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在这一数字时代,电力是社会发展的命脉。在经历任何重大灾害之后,恢复电力服务成为每个国家首要任务。如果缺少电力供应,我们将无法获得诸如供热、制冷、通信、金融以及网络连接等服务,这犹如将我们送回了石器时代。
但是,谁有能力承担建设更多发电装机的费用,成为了一个值得思考的问题。以美国为例,全美目前发电装机总量超过10亿千瓦。在此基础上,即使将装机量增加几个百分点,就将产生巨额成本支出。据专家预测,到2030年,美国仅在满足不断增长的用电需求和替换老化基础设施方面的投资,就将高达1.4万亿美元。
但幸运的是,在互联网时代,我们能够用一种相对低成本的方式保证电力供应。这与过去几十年内电信、光缆、网络公司用来控制其峰值需求的方法类似。这些公司有效地管理其整个网络的供需平衡,而不是为每一位用户建造冗余容量。
如今,我们可以用同样的思维方式来解决能源需求问题:我们可以通过在软件中运用“队列”方式,降低企业在峰值负荷时段的用电需求。这种方式不止是在电力行业,也已经被运用在其它联网行业,并被证实是有效的。将范围放大至数千幢建筑后,这种建筑层面的需求弹性就能够降低整个电网的峰值负荷,为所有用户节约修建新电厂的成本。
峰值需求造成电网和商业高成本
尽管,电网很少会用尽其100%的供电容量,但在必要时,发电厂必须提供这样的装机能力。目前,美国电网平均装机利用率仅为55%左右,随着电力峰值需求的增长和总售电量的下降,这一比例还将继续下降。这意味在一年中的大部分时间里,发电厂都处于闲置状态。
是什么原因导致这一现象产生?许多家庭和企业并不是在所有时间内都有大量的用电需求,但每当气温上升一度,用电需求就随之猛增。通过对多家主要售电商和电信企业的电费信息进行分析,我们发现:这些售电商和电信企业总能源用量的4%占据了总峰值需求的40%。换言之,峰值负荷时段很小一部分用电量(很大程度上是由于空调使用产生的),需要很大的装机容量进行保障,而这部分装机容量在一年中大部分时间里是不需要的。
大多数一般负荷,包括空调、电机、泵、充电站、加热器和其它设备,常常会同时打开,造成同步能源峰值负荷。这就要求电力公司具备足够的可用装机,来满足这些峰值需求,因此增加了电力公司的成本。
为了解决这个问题,电力企业一般会对商业和工业用户加收“需量电费”,即用户要每月为其在特定时段的最大电力需求付费。这部分费用,连同一般商业需求的峰值负荷在内,意味着一个企业每月必须为仅仅4%的用电量支付40%的需量电费。一般的需量电费费率为5-15美元每峰值千瓦每月,这些峰值用电量每年会给一幢建筑带来数千美元的额外成本。
来源:PG&E用户区间数据
对于商业用户而言,需量电费最多可能占到他们电费总额的40%,而且这项支出还在增加。过去5年内,美国太平洋燃气电力公司(PG&E)在加州服务区域的需求电费激增50%以上。随着全美各地电力公司都开始运用新的电费设计方式来更好地反映系统成本,需量电费的管理很有可能会变得更加重要。
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