Talep yanıtı - Demand response

Vikipedi, özgür ansiklopedi
En yüksek talebi azaltmak için talep yanıt anahtarı kullanan bir giysi kurutucu
Günlük yük diyagramı; Mavi, gerçek yük kullanımını, yeşil ise ideal yükü gösterir.

Talep yanıtı , elektrik hizmeti veren bir müşterinin güç talebini arzla daha iyi eşleştirmek için güç tüketimindeki bir değişikliktir . Yakın zamana kadar elektrik enerjisi kolayca depolanamıyordu, bu nedenle kamu hizmetleri geleneksel olarak elektrik santrallerinin üretim oranlarını düşürerek, üretim birimlerini devreye alarak veya devre dışı bırakarak veya diğer hizmetlerden enerji ithal ederek talep ve arzı eşleştiriyorlardı . Arz tarafında başarılabileceklerin sınırları vardır, çünkü bazı üretim birimlerinin tam güce ulaşması uzun zaman alabilir, bazı birimlerin çalıştırılması çok pahalı olabilir ve talep bazen hepsinin kapasitesinden daha büyük olabilir. mevcut santraller bir araya getirildi. Talep yanıtı, arzı ayarlamak yerine güç talebini ayarlamayı amaçlar.

Kamu hizmetleri, günün belirli saatlerinde gücün daha ucuz olduğu basit yoğun olmayan ölçüm ve fiyattaki açık taleplerin veya değişikliklerin müşterilere iletilebildiği akıllı ölçüm dahil olmak üzere çeşitli yollarla müşterilerine talep isteklerini bildirebilir. .

Müşteri, büyük miktarlarda elektrik gücü gerektiren bazı görevleri erteleyerek güç talebini ayarlayabilir veya elektriği için daha yüksek bir fiyat ödemeye karar verebilir. Bazı müşteriler, tüketimlerinin bir kısmını yerinde güneş panelleri ve piller gibi alternatif kaynaklara çevirebilir.

Pek çok açıdan, talep yanıtı, basitçe, elektrik güç kaynağı için teknoloji destekli bir ekonomik tayınlama sistemi olarak ifade edilebilir. Talep yanıtında, gönüllü oranlama, fiyat teşvikleri ile gerçekleştirilir - en yoğun dönemlerde daha az güç tüketimi karşılığında daha düşük net birim fiyatlandırma sunar. Doğrudan çıkarım, yoğun dönemlerde kullanımı (yükü) azaltmayan elektrik gücü kapasitesinin kullanıcılarının, ister doğrudan ister genel oranlar dahilinde olsun, "ani artış" birim fiyatları ödeyecekleridir.

İstemsiz tayınlama, eğer kullanılırsa, en yüksek yük dönemlerinde yuvarlanan kesintiler yoluyla başarılabilir . Pratik olarak konuşursak, yaz sıcağı dalgaları ve kışın derin dondurucuları, teşvikler yoluyla gönüllü rasyonlama toplam güç kaynağına uyacak şekilde yükü yeterince azaltamazsa, tüketiciler ve işletmeler için planlı elektrik kesintileriyle karakterize edilebilir.

Arka fon

Göre , Federal Enerji Düzenleme Komisyonu zamanla ya üzere tasarlanmış teşvik ödemeleri için elektrik fiyatındaki değişimlere "yanıt olarak normal tüketim kalıplarından son kullanım müşteriler tarafından elektrikli kullanım Değişim: talep yanıtı (DR) olarak tanımlanır Toptan satış piyasası fiyatlarının yüksek olduğu zamanlarda veya sistem güvenilirliğinin tehlikeye düştüğü zamanlarda daha düşük elektrik kullanımını teşvik edin. " DR, zamanlamayı, anlık talep seviyesini veya toplam elektrik tüketimini değiştirmeyi amaçlayan müşterileri ikna etmek için elektrik tüketim modellerinde yapılan tüm kasıtlı değişiklikleri içerir. Tüketicilerin tercihlerine ve yaşam tarzlarına bağlı olarak, talep yanıt programlarının elektrik tüketimini azaltacak veya yoğun dönemlerden yoğun olmayan dönemlere kaydıracak şekilde tasarlanması beklenmektedir. Talep Yanıtı, "elektrik sistemindeki belirli koşullara (yoğun dönem ağ tıkanıklığı veya yüksek fiyatlar gibi) yanıt olarak elektrik sayacının müşteri tarafında gerçekleştirilebilecek geniş bir eylem yelpazesi" olarak tanımlanabilir. Talep yanıtı, en yüksek talebi azaltmak veya sistem acil durumlarından kaçınmak için tasarlanmış talep azalmasıdır. Bu nedenle, talep yanıtı, en yüksek ve ara sıra meydana gelen talep artışlarını karşılamak için üretim yetenekleri eklemekten daha uygun maliyetli bir alternatif olabilir. DR'nin temel amacı, müşterileri fiyatlandırma sinyallerine yanıt olarak tüketimlerini değiştirmeye aktif olarak dahil etmektir. Amaç, tüketici fiyat sinyalleri veya kontrolleri yoluyla arz beklentilerini yansıtmak ve fiyata göre tüketimde dinamik değişiklikler sağlamaktır.

Elektrik şebekelerinde DR, arz koşullarına yanıt olarak müşteri elektrik tüketimini yönetmek için dinamik talep mekanizmalarına benzer; örneğin, elektrik müşterilerinin kritik zamanlarda veya piyasa fiyatlarına yanıt olarak tüketimini azaltması. Aradaki fark, talep yanıt mekanizmalarının açık kapatma taleplerine yanıt vermesidir, oysa dinamik talep cihazları şebekede stres algılandığında pasif olarak kapanır. Talep yanıtı, kullanılan gücün fiilen azaltılmasını veya şebekeye paralel olarak bağlanabilen veya bağlanmayan yerinde üretimi başlatmayı içerebilir. Bu, enerji verimliliğinden oldukça farklı bir kavramdır ; bu, aynı görevleri gerçekleştirmek için sürekli olarak veya bu görev her gerçekleştirildiğinde daha az güç kullanılması anlamına gelir. Aynı zamanda, talep yanıtı, enerji verimliliği, ev ve bina enerji yönetimi, dağıtılmış yenilenebilir kaynaklar ve elektrikli araç şarjını da içeren akıllı enerji talebinin bir bileşenidir .

Mevcut talep yanıt şemaları, büyük ve küçük ticari ve konut müşterileri için, genellikle bir kamu hizmeti veya piyasa fiyatı koşullarından gelen bir talebe yanıt olarak yükleri atmak için özel kontrol sistemlerinin kullanılması yoluyla uygulanır. Hizmetler (ışıklar, makineler, klima), kritik zaman dilimlerinde önceden planlanan yük önceliklendirme şemasına göre azaltılır. Yük atmaya bir alternatif, elektrik şebekesini desteklemek için yerinde elektrik üretimidir . Sıkı elektrik arzı koşulları altında, talep tepkisi en yüksek fiyatı ve genel olarak elektrik fiyatı oynaklığını önemli ölçüde azaltabilir.

Talep yanıtı genellikle tüketicileri talebi azaltmaya teşvik etmek için kullanılan mekanizmaları ifade etmek için kullanılır, böylece elektrik için en yüksek talebi azaltır . Elektrik üretim ve iletim sistemleri genellikle en yüksek talebe karşılık gelecek şekilde boyutlandırıldığından (artı tahmin hatası ve öngörülemeyen olaylar için marj), puant talebin düşürülmesi genel tesis ve sermaye maliyeti gereksinimlerini azaltır . Bununla birlikte, üretim kapasitesinin konfigürasyonuna bağlı olarak, yüksek üretim ve düşük talep zamanlarında talebi (yükü) artırmak için talep yanıtı da kullanılabilir. Böylece bazı sistemler, enerji depolamayı düşük ve yüksek talep (veya düşük ve yüksek fiyatlar) dönemleri arasında arbitraj yapmaya teşvik edebilir . Bitcoin madenciliği , bilgisayar donanım altyapısını, yazılım becerilerini ve elektriği elektronik para birimine dönüştürmek için yoğun elektrik gerektiren bir süreçtir. Bitcoin madenciliği, daha ucuz güç tüketerek fazla saatler boyunca talebi artırmak için kullanılır.

Üç tür talep yanıtı vardır - acil durum talep yanıtı, ekonomik talep yanıtı ve yardımcı hizmetler talep yanıtı. Acil talep yanıtı, arz kıtlığı zamanlarında istem dışı hizmet kesintilerini önlemek için kullanılır. Ekonomik talep yanıtı, elektrik müşterilerinin, bu elektriği tüketmenin üretkenliği veya rahatlığı, elektrik için ödeme yapmaktan daha az değerli olduğunda tüketimlerini azaltmalarına izin vermek için kullanılır. Yan hizmetler talep yanıtı, iletim şebekesinin güvenli çalışmasını sağlamak için ihtiyaç duyulan ve geleneksel olarak üreticiler tarafından sağlanan bir dizi özel hizmetten oluşur.

Akıllı şebeke uygulaması

Elektrikli bir araçla birlikte bir evdeki elektrikli cihazların talep yanıtına ilişkin video. Bunlar akıllı bir şebekenin parçalarıdır .

Akıllı şebeke uygulamaları, elektrik üreticilerinin ve tüketicilerin birbirleriyle iletişim kurma ve elektrik gücünü nasıl ve ne zaman üretip tüketecekleri konusunda karar verme becerilerini geliştirir. Ortaya çıkan bu teknoloji, müşterilerin, hizmet biriminin yükün atılmasını istediği olay tabanlı talep yanıtından, müşterinin yükü her zaman kontrol etmek için teşvikler gördüğü daha 24/7 tabanlı bir talep yanıtına geçmesine olanak tanıyacak. Bu ileri-geri diyalog, talebe cevap verme fırsatlarını artırsa da, müşteriler hala büyük ölçüde ekonomik teşviklerden etkileniyor ve varlıklarının toplam kontrolünü kamu hizmeti şirketlerine bırakmak konusunda isteksizler.

Akıllı şebeke uygulamasının bir avantajı, zamana dayalı fiyatlandırmadır. Geleneksel olarak tüketilen enerji ( kWh ) için sabit bir ücret ödeyen ve talep edilen en yüksek yük olan müşteriler, eşiklerini belirleyebilir ve dalgalanan fiyatlardan yararlanmak için kullanımlarını ayarlayabilir. Bu, aletleri ve ekipmanı kontrol etmek için bir enerji yönetim sisteminin kullanılmasını gerektirebilir ve ölçek ekonomileri içerebilir. Esas olarak üretimi olan büyük müşteriler için bir başka avantaj, müşterinin azami yükten tasarruf etmesine ve yalnızca kWh ve kW / ay tasarruf etmesine değil, aynı zamanda ne kadarıyla ticaret yapabilmesine olanak tanıyacak şekilde yükü yakından izleyebilmeleri, değiştirebilmeleri ve dengeleyebilmesidir. bir enerji piyasasında tasarruf sağladı. Yine, bu sofistike enerji yönetim sistemlerini, teşvikleri ve uygulanabilir bir ticaret piyasasını içerir.

Akıllı şebeke uygulamaları , üreticilere ve tüketicilere gerçek zamanlı veriler sağlayarak talebe yanıt verme fırsatlarını artırır , ancak ekonomik ve çevresel teşvikler uygulamanın arkasındaki itici güç olmaya devam etmektedir.

Gelecekteki akıllı şebekelerde talep yanıtının en önemli araçlarından biri elektrikli araçlardır. Elektrik sistemlerinde yeni bir belirsizlik kaynağı olan bu yeni enerji kaynağının bir araya getirilmesi, akıllı şebekelerin kararlılığını ve kalitesini korumak için kritik öneme sahiptir; dolayısıyla, elektrikli araç park alanları bir talep yanıtı birleştirme varlığı olarak kabul edilebilir.

Elektrik fiyatlandırması

Miktar (Q) - fiyat (P) grafiği üzerindeki talep yanıt etkilerinin açıklaması. Esnek olmayan talep (D1) altında aşırı yüksek fiyat (P1), gergin bir elektrik piyasasına neden olabilir .
Talep yanıt önlemleri kullanılırsa, talep daha esnek hale gelir (D2). Çok daha düşük bir fiyat, pazarda (P2) sonuçlanacaktır. 2000 / 2001'de
Kaliforniya elektrik krizinin

en yoğun olduğu saatlerde talepte% 5'lik bir düşüşün% 50 fiyat indirimi ile sonuçlanacağı tahmin edilmektedir . Pazar ayrıca, arz tarafından tekliflerin kasıtlı olarak geri çekilmesine karşı daha dirençli hale gelir.

Çoğu elektrik güç sisteminde, tüketicilerin bir kısmı veya tamamı, tüketim anındaki üretim maliyetinden bağımsız olarak elektrik birimi başına sabit bir fiyat öder. Tüketici fiyatı, hükümet veya bir düzenleyici tarafından belirlenebilir ve tipik olarak belirli bir zaman diliminde (örneğin, bir yıl) üretim birimi başına ortalama bir maliyeti temsil eder . Bu nedenle tüketim, kısa vadede (örneğin saatlik olarak) üretim maliyetine duyarlı değildir. Ekonomik açıdan tüketicilerin elektrik kullanımı, tüketiciler fiili üretim fiyatı ile karşılaşmadıkları için kısa zaman dilimlerinde esnek değildir; Tüketiciler kısa vadeli üretim maliyetleriyle karşı karşıya kalırlarsa, bu fiyat sinyallerine tepki olarak elektrik kullanımlarını değiştirmeye daha meyilli olacaklardır. Saf bir ekonomist, bu sabit oranlı tarifeler kapsamında hizmet veren tüketicilerin elektrik konusunda teorik "arama seçenekleri" ile donatıldığını varsaymak için kavramı tahmin edebilir, ancak gerçekte, diğer herhangi bir işletme gibi, müşteri sadece üzerinde anlaşmaya varılan teklifte olanı satın alıyor. fiyat. Saat 9: 00'da 10 dolarlık bir ürün satın alan bir mağazadaki bir müşteri, katta 10 satış personeli olduğunu fark edebilir, ancak yalnızca bir kişi ona hizmet verirken, saat 15: 00'da müşteri aynı 10 dolarlık ürünü satın alabilir ve 10 satış personelinin tamamının dolu olduğunu fark edebilir. Benzer bir şekilde, saat 9: 00'daki çok katlı mağaza satış maliyeti, bu nedenle, saat 15: 00'daki satış maliyetinin 5-10 katı olabilir, ancak müşterinin, öğleden sonra saat 9.00'daki makale, öğleden sonra 3.00'e göre, 10 dolarlık makalede bir 'çağrı seçeneği' vardı.

Neredeyse tüm güç sistemlerinde elektrik, liyakat sırasına göre gönderilen jeneratörler tarafından üretilir, yani ilk olarak en düşük marjinal maliyetli (en düşük değişken üretim maliyeti) jeneratörler kullanılır, ardından anlık elektrik talebine kadar bir sonraki en ucuz vb. Gelir. memnun. Çoğu güç sisteminde, elektriğin toptan fiyatı, enerji enjekte eden en yüksek maliyetli üreticinin, talep seviyesine göre değişecek olan marjinal maliyetine eşit olacaktır. Bu nedenle, fiyatlandırmadaki farklılıklar önemli olabilir: örneğin, Ağustos ve Eylül 2006 arasında Ontario'da, üreticilere ödenen toptan satış fiyatları (Kanada Doları cinsinden) MW saat başına 318 $ ile minimum - (negatif) 3.10 $ arasında değişmektedir. MW · h. Günlük talep döngüsü nedeniyle fiyatın iki ila beş kat değişmesi alışılmadık bir durum değildir. Bir negatif fiyat üreticileri şebekeye elektrik sağlamak için tahsil ediliyordu (ve gerçek zamanlı fiyatlandırma ödeyen tüketicilerin aslında bu dönemde elektrik tüketen bir indirim almış olabilir) belirtir. Bu genellikle geceleri, tüm jeneratörlerin minimum çıkış seviyelerinde çalıştığı ve bazılarının kapatılması gereken bir seviyeye düştüğünde meydana gelir. Negatif fiyat, bu kapatmaları en düşük maliyetli bir şekilde gerçekleştirmeye yönelik teşviktir.

2006'daki iki Carnegie Mellon çalışması, genel olarak elektrik endüstrisi için talep yanıtının önemine ve PJM Ara Bağlantı Bölgesel İletim otoritesi için tüketiciler için gerçek zamanlı fiyatlandırmanın özel uygulamasına baktı ve 180 gigawatt ile ABD'de 65 milyon müşteriye hizmet verdi. üretim kapasitesi. İkinci çalışma, en yüksek talepteki küçük değişimlerin bile tüketicilere yapılan tasarruflar üzerinde büyük bir etkiye sahip olacağını ve ek tepe kapasite maliyetlerinden kaçınacağını buldu: en yüksek talepte% 1'lik bir değişim, sistem düzeyinde milyarlarca dolar olmak üzere% 3,9'luk bir tasarrufla sonuçlanacaktır. . En yüksek talepte yaklaşık% 10'luk bir azalma (talebin esnekliğine bağlı olarak elde edilebilir ), 8 ila 28 milyar dolar arasında sistem tasarrufu ile sonuçlanacaktır.

Bir tartışma makalesinde, Brattle Group'un müdürlerinden Ahmad Faruqui, ABD'nin en yüksek elektrik talebindeki yüzde 5'lik bir azalmanın, ölçüm ve iletişim maliyetleri hariç, 20 yıllık bir dönemde yaklaşık 35 milyar dolarlık maliyet tasarrufu sağlayabileceğini tahmin ediyor. bu indirimleri elde etmek için gereken dinamik fiyatlandırmanın uygulanması gerekiyordu. Net faydalar iddia edilen 35 milyar dolardan önemli ölçüde daha az olsa da, yine de oldukça önemli olacaktır. Kanada, Ontario'da, Bağımsız Elektrik Sistemi Operatörü, 2006 yılında, en yüksek talebin yalnızca 32 sistem saatinde (zamanın% 0,4'ünden daha az) 25,000 megawatt'ı aştığını ve yıl boyunca maksimum talebin 27,000 megavatın biraz üzerinde olduğunu kaydetti. Bu nedenle, güvenilir taahhütlere dayalı olarak en yüksek talebi "azaltma" yeteneği, ilin inşa kapasitesini yaklaşık 2.000 megawatt azaltmasına izin verecektir.

Elektrik şebekeleri ve en yüksek talep yanıtı

Kuzey Galler'deki Ffestiniog Pompalı Depolama Planının üst rezervuarı (Llyn Stwlan) ve barajı

Bir elektrik şebekesinde, elektrik tüketimi ve üretimi her zaman dengelenmelidir; herhangi bir önemli dengesizlik, şebeke istikrarsızlığına veya ciddi voltaj dalgalanmalarına neden olabilir ve şebeke içinde arızalara neden olabilir. Bu nedenle, toplam üretim kapasitesi, bir miktar hata marjı ve beklenmedik durumlar için ödenekle (santrallerin yoğun talep dönemlerinde devre dışı kalması gibi) toplam puant talebe karşılık gelecek şekilde boyutlandırılır. Operatörler genellikle herhangi bir dönemde en ucuz üretim kapasitesini ( marjinal maliyet açısından ) kullanmayı ve talep arttıkça daha pahalı tesislerden ek kapasite kullanmayı planlayacaktır . Çoğu durumda talep yanıtı, potansiyel bozulma riskini azaltmak, ek tesisler için ek sermaye maliyeti gereksinimlerinden kaçınmak ve daha pahalı veya daha az verimli çalışan tesislerin kullanımından kaçınmak için en yüksek talebi azaltmayı hedeflemektedir. Elektrik tüketicileri, üretim kapasitesinin daha yüksek maliyetli bir elektrik üretim kaynağından kullanılması halinde daha yüksek fiyatlar ödeyecektir.

Talep yanıtı, yüksek arz ve düşük talep dönemlerinde talebi artırmak için de kullanılabilir. Bazı üretim tesisi türleri tam kapasiteye yakın çalıştırılmalıdır (nükleer gibi), diğer türler ise ihmal edilebilir marjinal maliyetle (rüzgar ve güneş gibi) üretim yapabilir. Genellikle enerji depolamak için sınırlı kapasite olduğundan, talep yanıtı, şebeke istikrarını korumak için bu dönemlerde yükü artırmaya çalışabilir. Örneğin, Eylül 2006'da Ontario eyaletinde, elektrik fiyatlarının belirli kullanıcılar için negatif olduğu kısa bir süre vardı. Pompalı depolama hidroelektrikliği gibi enerji depolama , sonraki dönemlerde düşük kullanım talebinin olduğu dönemlerde yükü artırmanın bir yoludur. Yükü artırmak için talep yanıtının kullanılması daha az yaygındır, ancak kolayca aşağı döndürülemeyen büyük miktarlarda üretim kapasitesinin olduğu sistemlerde gerekli veya verimli olabilir.

Bazı şebekeler, daha az talepkar teknolojik gereksinimlerle talep yanıt mekanizmasının bazı faydalarını sağlamak için gerçek zamanlı olmayan ancak uygulaması daha kolay (örneğin, kullanıcılar gün içinde daha yüksek fiyatlar ve geceleri daha düşük fiyatlar öder) fiyatlandırma mekanizmaları kullanabilir. . Birleşik Krallık'ta, elektrikli ısıtmayla ilişkili talebi bir gecede yoğun olmayan dönemlere kaydırmaya çalışan Ekonomi 7 ve benzeri planlar 1970'lerden beri faaliyettedir. Daha yakın zamanlarda, 2006'da Ontario, fiyatlandırmayı yoğun, orta ve yoğun olmayan programlara göre kademelendiren "kullanım süresi" (TOU) fiyatlandırmasını uygulayan bir "akıllı sayaç" programını uygulamaya başladı. Kış aylarında, yoğunluğun yükselmesi sabah ve akşamın erken saatleri, yoğunluğun ortasından öğlen-öğleden sonraya kadar ve yoğun olmayan noktanın ise gece olduğu; Yaz aylarında, yoğun ve orta yoğun dönemler tersine çevrilerek klimanın yaz talebinin itici gücü olduğunu gösterir. 1 Mayıs 2015 itibarıyla, Ontario elektrik tesislerinin çoğu, tüm müşterileri "akıllı sayaç" kullanım süresi faturalandırmasına dönüştürmeyi tamamladı ve her biri için yoğun olmayan oranların yaklaşık% 200'ü ve orta zirve oranları yaklaşık% 150'si kWh.

Avustralya, elektrik dağıtıcıları tarafından birkaç on yıldır ülke çapında uygulanan Talep Yanıtı için ulusal standartlara (AS / NZS 4755 serisi) sahiptir, örneğin depolama suyu ısıtıcılarını, klimaları ve havuz pompalarını kontrol eder. 2016 yılında, elektrik enerjisi depolamanın nasıl yönetileceği (örneğin piller) standartlar dizisine eklenmiştir.

Yük atma

Elektrik üretim ve iletim sistemleri, belirli bir bölgedeki tüm kamu hizmeti müşterilerinin ihtiyaç duyduğu en yüksek elektrik miktarı olan en yüksek talep gereksinimlerini her zaman karşılamayabilir . Bu durumlarda, elektrik kesintileri (yaygın kesintiler) veya ekipman hasarı gibi kontrolsüz servis kesintilerini önlemek için, bazı cihazlara servis kapatarak veya besleme voltajını ( kesintiler ) keserek genel talebin azaltılması gerekir . Kamu, hedeflenen kesintileri yoluyla hizmet alanlarına dökülme yükü getirebilir kesintileri haddeleme veya sistem çapında pik talep zamanlarda ekipman kapatmak için spesifik yüksek kullanım endüstriyel tüketiciler ile anlaşmalara.

Yük atma teşvikleri

Enerji tüketicileri, bir talep yanıt sağlayıcısından gelen bu tür bir talebe yanıt vermek için bir miktar teşvike ihtiyaç duyar . Talep yanıtı teşvikleri resmi veya gayri resmi olabilir. Örneğin, kamu hizmeti kuruluşu, elektrik fiyatında kısa vadeli artışları geçirerek tarife bazlı bir teşvik oluşturabilir veya katılımları için tazmin edilen seçilmiş yüksek hacimli kullanıcılar için bir sıcak hava dalgası sırasında zorunlu kesintiler uygulayabilir. Diğer kullanıcılar, yüksek talep dönemlerinde gücü azaltmaya yönelik kesin taahhütlere dayalı olarak, bazen negawatt olarak da adlandırılan bir indirim veya başka bir teşvik alabilir .

Ticari ve endüstriyel güç kullanıcıları, kamu hizmetinden gelen bir talep olmaksızın kendilerine yük atma uygulayabilirler. Bazı işletmeler kendi güçlerini üretir ve şebekeden güç satın almaktan kaçınmak için enerji üretim kapasiteleri dahilinde kalmak isterler. Bazı kamu hizmetleri, müşterinin en yüksek kullanım anına veya en yüksek talebe dayalı olarak bir müşterinin ay için enerji maliyetlerini belirleyen ticari tarife yapılarına sahiptir. Bu, kullanıcıları , bazen hizmetlerin geçici olarak kesilmesini gerektiren enerji talep yönetimi olarak bilinen enerji taleplerini düzleştirmeye teşvik eder .

Akıllı ölçüm , talep dönemi boyunca sabit oranlı fiyatlandırmanın aksine, tüm kullanıcı türleri için gerçek zamanlı fiyatlandırma sağlamak için bazı yetki alanlarında uygulanmıştır. Bu uygulamada, kullanıcılar, yüksek talep, yüksek fiyatlı dönemlerde kullanımlarını azaltmak için doğrudan bir teşvike sahiptir. Birçok kullanıcı, çeşitli zamanlarda taleplerini etkili bir şekilde azaltamayabilir veya en yüksek fiyatlar, kısa sürelerde talepte bir değişikliğe neden olmak için gereken seviyeden daha düşük olabilir (kullanıcıların fiyat duyarlılığı düşüktür veya talep esnekliği düşüktür) . Etkili olmasına rağmen bazı uygulamalar için uygun olamayacak kadar pahalı olabilen otomatikleştirilmiş kontrol sistemleri mevcuttur.

Kesintili yenilenebilir dağıtılmış enerji kaynakları için başvuru

Modern elektrik şebekesi, yenilenebilir enerji üretiminin daha yüksek penetrasyonlarını entegre etmeye başladıkça geleneksel dikey olarak entegre hizmet yapılarından dağıtılmış sistemlere geçiş yapıyor. Bu enerji kaynakları doğası gereği genellikle dağınık ve aralıklı olarak dağıtılır. Bu özellikler, şebekeye etkili bir şekilde eklenebilecek bu kaynakların miktarında sınırlamalara yol açan şebeke stabilitesi ve verimliliğinde problemler ortaya çıkarır. Geleneksel dikey olarak entegre edilmiş bir şebekede, enerji, talepteki değişikliklere cevap verebilen kamu hizmeti üreticileri tarafından sağlanır. Yenilenebilir kaynaklar tarafından üretilen üretim, çevresel koşullara tabidir ve genellikle talepteki değişikliklere cevap veremez. Şebekeye bağlı kritik olmayan yükler üzerindeki duyarlı kontrolün, bu yenilenebilir kaynakların getirdiği istenmeyen dalgalanmaları azaltabilen etkili bir strateji olduğu gösterilmiştir. Bu şekilde, talepteki değişikliklere yanıt veren nesil yerine, talep, üretimdeki değişikliklere yanıt verir. Bu, talep yanıtının temelidir. Talep yanıt sistemlerini uygulamak için, sensörler, aktüatörler ve iletişim protokolleri aracılığıyla çok sayıda dağıtılmış kaynağın koordinasyonu gerekli hale gelir. Etkili olabilmeleri için, cihazların ekonomik, sağlam ve yine de kontrol görevlerini yönetmede etkili olması gerekir. Ek olarak, etkili kontrol, büyük cihaz ağlarını koordine etmek, bu dağıtılmış sistemleri hem ekonomik hem de güvenlik açısından yönetmek ve optimize etmek için güçlü bir yetenek gerektirir.

Ek olarak, değişken yenilenebilir üretimin artan varlığı, yetkililerin şebeke dengesi için daha fazla yardımcı hizmet satın alma ihtiyacını artırıyor . Bu hizmetlerden biri, acil durumlarda şebeke frekansını düzenlemek için kullanılan acil durum rezervidir. Pek çok bağımsız sistem operatörü , yan hizmet pazarlarının kurallarını, talep yanıtı geleneksel arz tarafı kaynakların yanı sıra katılabilecek şekilde yapılandırmaktadır - jeneratörlerin mevcut kapasitesi, tasarlandığı gibi çalıştırıldığında daha verimli bir şekilde kullanılabilir, bu da daha düşük maliyetler ve daha az kirlilik ile sonuçlanır. Konvansiyonel üretime kıyasla inverter tabanlı üretim oranı arttıkça, frekansı stabilize etmek için kullanılan mekanik atalet azalır. İnvertöre dayalı üretimin geçici frekanslara olan duyarlılığı ile birleştiğinde, jeneratörlerden başka kaynaklardan yardımcı hizmetlerin sağlanması giderek daha önemli hale gelir.

Talep azaltma teknolojileri

Talebe yanıt verme sürecini otomatikleştirmek için teknolojiler mevcuttur ve daha fazlası geliştirme aşamasındadır. Bu tür teknolojiler, yük atma ihtiyacını tespit eder , talebi katılımcı kullanıcılara iletir, yük atmayı otomatikleştirir ve talep yanıt programlarıyla uyumluluğu doğrular. GridWise ve EnergyWeb, Amerika Birleşik Devletleri'nde bu teknolojileri geliştirmek için iki büyük federal girişimdir. Üniversiteler ve özel sektör de bu alanda araştırma ve geliştirme yapıyor. DR için ölçeklenebilir ve kapsamlı yazılım çözümleri, işletmelerin ve sektörün büyümesini sağlar.

Bazı tesisler, endüstriyel, ticari ve konut kullanıcılarına bağlı, en yoğun talep zamanlarında tüketimi azaltabilen ve esasen çekişi marjinal olarak geciktiren otomatik sistemleri değerlendiriyor ve test ediyor. Geciken talep miktarı küçük olsa da, sistem kararlılığı planlaması genellikle aşırı yoğun talep olayları için kapasite oluşturma ve ayrıca yedekte bir güvenlik marjı içerdiğinden, şebeke için (finansal dahil) çıkarımlar önemli olabilir. Bu tür olaylar yılda yalnızca birkaç kez meydana gelebilir.

Süreç, belirli cihazların veya lavaboların kapatılmasını veya kapatılmasını içerebilir (ve talep beklenmedik bir şekilde düşük olduğunda, potansiyel olarak kullanımı artırabilir). Örneğin, ısıtma azaltılabilir veya klima veya soğutma açılabilir (daha yüksek bir sıcaklığa çıkmak daha az elektrik kullanır) ve kullanımda bir tepe noktası geçene kadar çekişi biraz geciktirebilir. Toronto şehrinde, bazı konut kullanıcıları, sistem operatörünün en yüksek talep sırasında sıcak su ısıtıcılarını veya klimayı otomatik olarak kontrol edebildiği bir programa (Peaksaver AC) katılabilir; Şebeke, puant talebi geciktirerek (zirve yapan tesislerin döngüsünü artırma veya zirve olaylardan kaçınarak) faydalar ve katılımcı, fiyatlandırmanın daha düşük olması gereken en yüksek talep dönemlerinin sonrasına kadar tüketimi erteleyerek fayda sağlar. Bu deneysel bir program olmasına rağmen, geniş ölçekte bu çözümler pik talebi önemli ölçüde azaltma potansiyeline sahiptir. Bu tür programların başarısı, uygun teknolojinin geliştirilmesine, elektrik için uygun bir fiyatlandırma sistemine ve temelde yatan teknolojinin maliyetine bağlıdır. Bonneville Power, Washington ve Oregon konutlarında doğrudan kontrol teknolojilerini denedi ve önlenen iletim yatırımının teknolojinin maliyetini haklı çıkaracağını buldu.

Talep yanıtını uygulamaya yönelik diğer yöntemler, termostat aksaklıklarını uygulamaktan ziyade görev döngülerini ince bir şekilde azaltma konusuna yaklaşır . Bunlar, özelleştirilmiş bina otomasyon sistemleri programlaması kullanılarak veya bir tesisteki birden fazla yükü koordine eden sürü mantığı yöntemleri aracılığıyla uygulanabilir (örn. Encycle's EnviroGrid kontrolörleri).

Yazın en yoğun olduğu bölgelerde iklimlendirme tepe talebini yönetmek için benzer bir yaklaşım uygulanabilir. Ön soğutma veya biraz daha yüksek termostat ayarını muhafaza etmek, en yüksek talep azalmasına yardımcı olabilir.

2008 yılında, elektrik buzdolaplarının İngiltere'de , şebeke frekansının izlenmesine bağlı olarak soğutma döngüsünü geciktirecek veya ilerletecek dinamik talebi algılayan satılacağı açıklandı, ancak bunlar 2018 itibariyle hazır değil.

Endüstriyel müşteriler

Endüstriyel müşteriler de talep yanıtı sağlıyor. Ticari ve konut yükleriyle karşılaştırıldığında, endüstriyel yükler aşağıdaki avantajlara sahiptir: bir endüstriyel üretim tesisi tarafından enerji tüketiminin büyüklüğü ve sağlayabileceği güçteki değişiklik genellikle çok büyüktür; ayrıca, endüstriyel tesisler, talep yanıtının sağlanmasını sağlayan kontrol, iletişim ve pazar katılımı için genellikle altyapılara zaten sahiptir; dahası, alüminyum ergitme tesisi gibi bazı endüstriyel tesisler, güç tüketimlerinde hızlı ve doğru ayarlamalar sunabilmektedir. Örneğin, Alcoa sitesindeki Warrick Çalışma nitelikli talep yanıt kaynak olarak MISO katılan ve Trimet Aluminium kısa süreli nega-pil olarak tasfiye ocağına kullanır. Talep yanıtının sağlanması için uygun endüstrilerin seçimi, tipik olarak , kayıp yükün sözde değerinin bir değerlendirmesine dayanır . Bazı veri merkezleri , artıklık için birbirinden uzakta bulunur ve talep yanıtını gerçekleştirirken yükleri aralarında taşıyabilir.

Uzun vadeli faydalar için kısa vadeli rahatsızlık

En yüksek talep sırasında yüklerin atılması önemlidir çünkü yeni enerji santrallerine olan ihtiyacı azaltır. Yüksek puant talebe cevap vermek için, kamu hizmetleri çok sermaye-yoğun enerji santralleri ve hatları inşa eder. En yüksek talep yılda yalnızca birkaç kez gerçekleşir, bu nedenle bu varlıklar kapasitelerinin yalnızca küçük bir kısmı ile çalışır. Elektrik kullanıcıları, elektrik için ödedikleri bedeller üzerinden bu atıl kapasite için ödeme yaparlar. Talep Yanıtı Akıllı Şebeke Koalisyonu'na göre, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki elektrik maliyetlerinin% 10-% 20'si yılın yalnızca 100 saatindeki en yüksek talepten kaynaklanıyor. DR, kamu hizmetleri için büyük sermaye harcamalarına olan ihtiyacı azaltmanın ve böylece oranları genel olarak daha düşük tutmanın bir yoludur; ancak, tüketiciler tüketilmeyen elektriğin üretkenlik veya uygunluk değerini kaybettikleri için bu tür azaltımların ekonomik bir sınırı vardır. Bu nedenle, tüketicinin süreçte neyi bıraktığını da dikkate almadan, yalnızca talep yanıtının sağlayabileceği maliyet tasarruflarına bakmak yanıltıcıdır.

Elektrik piyasalarının işleyişi açısından önemi

2000–2001 yıllarında Kaliforniya elektrik krizinin en yoğun olduğu saatlerde talepte% 5'lik bir düşüşün% 50 fiyat düşüşüyle ​​sonuçlanacağı tahmin edilmektedir . Tüketiciler en yüksek fiyatla karşı karşıya kaldıklarında ve taleplerini azalttıklarında, pazar, tekliflerin arz tarafından kasıtlı olarak geri çekilmesine karşı daha dayanıklı hale gelmelidir.

Konut ve ticari elektrik kullanımı genellikle gün içinde büyük ölçüde değişir ve talep yanıtı, fiyatlandırma sinyallerine dayalı olarak değişkenliği azaltmaya çalışır. Bu programların temelini oluşturan üç ilke vardır:

  1. Kullanılmayan elektrik üretim tesisleri, daha az verimli bir sermaye kullanımını temsil eder (çalıştırılmadığında çok az gelir elde edilir).
  2. Elektrik sistemleri ve şebekeler tipik olarak, öngörülen en yüksek talebi karşılamak için toplam potansiyel üretimi ölçeklendirir (beklenmeyen olaylarla başa çıkmak için yeterli yedek kapasite ile).
  3. Zirveleri azaltmak için talebi "yumuşatarak", operasyonel rezerv için daha az yatırım gerekecek ve mevcut tesisler daha sık çalışacak.

Buna ek olarak, önemli zirveler, yalnızca nadiren meydana gelebilir, örneğin yılda iki veya üç kez, seyrek olayları karşılamak için önemli sermaye yatırımları gerektirir.

Talep yanıtına ilişkin ABD Enerji Politikası Yasası

Amerika Birleşik Devletleri 2005 Enerji Politikası Yasası görevlendirilmiş olan Enerji Bakanı göndermeyi ABD Kongresi belirler ve rakamlarla talep yanıtının ulusal yararları ve 1 Ocak 2007 tarihine kadar bu tür faydaların belirli seviyelerini elde etmeye bir öneri yapar haberine". " Böyle bir rapor Şubat 2006'da yayınlandı.

Rapor, 2004 yılında potansiyel talep yanıt kapasitesinin yaklaşık 20.500 megawatt'a ( MW ), toplam ABD pik talebinin% 3'üne eşit olduğunu , gerçek sağlanan pik talep düşüşünün yaklaşık 9.000 MW (pikin% 1.3'ü) olduğunu ve gelişme için yeterli marj bıraktığını tahmin ediyor. Ayrıca, yük yönetimi kapasitesinin 1996'dan beri% 32 oranında düştüğü tahmin edilmektedir . Bu eğilimi etkileyen faktörler arasında yük yönetimi hizmetleri sunan daha az kamu hizmeti, mevcut programlara katılımın azalması, hizmetlerin değişen rolü ve sorumluluğu ve değişen arz / talep dengesi bulunmaktadır.

Amerika Birleşik Devletleri'nde talep yanıtının kullanılmasını ve uygulanmasını teşvik etmek için, Federal Enerji Düzenleme Komisyonu (FERC) Mart 2011'de toptan elektrik piyasalarına katılan ekonomik talep yanıtı sağlayıcıları için belirli bir düzeyde tazminat gerektiren 745 sayılı Emir yayınladı. . Düzenlerinin son derece tartışmalıdır ve Profesör William W. Hogan dahil olmak üzere enerji ekonomistler bir takım tarafından şiddetle karşı çıkılan Harvard Üniversitesi 'nin Kennedy School . Profesör Hogan, siparişin talep yanıtı sağlayıcılarını fazlasıyla telafi ettiğini ve böylece ekonomik değeri üretim maliyetini aşan elektriğin azaltılmasını teşvik ettiğini iddia ediyor. Profesör Hogan ayrıca, 745 numaralı Siparişin rekabete aykırı olduğunu ve “… bir alıcının kartelini uygulamak için bir düzenleyici otorite başvurusu” anlamına geldiğini iddia ediyor. Kaliforniya Eyaleti de dahil olmak üzere etkilenen birkaç taraf, 745 Sayılı Kararın yasallığına itiraz etmek için federal mahkemede dava açtı. The Electricity Journal'da yayınlanan bir dizi makalede, 745 sayılı Kararın ekonomik verimliliği ve adaletiyle ilgili bir tartışma ortaya çıktı.

23 Mayıs 2014'te DC Devre Temyiz Mahkemesi, 745 Sayılı Kararı tamamen iptal etti. 4 Mayıs 2015'te, Amerika Birleşik Devletleri Yüksek Mahkemesi , iki soruyu ele alarak DC Circuit'in kararını gözden geçirmeyi kabul etti:

  1. Federal Enerji Düzenleme Komisyonu'nun, Federal Enerji Yasası, 16 USC 791a ve devamı uyarınca, elektrik tüketimindeki azalmalar için ödeme yapmak ve bu ödemeleri ayarlamalar yoluyla telafi etmek için toptan elektrik piyasalarının operatörleri tarafından kullanılan kuralları düzenleme yetkisine sahip olduğuna makul bir şekilde karar verip vermediği toptan satış fiyatlarına.
  2. Temyiz Mahkemesinin Federal Enerji Düzenleme Komisyonu tarafından çıkarılan kuralın keyfi ve kaprisli olduğu sonucuna vararak hatalı olup olmadığı.

25 Ocak 2016'da, Amerika Birleşik Devletleri Yüksek Mahkemesi, FERC - Electric Power Supply Ass'n davasındaki 6-2 kararında , Federal Enerji Düzenleme Komisyonu'nun toptan enerjide "adil ve makul" oranları sağlama yetkisi dahilinde hareket ettiği sonucuna varmıştır. Market.

Birleşik Krallık Ulusal Şebekesinde talep azaltma ve dizel jeneratörlerin kullanımı

Aralık 2009 itibariyle UK National Grid, talep yanıtı sağlamak için STOR olarak bilinen 2369 MW sözleşmeye sahipti , talep tarafı 89 sahadan 839 MW (% 35) sağlıyor. Bu 839 MW'ın yaklaşık 750 MW'ı yedek üretimdir ve geri kalanı yük azaltımıdır. Yarım saatlik kapsamlı talep profillerine ve İngiltere'deki farklı ticari ve endüstriyel binalar için gözlemlenen elektrik talebinin değişmesine dayanan bir makale, yalnızca küçük bir azınlığın yük kaydırma ve talep kısma ile uğraştığını, talep yanıtının çoğunun ise stand tarafından sağlandığını göstermektedir. - jeneratörler tarafından.

Ayrıca bakınız

Referanslar