，电力需求增长迅猛，持续多年电力供应出现高速增长的态势，电力供应也越发的紧他，夏季供电形势在我国部分地区尤其严峻。同时，随着用电量和装机容量逐渐增加，随之而来的调峰也不断变难，用电结构的变化，使第三产业用电、居民用电及非业工用电大幅度增加，使电网峰谷差呈逐渐加大的趋势，并且分时调峰和季节调峰的问题日益突出。为有效的利用电力资源，使电网更安全的运行，使供用电秩序得以正常运行，让广大客户的利益得到保障，减轻供电紧张或短缺对社会经济发展和人民生活带来的影响，同时必须采取应急措施进行错峰和避峰等限电来缓解供电紧张。例如 2000 年美国在电力危机时，加州政府将加强需求侧管理作为紧急措施，出台一系列政策包括系统效益收费、节电设备补贴及税收优惠等，当年就使高峰负荷降低了500 万千瓦，使电力短缺局面得到子有效的缓解。美国把实施管理需求侧作为能源长期战略的重要内容，并且制订了许多法律法规及政策，投入了大量的资金和精力，相应的也取得了显著成果。仅当年实施需求侧管理，就使电能节约了 537 亿千瓦时，高峰负荷减少了 2200 万千瓦。

1.2.2 环境问题日趋严重

经济的发展和人民生活条件的改善促使电力需求的大幅的增长，然而，能源的供应就意着沉重的环保代价。2004 年我国二氧化碳排放量已占全球的 13%，是仅次于美国25%的第二大排放国，二氧化碳等温室气体对全球气候变化的威胁逐渐加大,近年来本地区出现持续干旱天气,就有专家认为这是二氧化碳过度排放的结果,如果持续下去将使我国的“南涝北旱”变为“北涝南旱”。另外我国目前的二氧化硫排放量为世界第一。例如在 2005 年南通地区第二季度的降雨的酸雨率已达 68.6%，PH 年平均值为 4.83，其两大燃煤电厂所排放的二氧化硫是南通地区产生酸雨产生的主要原因。我国的环境能源问题，是国际能源问题的一个非常重要的组成部分。1997 年在日本京都召开的地球气候会议，会议中对温室气体的削减总量目标和承诺期限作了一个明确的指示，作为发展中国家的中国，虽然没有具体的减排义务需要我们承担，但我国是世界上二氧化碳排放的第二大国，且温室气体排放量在我国增长势头强劲，使我国面临政治和外交的双重压力，这也对不利于我国的经济发展和外贸交易。

1.2.3 能源利用率低

20 多年的经济快速发展，加上世界上最庞大的消费人口在我国，目前我国已是世界第二大能源消费国。我国既是“资源小国”，又是“发展大国”，同时我国的资源的利用率也比较低。从能源上来看，我国经济高速增长是以能源的巨大消耗为代价的。资料表明，我国能源消费总量在2003年为 16．78 亿吨标准煤，相比与上年增加 10.1%，但是，2003 年我国GDP 占世界 GDP 的比重大约是 4％，而能源消耗所占比重为：石油7.4％，原煤31％。根据 2000 年的数据统计，我国每单位产值的电能消耗量为 0.15 千瓦时／元，美国是我们的1/3，日本是我们的1/5。这些数据表明，一方面在我国的电力需求增长势头迅猛，但可用于发电的一次能源储备不足，不断隐忧，并且受到环境、淡水资源、煤炭供应和运输等方面的的限制燃煤电站的快速发展遭到严重制约，并且这还将使今后电力结构调整的难度加大。另一方面，我国能源利用效率低，相比发达国家能源大量浪费的况情十分严重。要使这两个方面的难题得到克服．电力需求侧管理的作用刚大有可为。例如美国，自上个世纪 70 年代以来，由于采取措施提高了能源的利用效率，取得了十分显著的成效。2000 年，美国的人均 GDP 比 1973 年增长了 74％，而并没有增长的是能源的消耗，几乎与1973年的能源消耗一样。能源效率的提高已经成为为美国为一种增长最快的“能源资源”。据美国能源部预测，到 2020 年，美国需要新增发电装机 4 亿千瓦；但由于采用良好的需求侧管理，预计可以减少 26 亿左右千瓦装机。相比与美国，这方面我国尚存在很大差距。有专家预测，如果我国实施有效的需求侧管理，到 2020 年，可令我国减少装机一亿千瓦左右，这些装机数量超过了 5 个三峡工程的装机容量，这资源和环境的压力得到了极大的缓解，同时这一缓解还可以节约 8000 亿到 10000 亿的投资。由此可见，实施需求侧管理的潜力在我国是非常大的。目前能源的高投入是我国经济增长的方要实现方式，这反映出我国高消耗、高投入、高排放、不协调、循环难、效率低的粗放型经济增长方式。但对于资源，我们并不是取之不尽、用之不竭,巨大的矛盾使我们走节约能源的道路成必要的选择,从而来大幅度提高能源利用效率,加快节约型社会的建立。因而党中央、国务院在今年也对能源资源问题给予了很大地关注,明确提出能问题是关系我国经济社会发展全局的重大战略性问题。