A keresletreakció a végfelhasználó villamosenergia - fogyasztásában a normál terhelési profilhoz viszonyított változása a villamosenergia-árak időbeli változásaira vagy a fogyasztás csökkentését célzó ösztönző kifizetésekre válaszul a magas nagykereskedelmi villamosenergia -árak időszakában . veszélyben [1] . A keresletkezelés csökkentheti a villamosenergia-árakat a nagykereskedelmi piacon, ami viszont alacsonyabb árakhoz vezet a kiskereskedelmi piacon [2] . A keresletkezelést széles körben elismerték az energiaellátás megbízhatóságának biztosítására, a megújuló energiaforrások integrálására , a villamosenergia-piaci verseny fokozására és a fogyasztók helyzetének növelésére [3] .
A villamos energia mint áru jellemzői fizikai tulajdonságai miatt meghatározzák a termelés és a fogyasztás egyensúlyának folyamatos fenntartásának szükségességét. A villamosenergia-piacokat úgy alakították ki, hogy ösztönözzék a résztvevőket ennek az egyensúlynak a fenntartására. Hagyományosan az erőművek fontos szerepet játszottak az egyensúly fenntartásában . A fogyasztókat ösztönző speciális intézkedések (például keresletválasz) hiányában a villamosenergia-kereslet nem, vagy csak kevéssé függ a piaci áraktól, a fogyasztók az áremelkedéskor nem csökkentik a fogyasztást. Rugalmatlan kereslet esetén a termelők az aktív fél, amely meghatározza a villamos energia árát. A terhelés növekedésével kevésbé hatékony generátorokat vezetnek be ennek a növekedésnek a kielégítésére. Az ilyen időszakokban a terhelés csökkentésével az energiarendszer és a piac potenciálisan elkerülheti a kevésbé hatékony generátorok használatát a megnövekedett kereslet kielégítésére. Az elmúlt években a digitális intervallummérők megjelenésével , a távközlés és az " okos hálózatok " ("smart grid") fejlődésével lehetővé vált a fogyasztás rugalmasságának növelése a fogyasztói berendezések szükség szerinti megcélzásával. A keresletmenedzsment hatékony eszköz a villamosenergia-piaci árak csökkentésére csúcsidőben , amikor kevésbé hatékony termelő létesítményeket vonzanak a villamosenergia-kereslet kielégítésére. Ugyanakkor a fogyasztás viszonylag kis mértékű csökkenése az áram árának jelentős csökkenéséhez vezethet.
Az energiaigény-kezelés tipikus példái közé tartozik a termosztát beállításának megemelése, hogy a klímaberendezések ritkábban működjenek, az ipari ciklus lelassítása vagy leállítása, a világítás csökkentése vagy lekapcsolása – vagyis minden közvetlen intézkedés a terhelés csökkentésére válaszul az áremelkedésre vagy jel a rendszer üzemeltetőjétől . A keresletkezelés nem tartalmazza az energiafogyasztás normál működési tevékenységből adódó változásait. Például egy vállalkozás villamosenergia-fogyasztásának csökkentését hétvégén és ünnepnapokon a legtöbb esetben nem tekintik keresletkezelésnek.
A villamosenergia-igénykezelés fő céljai a villamosenergia-rendszer csúcsterhelésének csökkentése, ami mind a villamosenergia-piaci árak mérsékléséhez, mind a csúcserőművek és elektromos hálózatok túlzott tőkeigényes építésének, az áramellátás vészszabályozásának megakadályozásához szükséges. rendszer és a megújuló energiaforrások integrálása. A keresletkezelést az alacsony szén-dioxid-kibocsátású gazdaságra való átállás egyik eszközének is tekintik [4] .
Így a keresletkezelési mechanizmusok bevezetéséből származó előnyök a kapacitás, a villamos energia, a hálózatépítés, a környezeti terhelés csökkentése és a rugalmasság növelésével járó egyéb előnyök elkerülhető (azaz elkerült költségek) formájában mutathatók be. az energiarendszer menedzsmentjében.. Mivel a kiszűrt költségek nem mérhetők közvetlenül, a keresleti oldali menedzsment előnyeinek becslése keresleti oldali mechanizmusok hiányában feltételezéseket tesz szükségessé ezeknek a költségeknek a nagyságáról, ami bizonytalansághoz vezet a becslésben. Figyelembe kell venni, hogy a keresletoldali menedzsment előnyei jelentősen eltérhetnek a villamosenergia-rendszer konfigurációjától, az értékelési módszertantól, és különösen a termelőkapacitások kiépítésénél alkalmazott megközelítésektől függően. Ahol a termelés és a hálózatok a csúcsterhelések kezelésére épülnek, a csúcsterhelés magasabb lehet az optimálisnál, ha a piaci árak nem tükrözik teljes mértékben a csúcsidőben történő ellátás költségeit. Ilyen körülmények között a keresletkezelés hatékonyan kezelheti az árjelzések elégtelenségét, és segíthet elkerülni a túltermelés kiépítését [5] .
A villamosenergia-rendszer csúcsterhelésének csökkentése igénymenedzsment programok segítségével különböző becslések szerint a csúcsterhelés 10-15%-a [4] [6] .
Míg a villamosenergia-igénykezelésen elsősorban a fogyasztás csúcsidőszakról a csúcsidőn kívüli időszakokra való áthelyezését értjük, addig az energiahatékonyság a villamosenergia-fogyasztás folyamatos csökkentését jelenti hatékonyabb fogyasztói berendezések bevezetésével és/vagy a meglévő berendezések jobb menedzselésével a szükséges funkcionalitás fenntartása mellett. Így az energiahatékonysági intézkedések az energiahatékony berendezések használati idejétől függően csökkenthetik a csúcsfogyasztást. A keresletkezelés viszont hatással lehet a teljes energiafogyasztásra. Például egy 2005-ben végzett metatanulmány kimutatta, hogy az implicit keresletkezelési programok átlagosan 4%-kal csökkentik a fogyasztást. Úgy gondolják, hogy a keresletgazdálkodás inkább csökkenti a teljes fogyasztást, vagy nincs rá hatással. Egyes keresletkezelési programok azonban növelhetik a csúcsidőn kívüli fogyasztást, és bizonyos esetekben növelhetik a teljes villamosenergia-fogyasztást (a fogyasztás ilyen növekedése azonban gazdasági szempontból indokolt lehet az alacsonyabb csúcsidőn kívüli villamosenergia-költségek, az alacsonyabb üzemanyag-fogyasztás miatt költségek stb.) [7] .
A keresletreakciót és az energiahatékonyságot gyakran a keresletracionalizálási koncepció részének tekintik.[8] .
Két fő megközelítés létezik az ügyfelek bevonására a terheléskezelésbe:
Differenciált tarifák alkalmazása csak akkor lehetséges, ha a fogyasztó intervallummérővel rendelkezik, és a következő típusú tarifákat tartalmazhatja [9] :
A viselkedési ösztönzők alkalmazását a fogyasztók keresletkezelési programokba való bevonására viselkedési keresletválasznak nevezzük. A viselkedési igénykezelés személyre szabott kommunikációt alkalmaz a fogyasztókkal, ideértve a valós időhöz közeli módot is, visszajelzéseken, társadalmi normákon , alapértelmezett beállításokon, gamificationen alapuló ösztönzők kialakításával [11] .
A fogyasztó terhelésének közvetlen vezérlése magában foglalhatja mind a berendezés terhelésének megváltoztatására szolgáló parancsokat (hangot, szöveget), amelyek végrehajtását a fogyasztó végzi, mind a fogyasztó terhelésének automatizált vagy automatikus vezérlését a feladástól kezdve. központ (rendszerüzemeltető vagy aggregátor szervezet).
A keresletkezelés az ipari, mezőgazdasági, kereskedelmi és lakossági ügyfelektől származó berendezések széles skáláját érintheti. Az ipari ügyfelek különösen sokfélék a keresletkezelés összefüggésében. Az ipari fogyasztók keresletkezelésben való részvételének fő lehetőségei a fogyasztási ütemezés alacsonyabb árú időszakokra való áthelyezésével, a termelési folyamat leállításával vagy intenzitásának csökkentésével, a világítási, szellőző- és légkondicionáló rendszerek teljes vagy részleges leállításával, valamint saját villamosenergia - és / vagy energiatárolási forrásaikat használva . Virtuális erőművekigénykezelésben is használható.
A lakossági és kereskedelmi fogyasztóknak szánt berendezések lehetőséget nyújtanak az új technológiák bevezetésével összefüggő keresletkezelésre is, mint például az „ okosotthon ”, a szünetmentes tápegységek és az energiatároló eszközök, az eszközök összekapcsolása a „ tárgyak internetében ” és egyebek, amelyek lehetővé teszik az elektromos berendezések fogyasztásának gyors és távoli kezelésére.
Külön érdekesség az elektromos járművek jövőbeni tömeges bevezetése a töltésüket biztosító megfelelő infrastruktúra kialakításával, amely az áramigény-kezelési programokban is felhasználható.
Két kohó Belgiumban, az egyik az ArcelorMittal és a másik az Aperam tulajdonában(2011-ben az ArcelorMittal cégtől leválasztva) akár 150 MW lerakó kapacitás biztosításával vesznek részt az igénykezelésben. A vállalkozások technológiai ciklusának sajátosságai nem tették lehetővé, hogy megfeleljenek a keresletkezelésben való részvétel követelményeinek Belgiumban. A megoldás az volt, hogy ezeknek az üzemeknek a vezérlési képességeit beépítették a REstore aggregátor portfóliójába, amely számos különböző tulajdonos ipari vállalkozást foglal magában. Amennyiben az igénykezelés során a kohók erőforrása nem áll rendelkezésre, azt más vállalkozások alkalmazkodóképessége helyettesítheti [12] .
Midwest Energy Pump$mart program a Midwest Energy számára, amely egy nyugat-kansasi energia- és gázszolgáltató vállalat. A program előírja a mezőgazdasági fogyasztók bevonását a keresletkezelésbe, nevezetesen az öntözőszivattyúk leállítását az irányítóközpont parancsára anélkül, hogy negatív hatással lenne a teljesítményre. Terheléscsökkentés a nyári hónapokban hétfőtől szombatig, ünnepnapok kivételével, 14:00-21:00 óra között, a diszpécserközponttól legkorábban 2 órával korábban küldött értesítés alapján telefonon vagy e-n -posta. A legfeljebb 4 órán át tartó szivattyúleállás a programidőszak alatt legfeljebb 20 alkalommal fordulhat elő, míg a leállások teljes időtartama nem haladhatja meg a 80 órát. A Midwest Energy 20 dollárt fizet a fogyasztóknak 1 kW lekapcsolt terhelés után, miközben az öntözőszivattyúk fogyasztását csúcsidőről a nap más időszakaira helyezi át [13] .
A Walmart az üzleti fogyasztói igények kezelésének egyik példája . A Walmart az egyik vezető szereplő az Egyesült Államok keresletkezelési piacán, többek között az üzletek intelligens mérőrendszerekkel ellátott jelentős felszereltsége miatt [14] . Amikor jelet kap a kirakodáshoz , a fogyasztásirányítási rendszer(energiagazdálkodási rendszer, EMS) adott terheléscsökkentési algoritmus szerint reagál rá, érintve a szellőztető- és klímarendszereket, a világító- és hűtőberendezéseket [15] [16] . A Sam's Club leányvállalatával a Walmart 17 önkormányzatok, infrastrukturális szervezetek és rendszerüzemeltetők által szervezett keresletkezelési programban vesz részt, köztük az ISO New England, a California ISO és a PJM. Ezek a programok körülbelül 1300 üzletet érintenek 23 államban [17] .
A villamosenergia-termelés és -fogyasztás egyensúlyának fenntartása szempontjából a terhelés csökkentése teljes mértékben egyenértékű a termelés növelésével [18] . Ezen elv következetes betartása mellett nincs akadálya a fogyasztói erőforrások részvételének a villamosenergia-, kapacitás- vagy rendszerszolgáltatási piacok működésében. A gyakorlatban a különböző országok legtöbb piacán különféle adminisztratív, szabályozási, műszaki és technológiai akadályok állnak a fogyasztók keresletkezelésben való részvétele előtt. Vannak azonban olyan piacok, ahol a fogyasztói erőforrások széles körben vesznek részt. Például az USA-ban (a PJM piacokon, MISOés a CAISO) a fogyasztók részt vesznek a villamos energia, a kapacitás és a rendszerszolgáltatások piacán. Az Egyesült Királyságban a rendszerirányító National Grid működési területéna fogyasztóknak lehetőségük van részt venni a rendszerszolgáltatási piacon és a közelmúltban elindított kapacitáspiacon [19] .
A Szövetségi Energiagazdálkodási Bizottság (FERC, USA) 2009-ben közzétett áttekintésében a következő akadálycsoportokat azonosítja a villamosenergia-piaci keresletkezelés megszervezésében:
A szabályozási korlátok a keresletmenedzsment fejlődésének akadályai, a jogszabályi sajátosságok, a piac szerkezete és szabályai, valamint a tényleges keresletkezelési programok miatt. A fő szabályozási akadályok közé tartozik a közvetlen kapcsolat hiánya a nagy- és kiskereskedelmi árak között, a terheléscsökkentés mértékének mérésére és ellenőrzésére szolgáló módszertan kidolgozásának nehézségei, a fogyasztók piaci manipulációjának lehetőségétől való félelem (az alapfogyasztás túlbecsülése). a keresletkezelési programokban való részvételből származó nyereség növelése), a fogyasztói erőforrások nem megfelelő kiszámíthatósága és megbízhatósága, a konszenzus hiánya a költségek és a hatékonyság felmérésében . A lakossági fogyasztók bevonása nehézkes vagy lehetetlen lehet az állam tarifapolitikája miatt, amely szigorúan meghatározza az ilyen fogyasztók villamosenergia-díjait. A rosszul megtervezett keresletkezelési program (nem megfelelő műszaki követelmények, elégtelen gazdasági ösztönzők stb.) nem kelt kellő érdeklődést a fogyasztókban.
A gazdasági akadályok olyan helyzetek, amikor az infrastrukturális szervezetek, aggregátorok vagy a fogyasztók pénzügyi ösztönzése nem elegendő a keresletkezelési programok kidolgozásához. Ide tartoznak a pontatlan árjelzések, amelyek az ügyfelek kirakodásához vezethetnek alacsony villamosenergia-árak időszakában vagy berakodáshoz magas árak esetén, valamint olyan eseteket, amikor a keresletkezelési programokban való részvétel előnyei nem elegendőek a fogyasztók vonzásához.
A technológiai akadályok közé tartozik a fogyasztói elektromos berendezések nem elegendő felszereltsége intelligens villamosenergia-mérő rendszerekkel, a költséghatékony támogató technológiák hiánya, amelyek mindenekelőtt különféle automatizálási és automatizálási eszközöket tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik a fogyasztás hatékony kezelését, valamint a nem megfelelő interoperabilitást és a nyílt szabványok hiányát .
Az egyéb akadályok között jelentős szerepet játszik a fogyasztói keresletkezelési programokkal kapcsolatos tájékozottság hiánya és a kockázatkerülés , ami abban nyilvánul meg, hogy a fogyasztó számára fontosabb a villanyszámla emelkedésének kockázatának csökkentése, mint a profitszerzés. a keresletmenedzsment programban való részvételtől.
A FERC által áttekintett egyik tanulmányban a keresletkezelés Kaliforniában történő kiépítésének legjelentősebb akadálya a fejlett mérési infrastruktúra hiánya volt., AMI), nem hatékony keresletkezelési programok és alacsony fogyasztói érdeklődés.
A fogyasztók szabályozott terhelésű fogyasztókat bevonó piacokon önállóan (egyes esetekben főként viszonylag nagy fogyasztók) és erre szakosodott szervezetek - terhelésaggregátorok (demand response aggregátorok) segítségével is működhetnek. Az ilyen szervezetek létrejöttének szükségességét az okozza, hogy a lakossági fogyasztók nem alanyai a nagykereskedelmi villamosenergia-piacnak, nem kapcsolódnak annak infrastruktúrájához, és többnyire nem ismerik a piac szabályait. Ugyanakkor előfordulhat, hogy a fogyasztó egységnyi kapacitása túl alacsony, a fogyasztók száma pedig túl nagy lehet a piac működését irányító szervezet számára. Az aggregátorcégek több fogyasztó alkalmazkodási képességét egyesítik egy nagyobb, a piac által megkövetelt kirakodási mennyiségre vonatkozó követelményeknek megfelelő egységgé, és közvetítőként működnek a fogyasztók és a piaci infrastruktúra között. Ezen túlmenően a rakományaggregátorok felszerelhetik a fogyasztót a fogyasztás csökkentéséhez szükséges berendezésekkel, tanácsot adhatnak a kirakodási technológiáról, optimális terveket dolgozhatnak ki a fogyasztók igénykezelésben való részvételére stb. [21] . Energiaértékesítő szervezetek vagy független társaságok terhelésgyűjtőként működhetnek .
Oroszországban a keresletválasz technológiát, amely a végfogyasztók villamosenergia-fogyasztásának normál terhelési profiljához viszonyított megváltoztatásának mechanizmusa a másnapi piaci árjelzésekre reagálva, eredetileg árfüggő fogyasztáscsökkentésnek nevezték [22] [23] és 2017-ben vált elérhetővé kizárólag a résztvevők számára a villamos energia és kapacitás nagykereskedelmi piacán.
Így a mechanizmus végrehajtása érdekében az Orosz Föderáció kormánya kiadta a 2016. július 20-án kelt 699. számú rendeletet „A villamos energia és a kapacitás nagykereskedelmi piacának szabályainak módosításáról”. Az állásfoglalás szerint a nagykereskedelmi piac fogyasztói kérelmet nyújthatnak be a rendszerirányító által lebonyolított versenyteljesítmény- leadásban (CTO) való részvételre, és a CTO-ban történő pályázat kiválasztásával fogyasztáscsökkentési kötelezettséget vállalnak. Ugyanakkor a nagykereskedelmi piac ilyen szereplője számára a hónap végén kialakult kapacitásvásárlások volumene csökken a CTO során figyelembe vett árfüggő fogyasztáscsökkentés volumenével. Az árfüggő vásárlók kötelesek berendezéseiket készenlétben tartani a villamosenergia-vásárlás árfüggő csökkentésére. A vevők fogyasztáscsökkentési kötelezettségeik teljesítésére való képességét a kötelezettségvállalás előtti teszteléssel figyelik. Ezen túlmenően azt tervezik, hogy teszteljék a fogyasztás árfüggő csökkentését, ha az adott hónapban nem volt árfüggő csökkentés. Azok a fogyasztók, akik nem felelnek meg a teszten, nem kapnak áralapú fogyasztáscsökkentést.
2016-ban először került sor a 2017-es árfüggő fogyasztású vásárlók kiválasztására a CCM-ben való részvétel nélkül (2017–2019-ben az árfüggő fogyasztókat nem tartalmazza a CCM), a teljes mennyiség Az energiafogyasztás árfüggő csökkenése 54 MW volt [24] . Szintén 2016-ban először szerepelt az árfüggő fogyasztás a 2020-ra vonatkozó versenyképes erőátviteli (CTO) eljárásokban. 2017. február 9-én a másnapi piacon először alkalmazták az árfüggő fogyasztáscsökkentés mechanizmusát [25] .
2019-ben a Nemzeti Technológiai Kezdeményezés Energynet útitervének [26] megfelelően a kiskereskedelmi villamosenergia-piacok (amelyek nem rendelkeznek közvetlen hozzáféréssel a nagykereskedelmi piachoz) szereplőire is kiterjesztették az ebben a mechanizmusban való részvétel lehetőségét. Ezt a lehetőséget a keresletmenedzsment aggregátorok mechanizmusának bevezetése biztosítja.
2019. március 20-án az Orosz Föderáció kormányának 287. számú rendelete „Az Orosz Föderáció kormányának egyes, a villamosenergia-igény-kezelő aggregátorok Oroszország egységes energiarendszerében történő működéséről szóló törvényeinek módosításáról, valamint a A villamosenergia-fogyasztás árfüggő csökkentésének és a rendszermegbízhatóságot biztosító szolgáltatásnyújtás javítása”, amely 2019-ben kísérleti projektet irányoz elő a lakossági villamosenergia-piac fogyasztói keresletének kezelésére szervezetek-aggregátorok részvételével [27] .
Az oroszországi keresletkezelési aggregátorok olyan szervezetek, amelyek szolgáltatásokat vásárolnak a lakossági fogyasztóktól, hogy megváltoztassák áramvevőik terhelését, összesítve a fogyasztást rendszerszinten fontos erőforrássá alakító képességüket.
Ennek az erőforrásnak a nagykereskedelmi piac mechanizmusaiban való felhasználásának biztosításával a keresletkezelő aggregátorok hozzájárulnak a villamos energia nagykereskedelmi árának csökkentéséhez az összes többi fogyasztó számára, és ezért ellenszolgáltatást kapnak az oroszországi UES rendszerirányítójától.
Így a nagykereskedelmi piacon elért pozitív hatás megoszlik az aggregátor, a végfogyasztó és a nagykereskedelmi piac többi szereplője között.
2020 elején az orosz keresletkezelési piac volumene a lakossági fogyasztók számára körülbelül 230 MW.
Szakértői becslések szerint az oroszországi UES keresletkezelési piacának gazdaságilag indokolt potenciálja körülbelül 8 GW lehet, ami megfelel a világ gyakorlatának (az energiarendszer csúcsigényének 3-6%-a) [28] , melynek felhasználása lehetőséget teremt arra, hogy a már meglévő üzleti folyamatokból többletbevételt nyerjenek ki a villamosenergia-fogyasztók számára, valamint új lehetőségek nyílnak meg az energiarendszer működésének optimalizálására.