Kravrespons - Demand response

En tørketrommel som bruker en reaksjonsbryter for å redusere topp etterspørsel

Daglig lastdiagram; Blå viser virkelig lastbruk og grønt viser ideell belastning.

Etterspørselsrespons er en endring i strømforbruket til en strømforsyningskunde for bedre å matche etterspørselen etter strøm med forsyningen. Inntil nylig kunne ikke elektrisk energi lagres enkelt, så verktøy har tradisjonelt matchet etterspørsel og tilbud ved å strupte produksjonshastigheten til kraftverkene sine , ta generatorer på eller av nettet, eller importere kraft fra andre verktøy. Det er grenser for hva som kan oppnås på tilbudssiden, fordi noen produserende enheter kan ta lang tid å komme opp til full effekt, noen enheter kan være veldig dyre å betjene, og etterspørselen kan til tider være større enn kapasiteten til alle de tilgjengelige kraftverkene satt sammen. Etterspørselsrespons søker å justere etterspørselen etter kraft i stedet for å justere tilbudet.

Verktøy kan signalisere etterspørselsforespørsler til kundene sine på en rekke måter, inkludert enkel måling utenfor høydepunktet, der kraften er billigere på bestemte tidspunkter av dagen, og smart måling , der eksplisitte forespørsler eller prisendringer kan kommuniseres til kundene. .

Kunden kan justere strømbehovet ved å utsette noen oppgaver som krever store mengder elektrisk kraft, eller kan bestemme seg for å betale en høyere pris for strømmen. Noen kunder kan bytte en del av forbruket til alternative kilder, for eksempel solcellepaneler og batterier.

I mange henseender kan etterspørselsrespons enkelt settes som et teknologibasert økonomisk rasjoneringssystem for elektrisk strømforsyning. I etterspørselsrespons oppnås frivillig rasjonering med prisincitamenter - og tilbyr lavere nettopris per enhet i bytte mot redusert strømforbruk i toppperioder. Den direkte implikasjonen er at brukere av elektrisk kapasitet som ikke reduserer bruken (belastning) i toppperioder, vil betale "overspennings" enhetspriser, enten direkte eller medregnet i generelle priser.

Ufrivillig rasjonering, hvis den blir brukt, vil bli oppnådd via rullende blackouts i toppbelastningsperioder. Praktisk sett kan sommervarmebølger og dypfrysning vinter være preget av planlagte strømbrudd for forbrukere og bedrifter hvis frivillig rasjonering via insentiver ikke reduserer belastningen tilstrekkelig for å matche total strømforsyning.

Bakgrunn

I følge Federal Energy Regulatory Commission defineres etterspørselsrespons (DR) som: "Endringer i elektrisk bruk av sluttkunder fra deres normale forbruksmønster som svar på endringer i prisen på strøm over tid, eller til insentivbetalinger designet for å indusere lavere strømbruk i tider med høye grossistmarkedspriser eller når systemets pålitelighet er i fare. " DR inkluderer alle forsettlige modifikasjoner av forbruksmønstre for strøm for å indusere kunder som er ment å endre tidspunktet, nivået på øyeblikkelig etterspørsel eller det totale strømforbruket. Det forventes at etterspørselsresponsprogrammer vil være utformet for å redusere strømforbruket eller flytte det fra perioder med høyeste til lave perioder, avhengig av forbrukernes preferanser og livsstil. Etterspørselsrespons kan defineres som "et bredt spekter av handlinger som kan utføres på kundesiden av strømmåleren som svar på spesielle forhold i elsystemet (for eksempel nettstopp i høysesongen eller høye priser)". Etterspørselsrespons er en reduksjon i etterspørsel designet for å redusere topp etterspørsel eller unngå systemnødsituasjoner. Derfor kan etterspørselsrespons være et mer kostnadseffektivt alternativ enn å legge til generasjonsfunksjoner for å møte topp- og sporadiske etterspørselstopper. Det underliggende målet med DR er å aktivt engasjere kunder i å endre forbruket som svar på prissignaler. Målet er å gjenspeile forsynings forventninger gjennom forbrukerprissignaler eller kontroller og aktivere dynamiske endringer i forbruk i forhold til pris.

I strømnett ligner DR på dynamiske etterspørselsmekanismer for å håndtere kundeforbruk av elektrisitet som svar på forsyningsforhold, for eksempel å få strømkunder til å redusere forbruket sitt på kritiske tidspunkter eller som svar på markedspriser. Forskjellen er at etterspørselsresponsmekanismer reagerer på eksplisitte forespørsler om å slå av, mens dynamiske etterspørselsinnretninger slås av passivt når stress i nettet registreres. Etterspørselsrespons kan innebære å faktisk redusere kraften som brukes eller ved å starte generering på stedet som kan være koblet parallelt med nettet. Dette er et ganske annet konsept enn energieffektivitet , som betyr at du bruker mindre strøm til å utføre de samme oppgavene, kontinuerlig eller når den oppgaven utføres. Samtidig er etterspørselsrespons en komponent i smart energibehov, som også inkluderer energieffektivitet, energistyring for hjem og bygninger, distribuerte fornybare ressurser og lading av elektriske kjøretøy.

Nåværende ordninger for etterspørselsrespons implementeres med store og små kommersielle så vel som privatkunder, ofte ved bruk av dedikerte styringssystemer for å kaste belastning som svar på en forespørsel fra et verktøy eller markedsprisforhold. Tjenester (lys, maskiner, klimaanlegg) reduseres i henhold til en forhåndsplanlagt belastningsprioriteringsordning i løpet av de kritiske tidsrammene. Et alternativ til belastning er produksjon på stedet for å supplere strømnettet . Under forhold med stram strømforsyning kan etterspørselsresponsen redusere toppprisen og generelt strømprisens volatilitet betydelig.

Etterspørselsrespons brukes vanligvis til å referere til mekanismer som brukes til å oppmuntre forbrukerne til å redusere etterspørsel, og derved redusere topp etterspørsel etter elektrisitet. Siden elektriske genererings- og overføringssystemer generelt er dimensjonert for å tilsvare topp etterspørsel (pluss margin for prognosefeil og uforutsette hendelser), reduserer senking av topp etterspørsel de totale krav til anlegg og kapital . Avhengig av konfigurasjonen av produksjonskapasitet, kan imidlertid respons etterspørsel også brukes til å øke etterspørsel (belastning) i tider med høy produksjon og lav etterspørsel. Noen systemer kan derved oppmuntre energilagring til arbitrage mellom perioder med lav og høy etterspørsel (eller lave og høye priser). Bitcoin mining er en strømintensiv prosess for å konvertere datamaskinvareinfrastruktur, programvareferdigheter og elektrisitet til elektronisk valuta. Bitcoin-gruvedrift brukes til å øke etterspørselen i overskuddstimer ved å forbruke billigere kraft.

Det er tre typer etterspørselsrespons - beredskapsrespons, økonomisk etterspørselsrespons og tilleggstjenester etterspørselsrespons. Nødefterspørselsrespons benyttes for å unngå ufrivillige tjenesteavbrudd i tider med mangel på tilbud. Økonomisk etterspørselsrespons brukes for å tillate strømkunder å begrense forbruket når produktiviteten eller bekvemmeligheten ved å konsumere den strømmen er mindre verdt for dem enn å betale for strømmen. Hjelpetjenester etterspør respons består av en rekke spesialitetstjenester som er nødvendige for å sikre sikker drift av overføringsnettet og som tradisjonelt har blitt levert av generatorer.

Smart grid applikasjon

Spill av media

Video om etterspørselsresponsen til elektriske apparater i et hus kombinert med et elektrisk kjøretøy. Disse er en del av et smart nett .

Smarte nettapplikasjoner forbedrer muligheten for strømprodusenter og forbrukere til å kommunisere med hverandre og ta beslutninger om hvordan og når de skal produsere og forbruke elektrisk kraft. Denne nye teknologien vil tillate kunder å skifte fra et hendelsesbasert etterspørselsrespons der verktøyet ber om utmattelse av belastning, mot et mer 24/7-basert etterspørselsrespons der kunden ser insentiver for å kontrollere belastning hele tiden. Selv om denne frem og tilbake dialogen øker mulighetene for etterspørselsrespons, er kundene fortsatt i stor grad påvirket av økonomiske insentiver og er motvillige til å gi avkall på total kontroll over eiendelene sine til forsyningsselskaper.

En fordel med en smart grid-applikasjon er tidsbasert prissetting. Kunder som tradisjonelt betaler en fast sats for forbrukt energi ( kWh ) og ønsket toppbelastning, kan stille terskelen og justere bruken for å dra nytte av svingende priser. Dette kan kreve bruk av et energiledelsessystem for å kontrollere apparater og utstyr og kan innebære stordriftsfordeler. En annen fordel, hovedsakelig for store kunder med generasjon, er å kunne følge nøye med, skifte og balansere belastningen på en måte som gjør at kunden kan spare toppbelastning og ikke bare spare på kWh og kW / måned, men være i stand til å handle det de har spart i et energimarked. Igjen involverer dette sofistikerte energiledelsessystemer, insentiver og et levedyktig handelsmarked.

Smart grid-applikasjoner øker mulighetene for etterspørsel ved å gi sanntidsdata til produsenter og forbrukere, men de økonomiske og miljømessige insentivene er fortsatt drivkraften bak praksisen.

Et av de viktigste måtene for etterspørselsrespons i fremtidens smarte nett er elektriske kjøretøyer. Aggregering av denne nye energikilden, som også er en ny kilde til usikkerhet i de elektriske systemene, er avgjørende for å bevare stabiliteten og kvaliteten på smarte nett, og derfor kan parkeringsplassene for elektriske kjøretøyer betraktes som en enhet for aggregasjon av etterspørselsrespons.

Strømpriser

Forklaring på etterspørselsresponseffekter på en kvantitets (Q) - pris (P) graf. Under uelastisk etterspørsel (D1) kan ekstremt høy pris (P1) resultere i et anstrengt elektrisitetsmarked .
Hvis etterspørselstiltak benyttes, blir etterspørselen mer elastisk (D2). En mye lavere pris vil resultere i markedet (P2).

Det anslås at en 5% senking av etterspørselen vil resultere i en prisreduksjon på 50% i høydetiden for elektrisitetskrisen i California i 2000/2001. Markedet blir også mer motstandsdyktig mot forsettlig tilbaketrekking av tilbud fra tilbudssiden.

I de fleste elektriske systemer betaler noen eller alle forbrukere en fast pris per enhet strøm uavhengig av produksjonskostnadene på tidspunktet for forbruket. Forbrukerprisen kan fastsettes av myndighetene eller en regulator, og representerer vanligvis en gjennomsnittlig kostnad per produksjonsenhet over en gitt tidsramme (for eksempel et år). Forbruket er derfor ikke følsomt for produksjonskostnadene på kort sikt (f.eks. På timebasis). Rent økonomisk er forbrukernes bruk av elektrisitet uelastisk i korte tidsrammer, siden forbrukerne ikke møter den faktiske produksjonsprisen; hvis forbrukerne skulle møte de kortsiktige produksjonskostnadene, ville de være mer tilbøyelige til å endre bruk av elektrisitet som reaksjon på disse prissignalene. En ren økonom kan ekstrapolere konseptet til hypotesen om at forbrukere som betjenes under disse fastrentetakstene, er utstyrt med teoretiske "call options" på strøm, men i realiteten, som enhver annen virksomhet, kjøper kunden bare det som tilbys etter avtalt pris. En kunde i et varehus som kjøper en $ 10-vare klokka 9.00, vil kanskje legge merke til 10 selgere på gulvet, men bare en okkuperte som betjener ham eller henne, mens klokken 15.00 kunne kunden kjøpe den samme $ 10-artikkelen og legge merke til alle de 10 selgere som var okkupert. På samme måte kan varehusets kostnad ved salg klokka 09.00 være 5-10 ganger så mye som kostnadene ved salg klokka 15.00, men det ville være langt fra å hevde at kunden, ved ikke å betale betydelig mer for artikkelen klokka 9.00 enn klokka 15.00 hadde et "call option" på $ 10-artikkelen.

I nesten alle kraftsystemer produseres elektrisitet av generatorer som sendes i meritter, dvs. generatorer med lavest marginalkostnad (laveste variable produksjonskostnad) blir brukt først, etterfulgt av de neste billigste osv., Til det øyeblikkelige strømbehovet er fornøyd. I de fleste kraftsystemer vil grossistprisen på strøm være lik marginalkostnaden for den høyeste kostnadsgeneratoren som injiserer energi, som vil variere med etterspørselen. Dermed kan variasjonen i priser være betydelig: For eksempel varierte grossistpriser (i kanadiske dollar) til produsenter i Ontario mellom august og september 2006 fra en topp på $ 318 per MW · t til minimum - (negativ) $ 3,10 per MW · h. Det er ikke uvanlig at prisen varierer med en faktor på to til fem på grunn av den daglige etterspørselssyklusen. En negativ pris indikerer at produsentene ble belastet for å levere strøm til nettet (og forbrukere som betaler sanntidspriser kan ha fått rabatt for å konsumere strøm i denne perioden). Dette skjer vanligvis om natten når etterspørselen faller til et nivå der alle generatorer fungerer på sitt minimumsnivå og noen av dem må stenges. Den negative prisen er tilskyndelsen til å få til disse nedstengningene på en rimelig måte.

To Carnegie Mellon- studier i 2006 så på viktigheten av etterspørselsrespons for elektrisitetsindustrien generelt og med spesifikk anvendelse av sanntidspriser for forbrukere for PJM Interconnection Regional Transmission Authority, som betjener 65 millioner kunder i USA med 180 gigawatt produksjonskapasitet. Sistnevnte studie fant at selv små forskyvninger i topp etterspørsel ville ha stor innvirkning på besparelser for forbrukerne og unngått kostnader for ytterligere toppkapasitet: et 1% skift i topp etterspørsel vil resultere i besparelser på 3,9%, milliarder dollar på systemnivå . En ca. 10% reduksjon i topp etterspørsel (oppnåelig avhengig av etterspørselens elastisitet ) vil resultere i systembesparelser på mellom $ 8 og $ 28 milliarder dollar.

I et diskusjonsopplegg anslår Ahmad Faruqui, rektor i Brattle Group , at en reduksjon på 5 prosent i USAs maksimale strømbehov kan gi omtrent 35 milliarder dollar i kostnadsbesparelser over en 20-årsperiode, eksklusiv kostnadene ved måling og kommunikasjon. nødvendig for å implementere den dynamiske prissettingen som er nødvendig for å oppnå disse reduksjonene. Mens nettofordelene ville være betydelig mindre enn de påkrevde $ 35 milliarder, ville de fortsatt være ganske betydelige. I Ontario, Canada, har den uavhengige elektrisitetssystemoperatøren lagt merke til at toppbehovet i 2006 oversteg 25 000 megawatt i løpet av bare 32 systemtimer (mindre enn 0,4% av tiden), mens maksimal etterspørsel i løpet av året var litt over 27 000 megawatt. Evnen til å "barbere" topp etterspørsel basert på pålitelige forpliktelser vil derfor tillate provinsen å redusere bygget kapasitet med omtrent 2000 megawatt.

Elektrisitetsnett og topp etterspørselsrespons

Det øvre reservoaret (Llyn Stwlan) og demningen til Ffestiniog Pumped Storage Scheme i Nord-Wales

I et strømnett må strømforbruk og produksjon balansere til enhver tid; enhver betydelig ubalanse kan føre til ustabilitet i nettet eller alvorlige spenningssvingninger og forårsake feil i nettet. Total produksjonskapasitet er derfor dimensjonert for å tilsvare total topp etterspørsel med en viss feilmargin og godtgjørelse for beredskaper (for eksempel anlegg som er off-line i topp etterspørselsperioder). Operatører vil generelt planlegge å bruke den billigste produksjonskapasiteten (når det gjelder marginalkostnader ) i en gitt periode, og bruke tilleggskapasitet fra dyrere anlegg etter hvert som etterspørselen øker. Etterspørselsrespons er i de fleste tilfeller rettet mot å redusere topp etterspørsel for å redusere risikoen for potensielle forstyrrelser, unngå ytterligere kapitalkostnadskrav for tilleggsanlegg og unngå bruk av dyrere eller mindre effektive driftsanlegg. Forbrukere av strøm vil også betale høyere priser hvis produksjonskapasitet brukes fra en høyere kostnadskilde.

Etterspørselsrespons kan også brukes til å øke etterspørselen i perioder med stort tilbud og lav etterspørsel. Noen typer produserende anlegg må kjøres med full kapasitet (for eksempel kjernefysisk energi), mens andre typer kan produsere til ubetydelige marginalkostnader (for eksempel vind og sol). Siden det vanligvis er begrenset kapasitet til å lagre energi, kan etterspørselsrespons forsøke å øke belastningen i disse periodene for å opprettholde nettstabilitet. For eksempel, i provinsen Ontario i september 2006, var det kort tid da strømprisene var negative for visse brukere. Energilagring som vannkraft med pumpelagring er en måte å øke belastningen i perioder med lav etterspørsel etter bruk i senere perioder. Bruk av etterspørselsrespons for å øke belastningen er mindre vanlig, men kan være nødvendig eller effektiv i systemer der det er store mengder genereringskapasitet som ikke lett kan sykles ned.

Noen nett kan bruke prismekanismer som ikke er sanntid, men enklere å implementere (brukere betaler for eksempel høyere priser på dagtid og lavere priser om natten) for å gi noen av fordelene med etterspørselsresponsmekanismen med mindre krevende teknologiske krav . I Storbritannia har økonomi 7 og lignende ordninger som forsøker å skifte etterspørsel forbundet med elektrisk oppvarming til nattperioder utenfor lavtidsperioder, vært i drift siden 1970-tallet. Mer nylig, i 2006, begynte Ontario å implementere et "smart meter" -program som implementerer "time-of-use" (TOU) -prising, som nivåer priser i henhold til tidsplaner for topp, midt og topp. I løpet av vinteren er på-peak definert som morgen og tidlig kveld, midt-peak som middag til sen ettermiddag, og off-peak som natt; i løpet av sommeren, er topp- og midtpunktstidene omvendt, noe som gjenspeiler klimaanlegg som drivkraft for sommerbehov. Fra og med 1. mai 2015 har de fleste Ontario-elektriske verktøy fullført konvertering av alle kunder til "smart meter" faktureringstid for bruk med topprater rundt 200% og mellomtopprater ca. 150% av off-peak rate pr. kWh.

Australia har nasjonale standarder for Demand Response (AS / NZS 4755-serien), som har blitt implementert landsdekkende av elektrisitetsdistributører i flere tiår, f.eks. Kontroll av lagringsvarmere, klimaanlegg og bassengpumper. I 2016 har man lagt til hvordan man styrer lagring av elektrisk energi (f.eks. Batterier) i serien av standarder.

Lastkasting

Elektriske produksjons- og overføringssystemer oppfyller ikke alltid kravene til topp etterspørsel - den største mengden strøm som kreves av alle energikunder i en gitt region. I disse situasjonene må den totale etterspørselen senkes, enten ved å slå av service på noen enheter eller kutte forsyningsspenningen ( brownouts ), for å forhindre ukontrollerte serviceforstyrrelser som strømbrudd (utbredt blackouts) eller skade på utstyret. Verktøy kan pålegge belastning på tjenesteområder via målrettet strømavbrudd, rullende strømavbrudd eller ved avtaler med spesifikke industrielle forbrukere med høyt bruk for å slå av utstyr til tider med topp etterspørsel i hele systemet.

Insentiver til å kaste last

Energiforbrukere trenger noe insentiv til å svare på en slik forespørsel fra en leverandør av etterspørselssvar . Insentiver til etterspørsel kan være formelle eller uformelle. For eksempel kan verktøyet skape et tariffbasert insentiv ved å overføre kortsiktige økninger i prisen på strøm, eller de kan pålegge obligatoriske kutt i løpet av en hetebølge for utvalgte høytvolumbrukere, som blir kompensert for deres deltakelse. Andre brukere kan få rabatt eller annet insentiv basert på faste forpliktelser om å redusere strømmen i perioder med høy etterspørsel, noen ganger referert til som negawatt .

Kommersielle og industrielle strømbrukere kan pålegge seg selv belastning uten forespørsel fra verktøyet. Noen virksomheter genererer egen kraft og ønsker å holde seg innenfor sin produksjonskapasitet for å unngå å kjøpe kraft fra nettet. Noen verktøy har kommersielle tariffstrukturer som setter en kundes strømkostnader for måneden basert på kundens øyeblikk for høyest bruk, eller topp etterspørsel. Dette oppfordrer brukerne til å flate etterspørselen etter energi, kjent som energibehovsstyring , som noen ganger krever å redusere tjenester midlertidig.

Smart måling er implementert i noen jurisdiksjoner for å gi sanntidspriser for alle typer brukere, i motsetning til faste priser gjennom hele etterspørselsperioden. I denne applikasjonen har brukerne et direkte insentiv til å redusere bruken ved høye etterspørsel, høye prisperioder. Mange brukere vil kanskje ikke kunne redusere etterspørselen effektivt på forskjellige tidspunkter, eller toppprisene kan være lavere enn det nivået som kreves for å indusere en endring i etterspørselen i korte perioder (brukere har lav prisfølsomhet , eller elastisiteten i etterspørselen er lav) . Det finnes automatiserte styringssystemer, som, selv om de er effektive, kan være for dyre til å være gjennomførbare for noen applikasjoner.

Søknad om periodisk fornybar distribuert energiressurs

Det moderne strømnettet gjør en overgang fra de tradisjonelle vertikalt integrerte bruksstrukturene til distribuerte systemer når det begynner å integrere høyere penetrasjoner av fornybar energiproduksjon. Disse energikildene er ofte diffust fordelt og intermitterende av natur. Disse funksjonene introduserer problemer med nettstabilitet og effektivitet som fører til begrensninger i mengden av disse ressursene som effektivt kan legges til nettet. I et tradisjonelt vertikalt integrert nett leveres energi fra verktøygeneratorer som er i stand til å svare på endringer i etterspørselen. Produksjon fra fornybare ressurser styres av miljøforhold og er generelt ikke i stand til å svare på endringer i etterspørselen. Responsiv kontroll over ikke-kritiske belastninger som er koblet til nettet har vist seg å være en effektiv strategi som kan dempe uønskede svingninger introdusert av disse fornybare ressursene. På denne måten i stedet for at generasjonen skal svare på endringer i etterspørselen, svarer etterspørselen på endringer i generasjonen. Dette er grunnlaget for etterspørsel. For å implementere etterspørselsresponssystemer, blir det nødvendig å koordinere et stort antall distribuerte ressurser gjennom sensorer, aktuatorer og kommunikasjonsprotokoller. For å være effektive må enhetene være økonomiske, robuste og likevel effektive til å håndtere sine kontrolloppgaver. I tillegg krever effektiv kontroll en sterk evne til å koordinere store nettverk av enheter, administrere og optimalisere disse distribuerte systemene både fra et økonomisk og et sikkerhetsmessig synspunkt.

I tillegg driver den økte tilstedeværelsen av variabel fornybar generasjon et større behov for myndighetene å anskaffe flere tilleggstjenester for nettbalanse. En av disse tjenestene er beredskapsreserve, som brukes til å regulere nettfrekvensen i beredskaper. Mange uavhengige systemoperatører strukturerer reglene i tilleggstjenestemarkeder slik at etterspørselsrespons kan delta sammen med tradisjonelle ressurser på tilbudssiden - generatorens tilgjengelige kapasitet kan brukes mer effektivt når de drives som designet, noe som resulterer i lavere kostnader og mindre forurensning. Når forholdet mellom inverterbasert generasjon og tradisjonell generasjon øker, reduseres den mekaniske tregheten som brukes til å stabilisere frekvensen. Når det kombineres med følsomheten til inverterbasert generering for forbigående frekvenser, blir tilbudet av tilleggstjenester fra andre kilder enn generatorer stadig viktigere.

Teknologier for reduksjon av etterspørsel

Teknologier er tilgjengelige, og flere er under utvikling for å automatisere prosessen med etterspørselsrespons. Slike teknologier oppdager behovet for belastning , kommuniserer etterspørselen til deltakende brukere, automatiserer belastning, og verifiserer samsvar med etterspørselsresponsprogrammer. GridWise og EnergyWeb er to store føderale initiativer i USA for å utvikle disse teknologiene. Universiteter og privat industri forsker og utvikler også på denne arenaen. Skalerbare og omfattende programvareløsninger for DR muliggjør vekst i næringslivet.

Noen verktøy vurderer og tester automatiserte systemer koblet til industrielle, kommersielle og private brukere som kan redusere forbruket i tider med topp etterspørsel, og i hovedsak forsinke trekning marginalt. Selv om den forsinkede etterspørselen kan være liten, kan implikasjonene for nettet (inkludert økonomisk) være betydelig, siden systemstabilitetsplanlegging ofte innebærer å bygge kapasitet for ekstreme toppbehovshendelser, pluss en sikkerhetsmargin i reserve. Slike hendelser kan bare forekomme noen få ganger i året.

Prosessen kan innebære å slå av eller på visse apparater eller vasker (og når etterspørselen er uventet lav, potensielt økt bruk). For eksempel kan oppvarming skrues ned eller klimaanlegg eller kjøling kan skrus opp (å skru opp til en høyere temperatur bruker mindre strøm), noe som forsinker trekkingen til en topp i bruken har gått. I byen Toronto kan visse boligbrukere delta i et program (Peaksaver AC) der systemoperatøren automatisk kan kontrollere varmtvannsberedere eller klimaanlegg under topp etterspørsel; nettet har fordeler ved å forsinke topp etterspørsel (slik at planter når tid til å sykle opp eller unngå topphendelser), og deltakeren drar nytte av å utsette forbruket til etter topp etterspørselsperioder, når prisene skal være lavere. Selv om dette er et eksperimentelt program, kan disse løsningene i stor skala redusere topp etterspørsel betydelig. Suksessen til slike programmer avhenger av utviklingen av passende teknologi, et passende prissystem for elektrisitet og kostnaden for den underliggende teknologien. Bonneville Power eksperimenterte med direktekontrollteknologier i boliger i Washington og Oregon, og fant at den unngåtte overføringsinvesteringen ville rettferdiggjøre kostnadene ved teknologien.

Andre metoder for å implementere etterspørselsrespons nærmer seg spørsmålet om subtil reduksjon av driftssykluser i stedet for å implementere termostat tilbakeslag. Disse kan implementeres ved hjelp av tilpasset programmering av bygningsautomatiseringssystemer, eller gjennom svermlogiske metoder som koordinerer flere belastninger i et anlegg (f.eks. Encycles EnviroGrid-kontrollere).

Lignende tilnærming kan implementeres for å administrere topp etterspørsel etter klimaanlegg i sommerregioner. Forkjøling eller opprettholdelse av litt høyere innstilling av termostaten kan hjelpe til med å redusere maksimal behov.

I 2008 ble det kunngjort at elektriske kjøleskap vil bli solgt i Storbritannia med følelse av dynamisk etterspørsel som vil forsinke eller fremme kjølesyklusen basert på overvåking av nettfrekvensen, men de er ikke lett tilgjengelige fra og med 2018.

Industrikunder

Industrikunder gir også svar på etterspørsel. Sammenlignet med kommersielle og boliglaster har industrilaster følgende fordeler: størrelsen på strømforbruket til et industrielt produksjonsanlegg og endringen i kraft det kan gi, er generelt veldig store; dessuten har industrianleggene allerede infrastrukturer for kontroll, kommunikasjon og markedsdeltakelse, som muliggjør levering av etterspørselsrespons; dessuten kan noen industrianlegg som aluminiums smelter tilby raske og nøyaktige justeringer i strømforbruket. For eksempel Alcoa 's Warrick er Operation deltar i Miso som en kvalifisert etterspørsel respons ressurs, og Trimet Aluminium bruker sin smelteverket som en kortsiktig nega-batteri. Valget av egnede bransjer for etterspørselsrespons er vanligvis basert på en vurdering av den såkalte verdien av tapt last . Noen datasentre ligger langt fra hverandre for redundans og kan migrere belastning mellom dem, samtidig som de utfører etterspørselsrespons.

Kortsiktig ulempe for langsiktige fordeler

Det er viktig å kaste belastninger under topp etterspørsel fordi det reduserer behovet for nye kraftverk. For å svare på høy topp etterspørsel, bygger verktøy veldig kapitalintensive kraftverk og linjer. Topp etterspørsel skjer bare noen få ganger i året, så disse eiendelene kjører til bare en brøkdel av kapasiteten. Elektriske brukere betaler for denne tomgangskapasiteten gjennom prisene de betaler for strøm. I følge Demand Response Smart Grid Coalition skyldes 10% –20% av strømkostnadene i USA topp etterspørsel i løpet av bare 100 timer på året. DR er en måte for verktøy å redusere behovet for store investeringer, og dermed holde rentene lavere generelt; det er imidlertid en økonomisk grense for slike reduksjoner fordi forbrukerne mister produktiviteten eller bekvemmelighetsverdien til den strømmen som ikke forbrukes. Dermed er det misvisende å bare se på kostnadsbesparelsene som etterspørselsrespons kan gi uten å også vurdere hva forbrukeren gir opp i prosessen.

Viktigheten for driften av strømmarkedene

Det anslås at en 5% senking av etterspørselen ville ha resultert i en prisreduksjon på 50% i høydetiden for elektrisitetskrisen i California i 2000–2001. Med forbrukere som står overfor topppriser og reduserer etterspørselen, bør markedet bli mer motstandsdyktig mot forsettlig tilbaketrekking av tilbud fra tilbudssiden.

Bruk av bolig og kommersiell elektrisitet varierer ofte drastisk om dagen, og etterspørselsrespons forsøker å redusere variabiliteten basert på prissignaler. Det er tre underliggende prinsipper for disse programmene:

1. Ubrukt elektrisk produksjonsanlegg representerer en mindre effektiv kapitalbruk (lite inntekt tjenes når den ikke er i drift).
2. Elektriske systemer og rutenett skalerer vanligvis total potensiell produksjon for å møte forventet topp etterspørsel (med tilstrekkelig ledig kapasitet til å håndtere uventede hendelser).
3. Ved å "jevne ut" etterspørselen for å redusere topper, vil mindre investeringer i operasjonell reserve være nødvendig, og eksisterende anlegg vil operere oftere.

I tillegg kan betydelige topper bare sjelden forekomme, for eksempel to eller tre ganger per år, som krever betydelige kapitalinvesteringer for å møte sjeldne hendelser.

US Energy Policy Act angående etterspørsel

The United States Energy Policy Act av 2005 har mandat til Secretary of Energy for å sende til den amerikanske kongressen "en rapport som identifiserer og kvantifiserer nasjonale fordelene av forbrukerfleksibilitet og gjør en anbefaling om å oppnå bestemte nivåer av slike ytelser innen 1. januar 2007. " En slik rapport ble publisert i februar 2006.

Rapporten anslår at den potensielle etterspørselsresponsevnen i 2004 tilsvarte rundt 20.500 megawatt ( MW ), 3% av den totale topp etterspørsel i USA, mens den faktiske leverte topp etterspørselsreduksjonen var rundt 9000 MW (1,3% av toppen), og etterlot god margin for forbedring. Det er videre anslått at laststyring evne har falt med 32% siden 1996. Faktorer som påvirker denne trenden har færre verktøy som tilbyr belastning management-tjenester, fallende innmelding i eksisterende programmer, endrede rolle og ansvar av verktøy, og endre tilbud / etterspørselsbalansen.

For å oppmuntre til bruk og implementering av etterspørselsrespons i USA, utstedte Federal Energy Regulatory Commission (FERC) pålegg nr. 745 i mars 2011, som krever en viss kompensasjon for leverandører av økonomisk etterspørselsrespons som deltar i grossistkraftmarkeder. . Ordren er svært kontroversiell og har blitt motarbeidet av en rekke energi økonomer, inkludert Professor William W. Hogan ved Harvard University 's Kennedy School . Professor Hogan hevder at ordren overkompenserer leverandører av etterspørselsrespons, og derved oppmuntrer til redusering av elektrisitet hvis økonomiske verdi overstiger kostnadene ved å produsere den. Professor Hogan hevder videre at ordre nr. 745 er konkurransebegrensende og utgjør "... en anvendelse av reguleringsmyndighet for å håndheve en kjøpers kartell." Flere berørte parter, inkludert delstaten California, har anlagt sak ved føderal domstol som utfordrer lovligheten av Order 745. En debatt om økonomisk effektivitet og rettferdighet i Order 745 dukket opp i en serie artikler publisert i The Electricity Journal.

23. mai 2014 fraflyttet DC Circuit Court of Appeals Order 745 i sin helhet. 4. mai 2015 gikk USAs høyesterett med på å gå gjennom DC Circuits kjennelse og adressere to spørsmål:

1. Hvorvidt Federal Energy Regulatory Commission med rimelighet konkluderte med at den har fullmakt i henhold til Federal Power Act, 16 USC 791a flg., Til å regulere reglene som brukes av operatører av grossistmarkeder for å betale for reduksjoner i strømforbruk og for å få tilbake disse betalingene gjennom justeringer til grossistpriser.
2. Hvorvidt lagmannsretten gjorde feil ved å fastslå at regelen utstedt av Federal Energy Regulatory Commission er vilkårlig og lunefull.

Den 25. januar 2016 konkluderte USAs høyesterett i en 6-2-avgjørelse i FERC v. Electric Power Supply Ass'n at Federal Energy Regulatory Commission handlet innenfor sin myndighet for å sikre "rettferdige og rimelige" priser i engrosenergien. marked.

Krav om reduksjon og bruk av dieselgeneratorer i UK National Grid

Per desember 2009 hadde UK National Grid 2369 MW kontrakt for å gi etterspørselsrespons, kjent som STOR , og etterspørselssiden gir 839 MW (35%) fra 89 nettsteder. Av denne 839 MW er ca. 750 MW reserveproduksjon med gjenværende belastningsreduksjon. Et papir basert på omfattende etterspørselsprofiler på halv time og observert forskyvning av strømbehov for forskjellige kommersielle og industrielle bygninger i Storbritannia viser at bare et lite mindretall engasjerer seg i lasteforskyvning og etterspørsel, mens størstedelen av etterspørselsresponsen er levert av stand av generatorer.

Se også

Referanser