Efterspørgsel svar - Demand response

En tørretumbler, der bruger en efterspørgselsomskifter for at reducere spidsbelastningen
Dagligt belastningsdiagram Blå viser reel belastning og grøn viser ideel belastning.

Efterspørgslen svar er en ændring i elforbruget for et elselskab kunde for bedre at matche efterspørgslen efter magten med leveringen. Indtil for nylig kunne elektrisk energi ikke opbevares let, så forsyningsselskaber har traditionelt matchet efterspørgsel og udbud ved at nedbringe produktionshastigheden på deres kraftværker , tage produktionsenheder til eller fra nettet eller importere strøm fra andre forsyningsselskaber. Der er grænser for, hvad der kan opnås på udbudssiden, fordi nogle producerende enheder kan tage lang tid at komme op til fuld effekt, nogle enheder kan være meget dyre at betjene, og efterspørgslen kan til tider være større end kapaciteten for alle de tilgængelige kraftværker samlet. Efterspørgsel svar søger at justere efterspørgslen efter strøm i stedet for at justere forsyningen.

Hjælpeprogrammer kan signalere efterspørgselsanmodninger til deres kunder på en række forskellige måder, herunder enkel off-peak måling, hvor strøm er billigere på bestemte tidspunkter af dagen, og smart måling , hvor eksplicitte anmodninger eller prisændringer kan kommunikeres til kunder .

Kunden kan justere strømefterspørgslen ved at udskyde nogle opgaver, der kræver store mængder el, eller måske beslutte at betale en højere pris for deres elektricitet. Nogle kunder skifter muligvis en del af deres forbrug til alternative kilder, såsom solpaneler og batterier på stedet.

I mange henseender kan efterspørgselsrespons blot sættes som et teknologibaseret økonomisk rationeringssystem til elektrisk strømforsyning. I efterspørgselsrespons opnås frivillig rationering med prisincitamenter - der tilbyder lavere nettoprissætning pr. Enhed til gengæld for reduceret strømforbrug i spidsbelastningsperioder. Den direkte implikation er, at brugere af elektrisk kapacitet, der ikke reducerer brugen (belastning) i spidsbelastningsperioder, betaler "stigninger" enhedspriser, hvad enten de er direkte eller indregnes i generelle priser.

Ufrivillig rationering, hvis ansat, ville blive udført via rullende blackouts i spidsbelastningsperioder. Praktisk set kan sommervarmebølger og dybfrysning om vinteren være karakteriseret ved planlagte strømafbrydelser for forbrugere og virksomheder, hvis frivillig rationering via incitamenter ikke reducerer belastningen tilstrækkeligt til at matche den samlede strømforsyning.

Baggrund

Ifølge Federal Energy Regulatory Commission er efterspørgselsrespons (DR) defineret som: "Ændringer i elforbrug fra slutbrugers kunder fra deres normale forbrugsmønstre som reaktion på ændringer i prisen på elektricitet over tid eller til incitamentsbetalinger designet til fremkalde lavere elforbrug i tider med høje engrosmarkedspriser, eller når systemets pålidelighed bringes i fare. " DR inkluderer alle forsætlige ændringer af forbrugsmønstre for elektricitet for at få kunder, der har til formål at ændre timingen, niveauet for øjeblikkelig efterspørgsel eller det samlede elforbrug. Det forventes, at efterspørgselsprogrammer vil være designet til at mindske elforbruget eller flytte det fra perioder med lavt niveau til lavt niveau afhængigt af forbrugernes præferencer og livsstil. Efterspørgselsrespons kan defineres som "en bred vifte af handlinger, der kan udføres på kundesiden af ​​elmåleren som reaktion på bestemte forhold i elsystemet (såsom overbelastningsnetværksbelastning eller høje priser)". Efterspørgselsrespons er en reduktion i efterspørgsel designet til at reducere spidsbelastning eller undgå systemsituationer. Derfor kan efterspørgselsrespons være et mere omkostningseffektivt alternativ end at tilføje produktionsfunktioner for at imødekomme spidserne på spidsbelastningen og lejlighedsvis. Det underliggende mål med DR er at aktivt engagere kunder i at ændre deres forbrug som reaktion på prissignaler. Målet er at afspejle forsyning forventninger gennem forbrugernes prissignaler eller kontroller og aktivere dynamiske ændringer i forbruget i forhold til prisen.

I elnet ligner DR dynamiske efterspørgselsmekanismer til at styre kundeforbrug af elektricitet som reaktion på leveringsbetingelser, for eksempel ved at få elkunder til at reducere deres forbrug på kritiske tidspunkter eller som reaktion på markedspriser. Forskellen er, at efterspørgselsmekanismer reagerer på eksplicitte anmodninger om at lukke, mens dynamiske efterspørgselsanordninger passivt lukkes, når stress i nettet registreres. Efterspørgselsrespons kan involvere faktisk nedskæring af den anvendte strøm eller ved at starte produktion på stedet, som måske eller måske ikke er forbundet parallelt med nettet. Dette er et helt andet koncept end energieffektivitet , hvilket betyder at bruge mindre strøm til at udføre de samme opgaver kontinuerligt eller når denne opgave udføres. Samtidig er efterspørgselsrespons en komponent i intelligent energibehov, som også inkluderer energieffektivitet, energistyring i hjemmet og bygningen, distribuerede vedvarende ressourcer og opladning af elbiler.

De nuværende ordninger for efterspørgselsrespons implementeres med store og små erhvervskunder såvel som privatkunder, ofte ved hjælp af dedikerede kontrolsystemer til at kaste belastninger som svar på en anmodning fra et hjælpeprogram eller markedsprisforhold. Services (lys, maskiner, klimaanlæg) reduceres i henhold til en forud planlagt belastningsprioriteringsplan i de kritiske tidsrammer. Et alternativ til belastningskørsel er produktion på stedet for at supplere elnettet . Under betingelser med stram elforsyning kan efterspørgselsresponsen reducere spidsprisen og generelt elprisens volatilitet betydeligt.

Efterspørgselsrespons bruges generelt til at henvise til mekanismer, der bruges til at tilskynde forbrugerne til at reducere efterspørgslen og derved reducere spidsbehovet for el. Da elektriske produktions- og transmissionssystemer generelt er dimensioneret til at svare til topefterspørgsel (plus margin til prognosefejl og uforudsete begivenheder), reducerer reduktion af topefterspørgsel de samlede anlægs- og kapitalomkostninger . Afhængig af konfigurationen af ​​produktionskapacitet kan efterspørgselsrespons imidlertid også bruges til at øge efterspørgsel (belastning) på tidspunkter med høj produktion og lav efterspørgsel. Nogle systemer kan derved tilskynde energilagring til arbitrage mellem perioder med lav og høj efterspørgsel (eller lave og høje priser). Bitcoin-minedrift er en strømintensiv proces til at konvertere computerhardwareinfrastruktur, softwarefærdigheder og elektricitet til elektronisk valuta. Bitcoin minedrift bruges til at øge efterspørgslen i overskudstimer ved at forbruge billigere strøm.

Der er tre typer efterspørgselssvar - nødefterspørgsel, økonomisk efterspørgsel og hjælpefunktioner efterspørgselssvar. Nødefterspørgsel imødegås for at undgå ufrivillige afbrydelser af tjenester i tider med mangel på udbud. Økonomisk efterspørgsel svares til at give el-kunder mulighed for at begrænse deres forbrug, når produktiviteten eller bekvemmeligheden ved at forbruge den elektricitet er mindre værd for dem end at betale for elen. Hjælpefunktioner til efterspørgsel efter service består af en række specialtjenester, der er nødvendige for at sikre en sikker drift af transmissionsnettet, og som traditionelt er leveret af generatorer.

Smart grid applikation

Video om efterspørgsel svar fra elektriske apparater i et hus kombineret med et elektrisk køretøj. Disse er en del af et smart grid .

Smart grid- applikationer forbedrer elproducenters og forbrugers evne til at kommunikere med hinanden og træffe beslutninger om, hvordan og hvornår de skal producere og forbruge elektrisk energi. Denne nye teknologi vil give kunderne mulighed for at skifte fra et hændelsesbaseret efterspørgselssvar, hvor forsyningsselskabet anmoder om afgivelse af belastning, mod et mere 24/7-baseret efterspørgselssvar, hvor kunden ser incitamenter til at kontrollere belastning hele tiden. Selv om denne frem og tilbage dialog øger mulighederne for efterspørgsel, er kunderne stadig stort set påvirket af økonomiske incitamenter og er tilbageholdende med at opgive total kontrol over deres aktiver til forsyningsselskaber.

En fordel ved en smart grid-applikation er tidsbaseret prisfastsættelse. Kunder, der traditionelt betaler en fast sats for forbrugt energi ( kWh ) og anmodet spidsbelastning, kan indstille deres tærskel og justere deres forbrug for at drage fordel af svingende priser. Dette kan kræve brug af et energistyringssystem til styring af apparater og udstyr og kan involvere stordriftsfordele. En anden fordel, hovedsageligt for store kunder med generation, er at være i stand til nøje at overvåge, skifte og balancere belastningen på en måde, der giver kunden mulighed for at spare spidsbelastning og ikke kun spare på kWh og kW / måned, men være i stand til at handle det, de har har sparet på et energimarked. Igen involverer dette sofistikerede energistyringssystemer, incitamenter og et levedygtigt handelsmarked.

Smart grid-applikationer øger mulighederne for efterspørgsel ved at levere realtidsdata til producenter og forbrugere, men de økonomiske og miljømæssige incitamenter forbliver drivkraften bag denne praksis.

Et af de vigtigste midler til efterspørgsel i fremtidige smarte net er elektriske køretøjer. Aggregering af denne nye energikilde, som også er en ny kilde til usikkerhed i de elektriske systemer, er kritisk for at bevare stabiliteten og kvaliteten af ​​smarte net, og derfor kan parkeringspladser til elbiler betragtes som en enhed til efterspørgselsaggregering.

Prisfastsættelse af elektricitet

Forklaring på efterspørgselseffekter på en kvantitets (Q) - pris (P) graf. Under uelastisk efterspørgsel (D1) kan ekstremt høj pris (P1) resultere i et anstrengt elmarked .
Hvis der anvendes målinger til efterspørgsel, bliver efterspørgslen mere elastisk (D2). En meget lavere pris vil resultere i markedet (P2).

Det anslås, at en 5% -sænkning af efterspørgslen vil resultere i en prisnedsættelse på 50% i højsæsonen for Californiens el-krise i 2000/2001. Markedet bliver også mere modstandsdygtigt over for forsætlig tilbagetrækning af tilbud fra udbudssiden.

I de fleste elkraftsystemer betaler nogle eller alle forbrugere en fast pris pr. Elenhed uafhængigt af produktionsomkostningerne på forbrugstidspunktet. Forbrugerprisen kan fastsættes af regeringen eller en regulator og repræsenterer typisk en gennemsnitlig pris pr . Produktionsenhed over en given tidsramme (for eksempel et år). Forbruget er derfor ikke følsomt over for produktionsomkostningerne på kort sigt (f.eks. På timebasis). Økonomisk set er forbrugernes forbrug af elektricitet uelastisk i korte tidsrammer, da forbrugerne ikke står over for den faktiske produktionspris; hvis forbrugerne skulle stå over for de kortsigtede produktionsomkostninger, ville de være mere tilbøjelige til at ændre deres brug af elektricitet som reaktion på disse prissignaler. En ren økonom kan ekstrapolere konceptet for at antage, at forbrugere, der betjenes under disse faste takster, er udstyret med teoretiske "opkaldsoptioner" på elektricitet, men i virkeligheden, som enhver anden forretning, køber kunden simpelthen det, der tilbydes på det aftalte. pris. En kunde i et stormagasin, der køber en $ 10-vare kl. 9.00, bemærker muligvis 10 sælgere på gulvet, men kun en besat betjener ham eller hende, mens klokken 15.00 kunne kunden købe den samme $ 10-artikel og bemærke alle de 10 sælgere, der var besat. På samme måde kan stormagasinens salgsomkostninger kl. 9.00 være 5-10 gange så store som dets salgsomkostninger kl. 15.00, men det ville være langtfra at hævde, at kunden ved ikke at betale væsentligt mere for artiklen kl. 9.00 end kl. 15.00 havde en 'call option' på $ 10-artiklen.

I stort set alle elsystemer produceres elektricitet af generatorer, der afsendes i fortjeneste rækkefølge, dvs. generatorer med de laveste marginale omkostninger (laveste variable produktionsomkostninger) bruges først efterfulgt af den næst billigste osv. Indtil det øjeblikkelige elbehov er tilfreds. I de fleste elsystemer vil engrosprisen på elektricitet være lig med marginalomkostningerne for den højeste omkostningsgenerator, der indsprøjter energi, hvilket vil variere efter behovet. Således kan variationen i prisfastsættelse være betydelig: F.eks. Varierede engrospriserne (i canadiske dollars) til producenterne i Ontario mellem august og september 2006 fra et højdepunkt på $ 318 pr. MW · t til et minimum på - (negativ) $ 3,10 pr. MW · h. Det er ikke usædvanligt, at prisen varierer med en faktor på to til fem på grund af den daglige efterspørgselscyklus. En negativ pris indikerer, at producenterne blev opkrævet for at levere elektricitet til nettet (og forbrugere, der betaler realtidspriser, har muligvis faktisk fået rabat for forbrug af elektricitet i denne periode). Dette sker normalt om natten, når efterspørgslen falder til et niveau, hvor alle generatorer fungerer på deres minimale outputniveauer, og nogle af dem skal lukkes ned. Den negative pris er tilskyndelsen til at skabe disse nedlukninger på en billigste måde.

To Carnegie Mellon- undersøgelser i 2006 undersøgte vigtigheden af ​​efterspørgselsrespons for elindustrien generelt og med specifik anvendelse af realtidsprissætning for forbrugere til PJM Interconnection Regional Transmission Authority, der betjener 65 millioner kunder i USA med 180 gigawatt produktionskapacitet. Sidstnævnte undersøgelse viste, at selv små forskydninger i peak-efterspørgsel ville have en stor effekt på besparelser for forbrugerne og undgåede omkostninger til yderligere peak-kapacitet: et skift på 1% i peak-efterspørgsel ville resultere i besparelser på 3,9%, milliarder dollars på systemniveau . En reduktion på ca. 10% i peak-efterspørgsel (opnåelig afhængigt af efterspørgselens elasticitet ) ville resultere i systembesparelser på mellem $ 8 og $ 28 mia.

I et diskussionsoplæg estimerer Ahmad Faruqui, rektor i Brattle Group , at en reduktion på 5 procent i USAs maksimale elefterspørgsel kan medføre ca. 35 mia. Dollar i omkostningsbesparelser over en 20-årig periode eksklusiv omkostningerne ved måling og kommunikation nødvendige for at gennemføre den dynamiske prisfastsættelse, der er nødvendig for at opnå disse reduktioner. Mens nettofordelene ville være betydeligt mindre end de krævede $ 35 milliarder, ville de stadig være ret betydelige. I Ontario, Canada, har den uafhængige elektricitetssystemoperatør bemærket, at den maksimale efterspørgsel i 2006 oversteg 25.000 megawatt i løbet af kun 32 systemtimer (mindre end 0,4% af tiden), mens den maksimale efterspørgsel i løbet af året var lidt over 27.000 megawatt. Evnen til at "barbere" den maksimale efterspørgsel baseret på pålidelige forpligtelser vil derfor give provinsen mulighed for at reducere den byggede kapacitet med ca. 2.000 megawatt.

Elnet og højeste efterspørgsel

Det øverste reservoir (Llyn Stwlan) og dæmningen til Ffestiniog Pumped Storage Scheme i det nordlige Wales

I et elnet skal elforbrug og produktion altid være i balance; enhver væsentlig ubalance kan medføre ustabilitet i nettet eller svære spændingsudsving og medføre fejl inden i nettet. Den samlede produktionskapacitet er derfor dimensioneret til at svare til den samlede topefterspørgsel med en vis fejlmargin og tilladelse til uforudsete udgifter (såsom anlæg, der er offline i spidsbelastningsperioder). Operatører planlægger generelt at bruge den billigste produktionskapacitet (udtrykt i marginale omkostninger ) i en given periode og bruge yderligere kapacitet fra dyrere anlæg, når efterspørgslen stiger. Efterspørgselsrespons er i de fleste tilfælde målrettet mod at reducere spidsbelastningen for at reducere risikoen for potentielle forstyrrelser, undgå yderligere kapitalkrav til yderligere anlæg og undgå brug af dyrere eller mindre effektive driftsanlæg. Forbrugere af elektricitet betaler også højere priser, hvis produktionskapacitet bruges fra en højere energikilde.

Efterspørgselsrespons kan også bruges til at øge efterspørgslen i perioder med stort udbud og lav efterspørgsel. Nogle typer produktionsanlæg skal køres med tæt på fuld kapacitet (såsom nuklear), mens andre typer kan producere til ubetydelige marginale omkostninger (såsom vind og sol). Da der normalt er begrænset kapacitet til at lagre energi, kan efterspørgselsrespons muligvis forsøge at øge belastningen i disse perioder for at opretholde nettets stabilitet. F.eks. Var der i provinsen Ontario i september 2006 en kort periode, hvor elpriserne var negative for visse brugere. Energilagring såsom vandkraft med pumpelagring er en måde at øge belastningen på i perioder med lav efterspørgsel efter brug i senere perioder. Brug af efterspørgselsrespons for at øge belastningen er mindre almindelig, men kan være nødvendig eller effektiv i systemer, hvor der er store mængder produktionskapacitet, der ikke let kan cykles ned.

Nogle net benytter muligvis prissætningsmekanismer, der ikke er i realtid, men lettere at implementere (brugere betaler for eksempel højere priser i løbet af dagen og lavere priser om natten) for at give nogle af fordelene ved efterspørgselsmekanismen med mindre krævende teknologiske krav . I Storbritannien har økonomi 7 og lignende ordninger, der forsøger at skifte efterspørgsel forbundet med elektrisk opvarmning til natten uden for spidsbelastningsperioder, været i drift siden 1970'erne. For nylig begyndte Ontario i 2006 at implementere et "smart meter" -program, der implementerer "time-of-use" (TOU) -prissætning, som rangerer prissætningen i henhold til tidsplaner for peak, mid-peak og off-peak. Om vinteren defineres on-peak som morgen og tidlig aften, mid-peak som middag til sen eftermiddag og off-peak som nat; i løbet af sommeren vendes perioderne på peak og mid peak, hvilket afspejler aircondition som drivkraft for sommerefterspørgsel. Fra den 1. maj 2015 har de fleste Ontario-elforsyninger afsluttet konvertering af alle kunder til "smart meter" -fakturering med brugstid med hastigheder på ca. 200% og mellemhøjde omkring 150% af off-peak-hastighed pr. kWh.

Australien har nationale standarder for efterspørgselsrespons (AS / NZS 4755-serien), som er blevet implementeret landsdækkende af elektricitetsdistributører i flere årtier, f.eks. Styring af lagervandvarmere, klimaanlæg og poolpumper. I 2016 er hvordan man styrer lagring af elektrisk energi (f.eks. Batterier) blevet tilføjet til serien af ​​standarder.

Load shedding

Elektriske produktions- og transmissionssystemer opfylder muligvis ikke altid krav til spidsbelastning - den største mængde elektricitet, der kræves af alle forsyningskunder i en given region. I disse situationer skal den samlede efterspørgsel sænkes, enten ved at slukke for service til nogle enheder eller reducere forsyningsspændingen ( brownouts ) for at forhindre ukontrollerede serviceforstyrrelser såsom strømafbrydelser (udbredt blackouts) eller udstyrsskader. Forsyningsvirksomheder kan pålægge serviceafdelinger belastning via målrettede blackouts, rullende blackouts eller ved aftaler med specifikke industrielle forbrugere, der er meget brugbare, for at slukke for udstyr på tidspunkter, hvor systemet er spidsbelastet.

Incitamenter til at kaste belastninger

Energiforbrugere har brug for noget incitament til at svare på en sådan anmodning fra en leverandør af efterspørgselssvar . Incitamenter til efterspørgsel kan være formelle eller uformelle. For eksempel kan forsyningsvirksomheden skabe et toldbaseret incitament ved at give kortsigtede stigninger i elprisen videre, eller de kan pålægge obligatoriske nedskæringer under en hedebølge for udvalgte højvolumenbrugere, der kompenseres for deres deltagelse. Andre brugere kan få rabat eller andet incitament baseret på faste forpligtelser til at reducere strømmen i perioder med stor efterspørgsel, undertiden benævnt negawatt .

Kommercielle og industrielle strømbrugere kan pålægge sig selv belastningsafbrydelse uden anmodning fra forsyningsselskabet. Nogle virksomheder genererer deres egen kraft og ønsker at forblive inden for deres energiproduktionskapacitet for at undgå at købe strøm fra nettet. Nogle forsyningsselskaber har kommercielle tarifstrukturer, der indstiller en kundes strømomkostninger for måneden baseret på kundens øjeblik med mest brug eller højeste efterspørgsel. Dette tilskynder brugerne til at udjævne deres efterspørgsel efter energi, kendt som energibehovsstyring , hvilket undertiden kræver midlertidig nedskæring af tjenester.

Smart måling er blevet implementeret i nogle jurisdiktioner for at give realtidspriser til alle typer brugere i modsætning til fastpris i hele efterspørgselsperioden. I denne applikation har brugerne et direkte incitament til at reducere deres brug i perioder med høj efterspørgsel og høje priser. Mange brugere er muligvis ikke i stand til effektivt at reducere deres efterspørgsel på forskellige tidspunkter, eller spidspriserne kan være lavere end det niveau, der kræves for at inducere en ændring i efterspørgslen i korte tidsperioder (brugere har lav prisfølsomhed , eller efterspørgselens elasticitet er lav) . Der findes automatiserede kontrolsystemer, som, selvom de er effektive, kan være for dyre til at være mulige for nogle applikationer.

Ansøgning om intermitterende distribuerede energiressourcer

Det moderne elnet går over fra de traditionelle vertikalt integrerede forsyningsstrukturer til distribuerede systemer, da det begynder at integrere højere gennemtrængninger af vedvarende energiproduktion. Disse energikilder er ofte diffust fordelt og intermitterende af natur. Disse funktioner introducerer problemer i netstabilitet og effektivitet, der fører til begrænsninger i mængden af ​​disse ressourcer, som effektivt kan tilføjes til nettet. I et traditionelt vertikalt integreret net leveres energi af forsyningsgeneratorer, som er i stand til at reagere på ændringer i efterspørgslen. Produktion fra vedvarende ressourcer styres af miljømæssige forhold og er generelt ikke i stand til at reagere på ændringer i efterspørgslen. Responsiv kontrol over ikke-kritiske belastninger, der er forbundet med nettet, har vist sig at være en effektiv strategi, der er i stand til at afbøde uønskede udsving, der er introduceret af disse vedvarende ressourcer. På denne måde reagerer efterspørgslen på ændringer i generationen i stedet for, at generationen reagerer på ændringer i efterspørgslen. Dette er grundlaget for efterspørgsel. For at implementere efterspørgselssystemer er det nødvendigt at koordinere et stort antal distribuerede ressourcer gennem sensorer, aktuatorer og kommunikationsprotokoller. For at være effektive skal enhederne være økonomiske, robuste og alligevel effektive til at styre deres kontrolopgaver. Derudover kræver effektiv kontrol en stærk kapacitet til at koordinere store netværk af enheder, styre og optimere disse distribuerede systemer både fra et økonomisk og et sikkerhedsmæssigt synspunkt.

Derudover driver den øgede tilstedeværelse af variabel vedvarende produktion et større behov for myndighederne til at skaffe flere accessoriske tjenester til netbalance. En af disse tjenester er beredskabsreserve, som bruges til at regulere netfrekvensen i uforudsete udgifter. Mange uafhængige systemoperatører strukturerer reglerne for de supplerende servicemarkeder, således at efterspørgsel kan deltage sammen med traditionelle ressourcer på udbudssiden - generatorernes tilgængelige kapacitet kan bruges mere effektivt, når de drives som designet, hvilket resulterer i lavere omkostninger og mindre forurening. Efterhånden som forholdet mellem inverterbaseret produktion og konventionel produktion stiger, falder den mekaniske inerti, der bruges til at stabilisere frekvensen. Når det kombineres med følsomheden af ​​inverterbaseret generation over for forbigående frekvenser, bliver levering af hjælpetjenester fra andre kilder end generatorer stadig vigtigere.

Teknologier til reduktion af efterspørgsel

Der findes teknologier, og flere er under udvikling for at automatisere processen med efterspørgsel. Sådanne teknologier opdager behovet for belastningsudskillelse , kommunikerer efterspørgslen til deltagende brugere, automatiserer belastningsreduktion og verificerer overholdelse af efterspørgselsresponsprogrammer. GridWise og EnergyWeb er to store føderale initiativer i USA for at udvikle disse teknologier. Universiteter og privat industri forsker og udvikler også på denne arena. Skalerbare og omfattende softwareløsninger til DR muliggør vækst i erhvervslivet og industrien.

Nogle forsyningsselskaber overvejer og tester automatiserede systemer, der er forbundet til industrielle, kommercielle og private brugere, der kan reducere forbruget på tidspunkter med maksimal efterspørgsel, hvilket hovedsageligt forsinker trækningen marginalt. Selvom mængden af ​​forsinket efterspørgsel kan være lille, kan konsekvenserne for nettet (inklusive finansiel) være betydelige, da systemstabilitetsplanlægning ofte indebærer opbygning af kapacitet til ekstreme peak-efterspørgselshændelser plus en sikkerhedsmargin i reserve. Sådanne begivenheder kan kun forekomme et par gange om året.

Processen kan indebære, at visse apparater eller dræn slukkes eller slukkes (og når efterspørgslen er uventet lav, potentielt øger brugen). For eksempel kan opvarmning være slået ned, eller klimaanlæg eller køling kan skrues op (ved at dreje op til en højere temperatur bruger mindre elektricitet), hvilket forsinker trækningen lidt, indtil et forbrugstop er gået. I byen Toronto kan visse boligbrugere deltage i et program (Peaksaver AC), hvorved systemoperatøren automatisk kan styre varmtvandsbeholdere eller klimaanlæg under peak-efterspørgsel; fordelene ved nettet ved at forsinke peak-efterspørgsel (give peaking-planter tid til at cykle op eller undgå peak-begivenheder), og deltageren drager fordel ved at forsinke forbruget indtil efter peak-demand-perioder, hvor prissætningen skulle være lavere. Selv om dette er et eksperimentelt program, har disse løsninger i stor skala potentialet til at reducere spidsbelastningen betydeligt. Succesen med sådanne programmer afhænger af udviklingen af ​​passende teknologi, et passende prissystem for elektricitet og omkostningerne ved den underliggende teknologi. Bonneville Power eksperimenterede med direkte kontrolteknologier i Washington og Oregon-boliger og fandt ud af, at den undgåede transmissionsinvestering ville retfærdiggøre omkostningerne ved teknologien.

Andre metoder til implementering af efterspørgselsrespons nærmer sig spørgsmålet om subtilt at reducere toldcyklusser snarere end at implementere termostatafbrydelser . Disse kan implementeres ved hjælp af skræddersyet programmering af bygningsautomationssystemer eller gennem sværmlogiske metoder, der koordinerer flere belastninger i et anlæg (f.eks. Encycles EnviroGrid-controllere).

Lignende tilgang kan implementeres til styring af efterspørgsel efter klimaanlæg i sommerregioner. Forkøling eller opretholdelse af en lidt højere termostatindstilling kan hjælpe med den maksimale reduktion af behovet.

I 2008 blev det meddelt, at elektriske køleskabe vil blive solgt i Storbritannien og registrere dynamisk efterspørgsel, som vil forsinke eller fremme køleperioden baseret på overvågning af netfrekvensen, men de er ikke tilgængelige fra og med 2018.

Industrielle kunder

Industrielle kunder leverer også efterspørgsel. Sammenlignet med kommercielle og boligbelastninger har industrielle belastninger følgende fordele: størrelsen af ​​strømforbruget fra et industrielt fremstillingsanlæg og den ændring i kraft, det kan give, er generelt meget store; desuden har industrianlæggene normalt allerede infrastrukturer til kontrol, kommunikation og markedsdeltagelse, hvilket muliggør levering af efterspørgsel; desuden er nogle industrianlæg, såsom aluminiumssmelteren, i stand til at tilbyde hurtige og nøjagtige justeringer af deres strømforbrug. For eksempel Alcoa 's Warrick er Operation deltager i miso som en kvalificeret efterspørgsel svar ressource, og det TriMet Aluminium bruger sin smelteværk som en kortsigtet nega-batteri. Valget af egnede industrier til levering af efterspørgsel er typisk baseret på en vurdering af den såkaldte værdi af tabt belastning . Nogle datacentre er placeret langt fra hinanden for redundans og kan migrere belastninger imellem dem, mens de også udfører efterspørgselsrespons.

Kortsigtet ulejlighed for langsigtede fordele

Det er vigtigt at kaste belastninger under spidsbelastning, fordi det reducerer behovet for nye kraftværker. For at imødekomme den høje topefterspørgsel bygger forsyningsselskaber meget kapitalintensive kraftværker og linjer. Maksimumsefterspørgsel sker kun et par gange om året, så disse aktiver kører på en brøkdel af deres kapacitet. Elektriske brugere betaler for denne tomgangskapacitet gennem de priser, de betaler for elektricitet. Ifølge Demand Response Smart Grid Coalition skyldes 10% –20% af elomkostningerne i USA den maksimale efterspørgsel i løbet af kun 100 timer om året. DR er en måde for forsyningsselskaber at reducere behovet for store kapitaludgifter og dermed holde renten lavere generelt; der er imidlertid en økonomisk grænse for sådanne reduktioner, fordi forbrugerne mister produktiviteten eller bekvemmelighedsværdien af ​​den ikke-forbrugte elektricitet. Således er det vildledende at kun se på de omkostningsbesparelser, som efterspørgsel kan medføre uden også at overveje, hvad forbrugeren giver op i processen.

Betydningen for driften af ​​elmarkederne

Det anslås, at en 5% -sænkning af efterspørgslen ville have resulteret i en prisnedsættelse på 50% i spidsbelastningstiden i Californien-el-krisen i 2000-2001. Når forbrugerne står over for toppriser og reducerer deres efterspørgsel, bør markedet blive mere modstandsdygtig over for forsætlig tilbagetrækning af tilbud fra udbudssiden.

Brug af bolig og kommerciel elektricitet varierer ofte drastisk i løbet af dagen, og efterspørgselsforsøg forsøger at reducere variationen baseret på prissignaler. Der er tre underliggende principper for disse programmer:

  1. Ubrugte elektriske produktionsfaciliteter repræsenterer en mindre effektiv kapitalanvendelse (der tjenes lidt indtjening, når den ikke er i drift).
  2. Elektriske systemer og net skaler typisk den samlede potentielle produktion for at imødekomme den forventede maksimale efterspørgsel (med tilstrækkelig ledig kapacitet til at håndtere uventede begivenheder).
  3. Ved at "udjævne" efterspørgslen for at reducere toppe kræves der mindre investeringer i operationel reserve, og eksisterende faciliteter vil operere oftere.

Derudover kan signifikante toppe kun forekomme sjældent, såsom to eller tre gange om året, der kræver betydelige kapitalinvesteringer for at imødekomme sjældne begivenheder.

US Energy Policy Act vedrørende efterspørgsel

Den USA Energy Policy Act fra 2005 har mandat til energiminister at forelægge amerikanske kongres "en rapport, der identificerer og kvantificerer nationale fordele ved efterspørgsel respons og gør en henstilling om at opnå bestemte niveauer af sådanne ydelser inden 1. januar, 2007. " En sådan rapport blev offentliggjort i februar 2006.

Rapporten estimerer, at den potentielle efterspørgselsevne i 2004 svarede til ca. 20.500 megawatt ( MW ), 3% af den samlede maksimale efterspørgsel i USA, mens den faktiske leverede peak-efterspørgselsreduktion var ca. 9.000 MW (1,3% af peak), hvilket efterlod rigelig margin for forbedring. Det anslås endvidere, at kapaciteten til belastningsstyring er faldet med 32% siden 1996. Faktorer, der påvirker denne tendens, inkluderer færre forsyningsselskaber, der tilbyder belastningsstyringstjenester, faldende tilmelding til eksisterende programmer, den ændrede rolle og ansvar for forsyningsvirksomheder og ændret udbud / efterspørgsel.

For at tilskynde til anvendelse og implementering af efterspørgselsrespons i USA udstedte Federal Energy Regulatory Commission (FERC) bekendtgørelse nr. 745 i marts 2011, som kræver en vis kompensation til udbydere af økonomisk efterspørgsel, der deltager i engrosmarkeder. . Ordren er meget kontroversielt og er blevet afvist af en række energi- økonomer, herunder professor William W. Hogan på Harvard University 's Kennedy School . Professor Hogan hævder, at ordren overkompenserer udbydere af efterspørgselsrespons og derved tilskynder til begrænsning af elektricitet, hvis økonomiske værdi overstiger omkostningerne ved at producere den. Professor Hogan hævder endvidere, at ordre nr. 745 er konkurrencebegrænsende og svarer til "... en ansøgning fra regulerende myndighed til at håndhæve en købers kartel." Flere berørte parter, herunder staten Californien, har anlagt sag ved føderal domstol med anfægtelse af lovligheden af ​​bekendtgørelse 745. En debat om den økonomiske effektivitet og retfærdighed af bekendtgørelse 745 optrådte i en række artikler offentliggjort i The Electricity Journal.

Den 23. maj 2014 fratog DC Circuit Court of Appeals ordre 745 i sin helhed. Den 4. maj 2015 vedtog USA's højesteret at gennemgå DC Circuits afgørelse og behandle to spørgsmål:

  1. Hvorvidt Federal Energy Regulatory Commission med rimelighed konkluderede, at den i henhold til Federal Power Act, 16 USC 791a ff., Har myndighed til at regulere de regler, der anvendes af operatører af grossistmarkeder for elektricitet til at betale for reduktioner i elforbrug og til at inddrive disse betalinger gennem justeringer til engrospriser.
  2. Om appelretten begik en fejl ved at fastslå, at reglen udstedt af Federal Energy Regulatory Commission er vilkårlig og lunefuld.

Den 25. januar 2016 konkluderede USA's højesteret i en 6-2-afgørelse i FERC mod Electric Power Supply Ass'n , at Federal Energy Regulatory Commission handlede inden for dens myndighed for at sikre "retfærdige og rimelige" satser i engrosenergi marked.

Efterspørgsel reduktion og brugen af ​​dieselgeneratorer i UK National Grid

Fra december 2009 havde UK National Grid 2369 MW kontrakt med at levere efterspørgselsrespons, kendt som STOR , og efterspørgselssiden leverer 839 MW (35%) fra 89 anlæg. Af disse 839 MW er cirka 750 MW backup-generation, hvor den resterende belastningsreduktion er. Et papir baseret på omfattende halvtimers efterspørgselsprofiler og observeret forskydning af elefterspørgsel til forskellige kommercielle og industrielle bygninger i Storbritannien viser, at kun et lille mindretal beskæftiger sig med lastforskydning og efterspørgsel, mens størstedelen af ​​efterspørgselsresponsen leveres af stand af generatorer.

Se også

Referencer