Abstract
There exists disagreement on how Demand Response (DR) programs should be designed. This is likely because people from different fields view DR differently. For example, some see DR as a mechanism to improve the economic efficiency of electricity markets while others see it as a new control variable that can enhance power system reliability and security. In this paper, we review the many options for harnessing residential electric loads for DR and consider the engineering and economic implications associated with three specific cases: (1) real time pricing, (2) dispatch-based control via an aggregator participating in wholesale markets, and (3) direct participation in energy markets. We develop both the engineering and the economic arguments for/against each option, and analyze them together in order to understand which options are most suitable for which applications. We find that the appropriate choice of DR program design depends on the DR program objective. Economic goals may be achieved through well-designed pricing and/or bidding mechanisms. Reliability is best achieved through dispatched-based programs. We illustrate our findings with several conceptual examples
چکیده
اختلاف نظرهای گوناگونی درباره چگونگی برنامه ریزی پاسخ دهی به تقاضای (DR) برق خانه های مسکونی وجود دارد. این اختلاف نظرات به خاطر اینست که افراد در رشته ها و دیگاه های مختلف به مساله DR نگاه میکنند. برای مثال، برخی DR را به عنوان یک مکانیسم برای بهبود بهره وری اقتصادی در بازارهای برق میدانند، در حالی که افراد دیگر آن را به عنوان یک متغیر کنترلی جدید که می تواند قابلیت اطمینان و امنیت سیستم قدرت را بالا ببرد، در نظر میگیرند. در این مقاله، گزینههای بسیاری برای بهره برداری از بارهای الکتریکی مسکونی جهت پاسخ دهی به تقاضا، بررسی شده و مفاهیم مهندسی و اقتصادی مرتبط به آن، با سه مورد خاص زیر در نظر گرفته شده است: 1- قیمت گذاری زمان واقعی، 2- کنترل مبتنی بر بازرسی، از طریق یک ناظر بر شرکتها در بازارهای عمده فروشی و 3- مشارکت مستقیم در بازارهای انرژی . در این مقاله دیدگاه های مهندسی و اقتصادی(مقرون به صرفه) مخالف یا موافق مورد بحث قرار گرفته است و با تجزیه و تحلیل آنها بهترین گزینه برای پاسخ دهی به تقاضا، انتخاب شده است. در این مقاله نتیجه گرفتیم که انتخاب گزینه مناسب برای طرح برنامه DR ، وابسته به تابع هدف برنامه ریزیDR است. اهداف اقتصادی از طریق قیمت گذاری و/یا طراحی مکانیزمهای مناقصه، به دست آمده است. قابلیت اطمینان از طریق برنامه های مبتنی بر بازرسی و کنترل، به دست آمده است. در نهایت نتایج بدست آمده از چند نمونه مفهومی نشان داده شده است.
1-مقدمه
به طور کلی اپراتورهای سیستمهای الکتریکی (برقی)، تقاضا را به عنوان یک عامل تاثیرگذار خارجی (برون زاد) فرض میکنند و و معتقدند که عرضه باید برنامه ریزی شده و در زمان واقعی با هر هزینه عملیاتی جهت تامین تقاضا، کنترل شود. برنامه ریزیهای پاسخ دهی به تقاضا (DR)، برای ایجاد تقاضای الاستیک(انطاف پذیر) و بدون نوسان تلاش میکند. توسط وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) ، DR به این صورت تعریف شده است: " تعرفه و یا برنامهای که به منظور ایجاد انگیزه برای تغییر در نحوه استفاده از برق توسط مشتریان و کاهش قیمت برق در طول زمان و یا پرداخت مبالغ تشویقی به مشریان جهت کاهش مصرف برق در زمانی که قیمت برق در بازار بالا است و یا زمانی که قابلیت اطمینان شبکه به مخاطره افتاده است" [1].DR می تواند مزایای مختلفی در سیستم های قدرت و بازار برق داشته باشد؛ از جمله کاهش قیمت انرژی عمده فروشی و کاهش نوسانات آن [2] ، [3]؛ کاهش توان تولیدی برق در بازار [2]؛ کاهش نیاز برای توسعه زیر ساختهای شبکه های قدرت؛ کاهش استفاده از نیروگاه برق در زمان اوج مصرف که هزینه های بالایی دارد [4] و به طور کلی افزایش بازدهی نیروگاهها نسبت به نیروگاههای دیگر [ 5 ]؛ و بهبود قابلیت اطمینان شبکه و انعطاف پذیری سیستم قدرت؛ به عنوان مثال، از طریق متعادل سازی سریع انرژی در زمان های مشخص، که به ویژه در سیستم های قدرت با نفوذ بالا که از منابع متناوب تجدید پذیر مانند باد و انرژی خورشیدی استفاده میکنند..