همچنین ممکن است در ساعات پرباری، شرکت‌های تولیدی به منظور دستیابی به سود بیشتر (در ساعاتی که اکثر ژنراتورها به ناچار باری تولید برق می‌بایست در مدار قرار گیرند)، هزینه پیشنهادی تولید انرژی خود را افزایش دهند که این موضوع مجددا سبب افزایش قیمت بازار خواهد شد. بنابراین در چنین شرایطی پاسخگویی بار می‌تواند این نیروی بازار^[۱۸] را که توسط شرکت‌های تولیدی اعمال می‌شود، کاهش داده و به تثبیت قیمت‌ها کمک نماید. همچنین در ساعات اوج می‌توان به جای استفاده از منابع تولید گران‌قیمت از ظرفیت ارائه شده از بارهایی که پیشنهاد کم کردن مصرفشان را ارائه می‌دهند استفاده کرد و بدین ترتیب قیمت برق را تحت کنترل درآورد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

فصل دوم
مفاهیم پاسخگویی بار و مروری بر تحقیقات انجام شده
۲-۱- انواع پاسخگویی بار:
پاسخگویی بار را می‌توان براساس نحوه و چگونگی مشارکت مصرف‌کنندگان در تغییر الگوی مصرف برق به دو دسته کلی تقسیم‌ کرد:
برنامه‌های پاسخگویی بار بر مبنای قیمت(PBDR)^[19]
برنامه‌های پاسخگویی بار بر مبنای پرداخت‌های تشویقی(IBDR)^[20]
هر کدام از موارد بالا نیز به نوبه خود به چندین زیرگروه تقسیم‌بندی می‌شوند. البته باید در این جا به این موضوع اشاره کرد که در بعضی از مقالات به جای استفاده از پاسخگویی بار بر مبنای قیمت، از لفظ پاسخگویی بار بر مبنای زمان استفاده می‌شود ]۷- ۶[. همچنین بعضی از مقالات پاسخگویی بار را به دسته‌ه ای مختلفی از جمله برنامه‌های مربوط به سیستم و بازار^[۲۱]، برنامه‌های اقتصادی و اضطراری^[۲۲] و یا برنامه‌های مبتنی بر پایداری و اقتصاد^[۲۳] تقسیم می‌کنند ]۸[.
کمیته تنظیم انرژی آمریکا ^[۲۴](FERC)برنامه ­های پاسخگویی بار را به نه برنامه که در دوکلاس تشویق محور و زمان محور طبقه بند­ی یشوند مانند شکل ۲- ۱ تقسیم کرده است[۹].
شکل ۲ – ۱ : تقسیم بندی برنامه های پاسخگویی بار
۲-۲- برنامه‌های پاسخگویی بار بر مبنای قیمت:
بیشتر مصرف‌کنندگان انرژی الکتریکی اطلاعی از قیمت‌ها که هر لحظه در حال تغییر هستند، ندارند و با برق به عنوان کالایی که در نرخ ثابت عرضه می‌شود، برخورد می‌کنند، بنابراین هیچ انگیزه‌ای برای تغییر در الگوی مصرف برق در پاسخ به این قیمت‌ها ندارند. اقتصادانان بر این باورند که اعمال قیمت واقعی برق به مصرف کنندگان سبب افزایش کارایی خواهد شد. برنامه‌های پاسخگویی بار بر مبنای قیمت این انگیزه را در مصرف‌کنندگان نهایی ایجاد کرده و آن‌ها را به تغییر الگوی مصرف برق ترغیب می‌کند. استفاده از این دسته از برنامه‌های پاسخگویی بار اخیراً مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته است. اگر اطلاعات مربوط به قیمت‌های برق به گونه‌ای در اختیار مصرف‌کنندگاتن قرار گیرد، آن‌ها می‌توانند کنترل مصرف خود را در دست گیرند و در زمانی که قیمت‌ها بالاست، مصرف خود را کاهش داده (و بالعکس) و در نتیجه هزینه‌های خود را نیز از این طریق کاهش دهند. این تغییر در الگوی مصرف برق در پاسخ به قیمت‌ها کاملا به صورت اختیاری و داوطلبانه بوده و توسط مصرف‌کنندگان نهایی صورت می‌گیرد]۵[.
در برنامه‌هایی پاسخگویی بار بر مبنای قیمت هیچگونه پرداختی از طرف شرکت‌های برق به مصرف‌کنندگان برای مشارکت آن‌ها صورت نمی‌گیرد و مصرف‌کنندگان تنها با دانستن و آگاهی از قیمت‌های بازار به صورت داوطلبانه مصرف خود را تنظیم کرده و از این طریق بر هزینه‌های خود مدیریت می‌کنند. پاسخگویی بار براساس قیمت، خود شامل تعرفه‌های زمان استفاده^[۲۵] (TOU)، قیمت‌گذاری اوج بحرانی^[۲۶] (CPP) و قیمت‌گذاری زمان حقیقی^[۲۷] (RTP) می‌باشد. لازم به ذکر است که بعضی از مقالات، این تقسیم‌بندی را گسترش داده و علاوه بر موارد اشاره شده، تعرفه‌های اوج بحرانی روز به شدت بحرانی^[۲۸] (ED-CPP) و قیمت‌‌گذاری روز بحرانی^[۲۹] (EDP) را نیز جزء این دسته بیان می‌کنند ]۱۰[ و ] ۱[.
به طور معمول پاسخگویی بار در طی یک روند تصمیم گیری داخلی توسط مصرف کننده اجرا خواهد شد و تمامی اقدامات برای اصلاح مصرف، اختیاری می باشد.
۲-۲-۱- قیمت‌های زمان حقیقی (RTP):
این برنامه‌ها همان‌گونه که از نامشان پیداست، از قیمت‌های زمان حقیقی به عنوان سیگنالی استفاده می‌کنند تا مصرف‌کنندگان با آگاهی از آن مصرف خود را تغییر دهند. این تغییر قیمت‌های ساعتی به نوعی نوسانات قیمت را در بازار عمده‌فروشی انعکاس می‌دهد، یا به عبارتی هزینه‌های واقعی تولید را برای تمام ساعات یک شبانه‌روز بیان می‌کنند. این برنامه‌ها ارتباط مستقیمی بین بازار خرده‌فروشی و عمده‌فروشی فراهم می‌کنند و معمولا مصرف‌کنندگان یک روز یا یک ساعت قبل، از قیمت بازار لحظه‌ای اطلاع پیدا کرده و مصرف خود را براساس آن تنظیم می‌کنند. به طور کلی برای اجرای برنامه‌های RTP به تجهیزات اندازه‌گیری پیشرفته‌ای نیاز است تا بتواند اطلاعات مربوط به قیمت هر ساعت را در اختیار مصرف‌کنندگان قرار دهد و میزان بار مصرفی آن‌ها را نیز در هر ساعت اندازه‌گیری نماید]۷[. مدل RTP با فراهم کردن انگیزه‌ی لازم در بارها سبب بهبود وضعیت بازار می‌شود، زیرا می‌تواند سبب جلوگیری از اعمال قدرت بازار، تثبیت قیمت متغیر بازار و تقویت قابلیت اطمینان سیستم شود. همچنین RTP می‌تواند همانند سایر روش‌های پاسخگویی بار سبب کاهش و یا انتقال اوج بار شود[۱۱]. پر واضح است که این روش و سایر روش‌های پاسخگویی بار برای بارهایی که قابلیت انعطاف‌پذیری و تغییر میزان مصرف خود را ندارند، کاربرد نخواهد داشت. بیشترین کاربرد روش RTP برای مصرف‌کنندگان بزرگ می‌باشد، چرا که مواجه شدن با قیمت‌های واقعی بازار عمده‌فروشی در عمل برای مصرف‌کنندگان خانگی امری دشوار می‌باشد[۱۲].
۲-۲-۲- برنامه‌های پاسخگویی زمان استفاده (TOU):
این برنامه از رایج‌ترین برنامه‌های پاسخگویی بار در بین مصرف‌کنندگان مسکونی است. این روش از طریق تغییر قیمت در ساعات مختلف، مشتریان را به بهبود الگوی مصرف برق (مصرف در ساعات کم‌باری و کاهش مصرف در ساعات پرباری) تشویق می‌کند. همانطور که تاکنون گفته شد، راه مناسب برای تشویق مشتریان به کاهش مصرفشان، مطلع ساختن آنها از قیمت واقعی برق در بازار و دریافت هزینه مصرف برق (متناسب با این قیمت اطلاع داده شده) از آنها می‌باشد. اما قیمت برق در بازار به سرعت تغییر می‌کند و چنانچه این قیمت بخواهد به عنوان تعرفه برق به مشتریان اعمال شود، تغییرات قیمت برق برای مشتریان بصورت لحظه‌ای خواهد بود. پر واضح است که اکثر مشتریان زمان و تجهیزات کافی برای پاسخگویی به این تغییرات لحظه‌ای را در اختیار ندارند. بنابراین استفاده از چند بازه زمانی در طول یک روز برای اعمال تعرفه‌های مختلف برق به این دسته از مصرف‌کنندگان منطقی‌تر به نظر می‌رسد[۱۳]. در روش TOU تعرفه ی برق بصورت قیمت های مختلف برای بازه های زمانی مختلف یک روز تعیین می شود. این تعرفه بطور معمول بصورت میانگین هزینه ی تولید و انتقال توان در هر بازه ی زمانی در نظرگرفته می شود. تعرفه­ی TOU معمولا از یک بازه ی زمانی به بازه­ی دیگر طی یک روز و یا فصل به فصل تغییر میکند و معمولا برای چند ماه و یا چند سال از پیش تعیین میشود. در این روش، قیمت انرژی معمولا در سه حالت پرباری^[۳۰]، میان باری^[۳۱] و کم باری^[۳۲] بر اساس قیمت متفاوت انرژی در هر حالت محاسبه و دریافت می شود. همچنین این تعرفه ها می تواند برای ساعات مختلف هر روز و یا روزهای متفاوت هفته و یا ایام متفاوت سال محاسبه شود. به عبارتی دیگر، این تعرفه ها می توانند روزانه و یا فصلی باشند. این تعرفه ها توسط مصرف کنندگان بزرگ صنعتی و تجاری بطور گسترده بکار می­رود و نیاز به وسایل اندازه گیری که قادر به ثبت مصرف در بازه های زمانی مختلف (که قیمت برق در آن متفاوت است) هستند، دارد.[۶] بازه های زمانی و قیمت برق در هر بازه در این برنامه ها در شرکت های برق مختلف با توجه به پیک بارشان در طی روز، فصل و سال متفاوت می باشد. به عبارت دیگر هدف برنامه TOU ایجاد انگیزه‌ای است تا مصرف‌کنندگان مصارف خود را از ساعات اوج به ساعات غیراوج منتقل کنند و از این طریق هزینه‌های خود را کاهش دهند. شکل ۲- ۲ تفاوت قیمت ها را در دو بلوک زمانی اوج و غیر اوج نشان می دهد [۱۴].
شکل ۲- ۲ : قیمت‌های زمان استفاده (TOU) مربوط به ساعات اوج و غیراوج
تجربه نشان می‌دهد که استفاده از این تعرفه‌ها در بخش خانگی، سبب صاف‌تر شدن منحنی بار مصرفی خواهد شد. به عنوان یک نمونه از این نوع تعرفه‌ها، در شکل ۲- ۳ تعرفه‌های مختلف تعیین شده در کانادا نشان داده شده است. در این شکل‌ها بازه ۲۴ ساعته هر روز، باتوجه به اینکه روز مورد نظر در کدام فصل سال قرار دارد و اینکه این روز یک روز کاری و یا تعطیل است، به سه دسته‌ی پرباری، میان‌باری و کم‌باری تقسیم می‌شود. همانطور که دیده می‌شود در نیمه‌ی اول سال، یک اوج بار که مربوط به ساعات گرم روز می‌باشد وجود دارد. اما در نیمه دوم سال دو اوج در طی ساعات یک روز وجود دارد. زیرا در این دوره روزها کوتاه بوده و اوج اول مربوط به صبح و اوج دوم مربوط به ظهر می‌باشد. در روزهای آخر هفته و تعطیلات نیز به دلیل تعطیلی مراکز تجاری و صنعتی، مصرف برق پایین می‌باشد و همان‌‌گونه که در شکل ۲- ۳ نیز مشخص است این روز‌ها جزء روزهای کم‌باری به حساب می‌آیند. برای سه بازه پرباری، میان‌ باری و کم‌باری در نظر گرفته شده، تعرفه‌های مختلفی برای برق مشخص شده است. قیمت برق در ساعات پرباری بصورت cents/kWh 9/9، میان‌باری cents/kWh 1/8 و کم‌‌باری cents/kWh 1/5 می‌باشد]۱۵[.
به عنوان مثال، باتوجه به شکل ۲- ۳ مصرف‌کنندگان مسکونی می‌توانند در ساعت ۹ شب ماشین ظرفشویی خود را روشن نمایند (چون از این ساعت به بعد جزء ساعت‌های ارزان قیمت به شمار می‌آید). علاوه بر این چون روزهای تعطیل و آخر هفته نیز جزء روزهای کم‌باری و غیر اوج به حساب می‌آید (به دلیل تعطیلی مراکز تجاری و صنعتی)، می‌توان استفاده از ماشین لباسشویی را به این ایام موکول کرد.
الف- نیمه اول سال(May 1 – October 31)
ب- نیمه دوم سال(November 1 – April 30)
ج- آخر هفته و سایر تعطیلات
بالاترین قیمت(ساعت پرباری)
قیمت متوسط(ساعات میان باری)
پایین ترین قیمت(ساعات کم باری)
شکل ۲- ۳: نمونه‌ای از تعرفه TOU در کانادا
علاوه بر مزایای مطرح شده، TOU معایبی نیز دارد. اشکالی که به این برنامه می‌توان گرفت این است که چون TOU دارای طبیعتی استاتیکی است و تفاوت بین روزهای مختلف یک فصل سال قائل نمی‌شود (نرخ‌های ثابتی را برای مصرف‌کنندگان در روزهای مربوط به یک فصل سال در نظر می‌گیرد)، ممکن است که عدم هماهنگی بین ساعات واقعی اوج بار و ساعاتی که به عنوان اوج در تعرفه‌ مشخص شده باشد، وجود داشته باشد ]۱۶[.
به عنوان مثال، در روز ۷ جولای ممکن است در ساعاتی (مثلاَ ۱۰ تا ۱۱ صبح) دمای هوا بسیار زیاد باشد (مثلاَ ۴۰ درجه)، بنابراین استفاده از وسایل خنک‌کننده در این ساعات افزایش می‌یابد و ممکن است این ساعات به ساعات اوج تبدیل شوند (در تعرفه اعلام شده این ساعات جزء ساعات میان‌باری به حساب می‌آیند)، در حالی که در هفتم آگوست (ماه بعد) و در همین ساعات دمای هوا خنک‌تر (مثلاَ ۲۰ درجه) بوده و نیاز کمتری به تجهیزات خنک‌کننده می‌باشد.
به عنوان مثال در روز پنجم جولای ۲۰۰۳ در بازار PJM، مقایسه‌ای بین اجرای برنامه‌های RTP وTOU صورت گرفته و مقدار مصرف تهویه مطبوع^[۳۳] محاسبه شده است، که نتایج حاصل از آن در جدول ۲- ۱ نشان داده شده است[۱۶].
جدول ۲- ۱: مقایسه هزینه‌ها در برنامه‌های مختلف

نوع برنامه‌ اجرایی
هزینه

نرخ ثابت

۱۹۲۸

TOU

۱۷۱۶