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摘要：随着经济的迅速发展和人口增加，能源消费呈现快速增长趋势，能源短缺、环境污染等问题已经开始凸显。为改善环境质量、优化用能结构，国家电网公司适时提出实施“以电代煤、以电代油、电从远方来”的发展战略，调整能源布局，推动节能减排的不断探索与实践。目前，电能替代已在工业、生活、交通方面得到了广泛的应用，针对电能替代有效性以及实施效果，许多学者在电能替代产生的效果方面进行了广泛的研究。文章重点就用户侧的电能替代实施效果展开分析。
关键词：用户侧；电能替代；实施效果
电能替代作为推进综合能源服务发展的重要抓手，在优化能源布局、促进节能减排等方面有着重要的作用。为进一步研究电能替代实施效果，应对电力市场环境变化，制定未来电能替代精准营销策略。本文依托于电能服务平台电能替代实施用户大数据，以同种行业电能替代用户96点负荷作为特征指标，利用模糊聚类分析模型对同行业用户进行灵活分层聚类，形成差异化的用户分类；以用电量、替代电量、合同容量、增加设备容量和投资金额等作为用户侧电能替代效果评价指标，运用主成分分析法提取综合因子，并构建了电能替代综合评价指标函数，以此评估用户的电能替代实施效果。
一、用户侧实施效果评估模型研究
由于不同的用户用电行为存在差异，以用户负荷数据作为特征指标，利用模糊C均值算法对电能替代实施用户大数据进行模糊聚类，形成不同的聚类分组。电能替代项目实施效果模型以用电量、替代电量、合同容量、增加设备容量和投资金额为指标建立实施效果评价的指标体系，效果模型步骤具体如下。
（一）标准化处理
基于电能服务平台选取n个电能替代项目样本，构建数据矩阵，可得x（x）/nJ ijin1==r 及S/2j，利用Z-score法进行标准化处理，其标准化变化率Zij为：
（四）确定潜力指数函数
利用提取后的主成分因子的方差为权值，与权重进行线性组合，即可得到用户电能替代实施效果评估指标函数F：
图1 用户实施效果图
三、算例分析
随着电能替代项目的不断开展，越来越多的电能替代方式进入到人们生活中。电能替代是否具有经济性决定了项目能否为人们所接受。以某一购物商场为例，该购物商场面积为 7万m2左右，以便商场的正常运行，现在有两种夏季制冷方案供用户选择，电能替代前使用普通中央空调，电能替代后使用冰蓄冷空调系统。比较电能替代前后的费用流，分析冰蓄冷空调系统的经济性。
（一）电能替代前后费用年值分析
电能替代前，空调供应面积为 7 万 m2，现行市场7 350 W 的空调供应面积为140 m2，故此类中央空调需要 500 台。每台中央空调为17 500元，由此得出项目的初始建设投资费用为 875万元；由历史数据可知，该购物商场使用普通空调夏季制冷电量为 150万 kWh，按一般工商电价，每年电费 127.5 万元；空调的维护费用约 400 元 ／（台·a），该项目每年的维护费用为20万元。电能替代后，该项目的建设投资费用为2670万元；普通空调的能效比为 2.7，冰蓄冷空调的能效比为3.9，可推断该项目的年替代电量为 1038 462 k Wh，用电电费是 35.75 万元；冰蓄冷空调厂家表明冰蓄冷空调年维护费用几乎为 0。电能替代前后费用年值对比如图 3所示，电能替代前的费用年值为 282.33 万元，电能替代后的费用年值为 189.23 万元，该购物中心使用冰蓄冷空调更为经济。年用能费用减少 91.75 万元，年维护费用减少 20 万元，费用年值减少 93.1 万元。
（二）电能替代前后差额净现值分析
电能替代前的寿命期为8年，电能替代后的寿命期为40年，故选取共同的分析期40年，模型计算得出项目的差额净现值为1544.02万元，即投资额大的项目为优，故实施电能替代具有较好的经济性。
（三）电能替代前后差额内部收益率分析
使用差额内部收益率的判别条件为，投资额大的项目，年均净现金流大，寿命期长。该项目实施电能替代后，由相关数据计算得出，项目的差额内部收益率为10%，大于基准折现率，所以年均现金流大的项目为优，即实施电能替代具有较好的经济性。
（四）临界电价及竞争力比较
该项目在电能替代前后年费用相等的约束条件下，采用基于临界电价的电能替代经济性分析模型，可以得到考虑初始投资情境下冰蓄冷空调系统替代普通空调的临界电价。该项目的临界电价为1.2408元／kWh，项目建成后实际采用的双蓄电价（电蓄热采暖及电蓄冰制冷用户的用电价格）为0.3443元／k Wh，竞争力比较。冰蓄冷空调系统采用10kV电压等级的线路供电，根据河北省一般工商业电价表，将测算出的临界电价与现行的双蓄电价进行比较，可知临界电价远远高于双蓄电价，因此从临界电价的角度看，用冰蓄冷空调系统替代普通空调是经济的。
总之，能替代实施效果评估模型利用模糊聚类分析方法，形成了差异化的用户分类，从用电量、替代电量等角度，构建了效果评价指标体系，实现了用户侧电能替代实施的有效评估，有效地反映了电能替代实施状况。但文中建立的效果评估体系内部分指标不够全面，难以支撑各类电能替代项目的效果评估。下一步，将针对各行业电能替代技术的特性进行归类整合，从中提炼出具备典型代表性的类别，并综合考虑共性和差异性，对模型进行完善、修正，为营销市场分析决策提供有力的支撑，以应对不断变化的电力市场形势。
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论文作者:韩照亚1,韩照晶2
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/5
标签：电能论文; 万元论文; 用户论文; 电价论文; 效果论文; 空调论文; 模型论文; 《防护工程》2019年12期论文;