基于上海电力供需特点的电力需求侧管理研究

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3.0 陈辉 2024-11-19 5 4 758.16KB 52 页 15积分
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第一章 绪论
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第一章 绪 论
能源是发展经济的命脉，如何保障能源安全是当今各经济体发展经济的重要
战略课题。中国作为一个拥有13亿人口的发展中大国，正处于经济社会快速发展
的关键时期，在能源战略与安全问题上，正面临着来自内部发展和外部因素的挑
战。传统的能源安全观仅指石油的安全供应，随着国际国内能源市场和能源形势
的变化，能源安全的概念大大拓宽了，其中电力能源安全成为我国，特别是城市
能源安全中的重要问题。电力是现代生活不可或缺的动力，更是经济活动的重要
投入。电力工业既是国民经济和社会发展的基础工业，又是与人民日常生活和工
作密切相关的公用事业，在国家经济和人民生活中起着举足轻重的作用。对于城
市化、电气化程度越来越高的现代社会来说，以网络为载体的电力的供应确保安
全性和可靠性尤为重要。近年来，国内外普遍关注低碳经济、温室效应影响、碳
减排、碳关税、全球气候变化问题等热点；与此同时国内各大省市供需矛盾的凸
显，高峰负荷屡创新高，也引起全国上下对电力供应的关注；以美国为代表的发
达国家积极推进建设以新能源为主体、超导电网和智能电网的发展再造美国能源
产业革命对国际能源形势带来巨大冲击；始于2008 年的金融危机波及全球，国际
能源市场价格波动剧烈；这些新形势下，我国电力与经济发展、环境协调等问题
凸显重要。
而对于上海而言能源安全的重心是电力的安全，而电力安全的根本是电力供
需的平衡。上海是我国最重要经济区域之一，近年来，受国民经济快速增长的拉
动，全社会用电量高位增长，电力消费增幅明显。电力是一种敏感性商品，电力
供应与城市经济发展和人民生活不协调不仅对上海的经济增长产生了严重的负面
影响，而且也会影响社会的稳定性和投资环境。而在上海未来较长一段时期内仍
将面临电源选址已基本用尽、电网建设滞后、替代新能源发展有限的不利影响，
同时随着城市环境保护要求的加强，市容面貌的改善和国际大都市城市战略定位，
所能新增的供应能力发展是极其有限。为了保证电网安全稳定运行、居民生活与
重要生产的可靠用电，确保经济和社会的持续发展，以建设资源节约型城市，促
进节能减排的目标，加强电力需求侧管理成为当仁不让的选择，转变理念，创新
管理，调整政策迫在眉睫。
§1.1论文研究的目的和意义
论文将在学术界和实务界已有研究成果的基础上，在全球气候变化问题、国家
大力号召节能减排、经济危机冲击、国际能源价格剧烈波动、美国新能源战略革
基于上海电力供需特点的电力需求侧管理研究
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命性调整等背景下，在上海科学发展观指导下建设资源节约型城市、节能减排为
目标，将密切相关上海城市经济发展的能源需求安全列入视野，研究电力供求问
题具有现实意义。
上海在电力供应侧无法妥善应对电力需求时，需求侧管理便成了唯一可以缓
解电力供需矛盾的办法。对于电力需求侧管理的提出是实现重大转变供电侧-----
需求侧的转移，从传统上解决缺电问题总是单纯地通过就不断地建造或扩建电厂、
同时加大投入扩容电网等供应侧的相对简单的手段来实现重大转变。同时从国家
宏观政策导向上如节约型社会、能源问题、污染问题、循环经济等上都能看到实
施电力需求侧管理是贴切地符合要求的。因此，上海实施电力需求侧管理是在满
足同样电力需求下减少投资，节省燃料和资源，减少污染多方共赢的选择。但是，
这些仅仅体现了国家和社会效益，如何激发市民动力去做，而在做的过程中，如
何提升做得效果，取决于政策的选择和措施作用的发挥。
因此，在新形势、新背景、新目标下研究电力需求侧管理，具有十分重要的
现实意义，着重对于电力需求侧管理理论在实践中的运用研究，具有积极的探索
意义。论文着眼于对近年来上海的电力供需现状分析，总结归纳上海当前的用电
结构和特点，重点分析城市用电需求与经济发展相协调，城市用电需求与各产业
机构的关系，城镇居民用电需求分析尤其是对空调负荷问题等九方面专项研究，
从而为将来研究和政策制定奠定基础。通过上海电力需求预测尤其是居民用电方
面预测入手，进一步强调电力需求侧管理的重要性。对建设上海电力集约化利用，
在十二五电力规划中加强电力预测的准确度并应用综合资源规划等手段，同时面
对上海产业结构调整产业能耗现状分析提出产业单位产值电耗比的指标，并对电
价体制改革尤其是居民用电电价的实施阶梯式电价等节能电价体制改革方面进行
了探讨。
§1.2 国内外研究概况
文献[1] 陈新华提出了新的能源安全观，提出能源安全不只是石油安全，它
包括所有能源产品稳定充足的供应，其中电力安全最贴近生活，对国计民生影响
最大，政治意义最强；石油安全国际成分最强，最具有火药味，一直受到重视，
而对于高度城市化的现代社会，以网络为载体的电力的供应安全尤为重要。基于
这一角度的相关文献，考虑我国的能源禀赋，分析了我国目前的能源安全现状，
并从能源结构的角度分析我国的能源战略，给我们提供了能源安全尤其是电力安
全研究的思路。
文献[2] 杨俊保介绍了上海城市经济运行中“十一五”电力安全问题研究，
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强调电力安全的基础就是电力供需平衡，分析众多因素影响安全。对百姓而言，
电力安全最贴近生活，电力供应安全是最重要的能源安全问题。因而要积极做好
电力需求预测，极可能满足基本供需要求并适当保证一定的备用。
文献[3]吴敬儒根据我国能源资源特点，分析了我国电力工业发展的规划问
题、对我国 2005～2030 年的电力需求进行了预测并从安全供应的角度提出了电力
发展战略。
文献[4] 胡兆光认为中国电力消费与国内生产总值增长之间存在着长期协整
关系，电力供应必须满足经济发展对电力的需求，提出电力供需指数的概念并给
出定量评判全国电力盈亏的计算方法，对电力供需形势给予了分析。
文献[5] Massimo Filippini，Shonali Pachauri 研究电力消费与如收入、电价和
燃油等变量的关系。对电力消费者分类研究，如居民、商业、农业，小型、中型、
大型的工业等。提出分类研究的重要性，强调针对不同消费者特点研究是政策制
定的基础。
文献[6] Ran jan Kumar Bose，Megha Shukla，通过对印度 30000 城镇家庭调查
分析，从家庭收入、价格、家庭规模大小状况、家族习惯性格等更大范围地研究
影响居民电力需求的因素。选用三种计量经济学的函数评估冬季、夏季和雨季各
一个月的电力需求情况，分析得出关于季节性的价格波动、收入变化和电力需求
的弹性变化。此种方法较为特别之处的在于考虑到家族习惯性格和针对实际区分
季节性区分，并充分强调对居民用电特征的有针对分析研究，对研究有一定借鉴
意义但是也存在着较大的国别差异性、习惯的不确定性和气候的变化性等问题。
文献 [7] 程创以上海市为例研究居民用电对城市节能目标的影响，并提出节
能的对策，也强调了居民用电分析的重要性。
文献[8]曾鸣在专著中专题介绍国内外电力需求侧管理的基本定义、基本做
法、存在问题和政策建议。这也是我国较早也较为全面介绍需求侧管理理论，但
是随着我国的形势进一步变化，尤其居民用电比重不断加大等特点出现，使得新
的管理措施重点、方法都有较大变化。
文献 [9] 林家园介绍了综合分析实施阶梯水价的实施必要性和优势，同时提
出的设计政策的思考，对阶梯电价的实施有可借鉴性。
文献 [10]朱成章分析近年来居民用电大幅增长的原因，分析居民电价长期低
价的不合理性，并提出对居民用电的不合理鼓励消费是与节能目标相不符的，强
烈提出居民电价改革的建议。
文献[11] 杨宗麟，吴德伟介绍了中、日合作开发的“华东电力需求模型”的
基本原理、模型的应用环境、使用方法及预测结果等，还分析了该应用模型存在
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的问题。提出的居民生活用电的解释变量为国内生产总值 GDP、价格(生活用电价
格指数/社会零售物价指数)、气温(最高气温)、上年居民生活用电量。其积极意
义在于价格放在整体社会价格背景下来考虑，同时注重看到电量是受国内生产总
值 GDP、价格(生活用电价格指数/社会零售物价指数)、气温(最高气温)、上年居
民生活用电量综合影响的。方程的参数估计结果表明气温项的系数并不显著，即
从历史数据看气温并不是显著影响用电量的因素。但笔者认为，从近几年的特征
和将来发展趋势上看，气温将是影响用电量的主要原因，而且影响力将越来越大。
文献[12] 王大光，林美月，林因等采用人均用电法预测居民用电量。此方法
虽然简单，但所需数据的统计准确性难以保证，实际应用中要首先解决好人口和
人均用电量的准确统计和预测问题，然而目前我国现状也就存在基础数据不完整
和准确的缺点，也就决定了通过此方法预测结果难以应用。
文献[13] 秦瑞杰在大量统计数据分析上海产业间耗电比的情况基础上，总结
归纳出规律，提出应用重视节能降耗的重要指标——产业单位产值电耗比，推进
节能减排与产业结构调整，此方法值得借鉴和应用。
文献[14]陈凌、何源研究居民生活用电定价策略的经济学角度研究，以经济
学角度提出居民电价体制的市场功能，提出进一步拉大峰谷电价差等电价体系调
整的措施。
综合分析这些研究，国内外都把能源安全问题作为研究热点，对于上海而言
能源安全的重心是电力的安全，而电力安全的根本是电力供需的平衡，要想保证
供需平衡就必须要分析电力供应需求的基本特点。在介绍集中电力需求预测的方
法,其中居民用电预测模型都存在相对重视片面因素固化变化因子，从而忽约整体
系统分析的问题。需求侧预测与分析一直是国内外电力行业研究、需求侧管理的
重点，而居民用电分析、需求侧管理及相关电价政策的也是国内外研究重点。其
中阶梯式水价对电价的借鉴，强调对居民用电引导值得进一步深入研究。同时存
在不足之处是对电力需求侧的适应新形势变化、产业机构调整方式、电价体系分
析等的研究尚欠重视和深入。
§1.3 论文的主要研究内容
论文上海为实际的研究对象，通过大量数据统计分析总结、专家访谈、查询
国外文献资料等方式分析上海典型的用电特征，并定性研究与定量研究相结合预
测十二五上海电力电量和趋势特点，同时比较和借鉴国外先进做法，提出五个电
力需求管理的应对措施。
第一部分（第一章）首先介绍论文背景与来源意义，同时介绍电价、需求侧
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管理、电力需求预测、综合规划等相关电力管理理论，并提出强调主要工作和研
究方法。
第二部分（第二章、第三章、第四章）介绍了上海基本概况和经济社会发展
规划情况。在分析上海用电供应与需求侧现状的特征分析，得出用电负荷最高负
荷国际化，居民用电量及比率持续增长，空调用电增幅加速且影响巨大，分时电
价推动居民用电增长；不同收入水平居民家庭用电差别拉大；产业间耗电比调整
趋势继续；产业用电效能居民节能意识低；需求侧管理有待改善；规划不准确等
新显现出的九个方面特点。从而归纳出居民用电、空调用电、产业机构调整、集
约化用电等需求侧管理政策的着力研究点。
进一步研究电力需求侧管理中重要基础工作电力需求预测，定性与定量结合
分析上海的十二五期间的用电力需求趋势，并专题预测十二五居民用电电量和趋
势。从而得出在十二五期间电力需求随着经济较快发展仍然保持较旺盛的需求，
其中居民用电电量和负荷都将增幅加剧，将进一步加大对整体的影响。据进一步
强调指出对通过适应经济发展同时积极应用需求侧管理政策调整用电增长速率，
并对居民用电加强引导的重要性。
与此同时，集中比较分析国内外部分发达国家地区在阶梯电价、能耗指标、
电力税、综合资源规划等成功做法和经验，并与上海实际情况相关联系分析与借
鉴。
第三部分(第五章) 通过分析上海电力需求的基本特点和发展趋势，强调在新
形势、新背景、新目标下研究电力需求侧管理的必要性，提出进一步调整需求侧
管理工作重心；建设可持续发展下电力供需与集约系统的理念；应用产业单位产
值电耗比比指导产业结构调整；提升预测研究准确率同时积极应用综合资源规划；
加快建设基于市场促进节能环保的电价体系等五个应对措施。
第四部分(第六章)结论和展望。
§1.4 论文研究相关电力管理理论
§1.4.1 电力需求侧管理理论
电力需求侧管理(Demand Side Management，简称DSM)是指通过采取有效措
施，引导电力用户优化用电方式，提高终端用电效率，优化资源配置，改善和保
护环境，实现最小成本电力服务所进行的用电管理活动。其内容包括节能、负荷
调整和燃料替代三个方面，通过先进的技术提高系统和终端用能设备的能源效率，
节省电能总量，对于特定用户群(或技术、终端用能)，通过电价或各种激励手段
削减或转移峰荷的需求，用不同的能源获得相同的能源服务。因此，电力需求侧
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管理，采取各项电力需求侧管理措施，降低电网整体负荷水平，优化电网负荷曲
线，是提高电能利用效率的最重要、最有效手段。
有效的电力需求侧管理可以实现多方共赢。其中，电力部门的得益是运行条
件的改善，运行效益的提高，运行成本的降低，供电质量提高；用户的得益是电
能质量和用电效益的提高，电费支出的减少；社会则因电厂排放物减少和能源减
缓开发而使资源和环境得到保护。实施电力需求侧管理，努力提高能效和节约能
源，是缓解中长期能源和环境压力、增强经济竞争力的有效手段，是适应可持续
发展的资源配置方式和管理方式。
§1.4.2 电力需求预测
电力需求预测按预测量可分为电量和电力预测。电量预测是对未来用电量
(能量)的预测，电力预测是对未来需求量(能量的时间变化率即:功率)的预测。电
力系统负荷预测，按预见周期可分为超短期、短期、中期和长期负荷预测。超短
期负荷预测用于电能质量控制需5- 10s负荷值，用于安全监视需1-5 min负荷值，
用于预防控制和紧急状态处理需10-60 min负荷值，使用对象是调度员；短期负荷
预测主要用于火电分配、水火电协调、机组经济组合和交换功率计划，需要1-7天
的负荷值，使用对象是编制调度计划的工程技术人员；中期负荷预测主要用于水
库调度、机组检修、交换计划和燃料计划，需要1月至1年的负荷值，使用对象是
编制中长期运行计划的工程技术人员；长期负荷预测用于电源和网络发展，需要
数年至数十年的负荷值，使用对象是从事规划的工程技术人员。
§1.4.3 电价理论
电价是电力产品价值的货币表现。电价按不同的划分方式可以作如下划分：
按照发生在不同的电力市场部分，可以分为上网电价和电网销售电价；按照我国
现行的电价制度从计量电费的方式来分，电价分为二部制电价和单一制电价；又
根据电能在不同时间里因用户需求的变化电网供求变化很大的原因，按照用电时
间序列划分，电价又分为峰谷分时电价和季节电价；电网销售电价又可根据售电
方式的不同，分为趸售电价和直供销售电价；电网销售电价根据用电用户的不同
可分为工业电价、商业电价、居民电价等。
电价的确定要遵循商品原则、适度调控的原则、公平负担的原则和便于操作
的原则。制定电价有两种最基本的方法：单一制电价和两部制电价。单一制电价
是从容量或者电量一个方面确定电的价格，两部制电价是将电价分为容量和电量
两个部分分别核算后相加所得的总和。
§1.4.4 综合资源规划
综合资源规划(integrated resource planning，简称IRP)，是把实施DSM而
摘要：

第一章绪论1第一章绪论能源是发展经济的命脉，如何保障能源安全是当今各经济体发展经济的重要战略课题。中国作为一个拥有13亿人口的发展中大国，正处于经济社会快速发展的关键时期，在能源战略与安全问题上，正面临着来自内部发展和外部因素的挑战。传统的能源安全观仅指石油的安全供应，随着国际国内能源市场和能源形势的变化，能源安全的概念大大拓宽了，其中电力能源安全成为我国，特别是城市能源安全中的重要问题。电力是现代生活不可或缺的动力，更是经济活动的重要投入。电力工业既是国民经济和社会发展的基础工业，又是与人民日常生活和工作密切相关的公用事业，在国家经济和人民生活中起着举足轻重的作用。对于城市化、电气化程度越来...

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