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我國電力需求響應現狀分析與發展建議
來源:北極星電力 時間:2020-08-11 字體:[ ]

需求響應作為電力需求側管理實施的重要內容,是指通過分時電價等市場價格信號或資金補貼等激勵機制,引導鼓勵電力用戶主動改變原有電力消費模式的市場參與行為,以促進電力供需平衡,保障電網穩定運行。自2012年起需求響應在我國開始科研實證,經過逐步試點應用和演變,特別是隨著電力市場的發展,需求響應與電力市場交易有機結合,取得了長足的進步。

一、我國需求響應發展現狀

2014年8月,上海首次啟動了國內需求響應試點,6家工業用戶和28家樓宇用戶成功響應,實現降低峰負荷5.5萬千瓦,展示了需求響應對電網系統進行優化及改善的潛力。之后在國家發展改革委電力需求側管理城市綜合試點政策指引下,北京、蘇州、佛山等地陸續啟動需求響應試點。截至2019年末,國內開展需求響應試點的?。▍^、市)達到10個,其中8個?。ㄊ校┌l布了試點支持政策。

在需求響應實施早期,實施目的主要是為了應對夏季高峰時段電力消費緊張狀況,最大程度削減高峰電力負荷對電網安全的影響,保障了民生用電和重點用電安全平穩。2014~2019年度國內開展削峰需求響應的情況如下表所示。

2014~2019年度國內開展削峰需求響應情況

隨著我國可再生能源裝機比例不斷提高,冬季低谷時段調峰壓力越來越大,特別是北方地區冬季供暖期間,由于熱電聯產機組熱電比調節能力有限,用電負荷過低導致發電機組出力不足,進而影響供熱能力,需要通過市場化手段引導用戶在用電低谷時段實施反向需求響應,同時促進新能源消納。2018年春節期間,天津市組織開展了國內首次填谷需求響應試點,采用市場化激勵方式鼓勵和引導用戶低谷時段用電。試點參與用戶抬高低谷時段負荷約40萬千瓦,電網負荷較2017年同期增長7.2%,有效促進了熱電聯產機組連續穩定發電供熱,兼顧電力供需平衡、清潔能源消納及民生供熱保障。2018年,江蘇省首次在國慶期間實施填谷電力需求響應,并在國內首創競價模式,促進了清潔能源發電全額消納,保障了電網安全穩定運行,當期最大填補低谷負荷142萬千瓦,累計填谷719萬千瓦。2019年,重慶市首次組織豐水期電力需求響應試點,重慶電網豐水期需求響應實施方案包括低谷電增量交易試點和主動移峰負荷需求響應試點,主要利用四川豐水期低谷水電豐富、價格較低的資源優勢,將價差空間作為需求響應補貼資金來源,并傳導至工業用戶,引導用戶調整生產,實現電網負荷削峰填谷。

2019年,全國累計實施填谷響應8次,參與工業用戶2861戶、商業用戶444戶、居民用戶288戶,增加用電負荷543.55萬千瓦,消納低谷電量13300.24萬千瓦時。

二、我國需求響應發展特點

(一)各地逐步探索創新需求響應實施內容

我國開展需求響應研究實踐工作的時間較短,但隨著需求響應實施意義的突顯,已有越來越多的省市結合電網運行特征和負荷特點,開展削峰、填谷、促進可再生能源消納、調動儲能參與等需求響應實施工作,響應負荷類型和手段均呈現出了新的特點。目前,上海、江蘇已實現需求響應工作常態化開展,山東、天津于2018年成功實施填谷需求響應,天津還于2019年建立了需求響應中心。2019年勞動節期間,國網上海市電力公司在國內率先開展了泛在電力物聯網場景下虛擬電廠全域綜合響應;2020年5月,國網江蘇省電力有限公司儲能需求響應資源管理系統向鎮江丹陽地區5家企業的儲能電站模擬發出削峰需求指令,標志著江蘇電力首個客戶側儲能自動需求響應項目正式投運。

(二)需求響應補償價格市場化程度有所上升,補貼資金來源途徑獲得突破

江蘇作為實施需求響應較早的省份,實行的是約定補償的方式,目前山東已嘗試通過需求側競價的模式確定補償價格,相比此前的約定補償,市場化程度有所提升。從補貼資金來看,江蘇來源于尖峰電價增收的資金,對315千伏安及以上大工業用戶于7月、8月上午10時至11時和下午14時至15時,在峰期電價的基礎上每千瓦時加價0.1元。尖峰電價增收的資金用于需求響應可中斷電價和可再生能源消納補貼的支出,可跨年滾動使用。2018年,山東在需求響應實施方案中,創新性地采用了單邊集中競價方式確定客戶補償價格,并根據客戶響應量比例優化補償系數。2020年山東需求響應方案明確規定,緊急型削峰、填谷需求響應補償費用計入供電成本,經濟型削峰、填谷需求響應補償費用暫從電網公司參與跨省區可再生能源現貨市場試點形成的資金空間支出。浙江2020年度電力需求響應補貼資金來源于2019年跨區域省間富余可再生能源電力現貨交易購電差價盈余部分。而河南則采用納入省級輸配電價核定方式。

(三)促進了電力需求側管理信息系統的建立

電力需求側管理信息系統是實施需求響應的基礎,各地制訂的需求響應方案中均明確要求負荷集成商和電力用戶要建立需求側管理系統或電能在線監測系統,并要求與國家或省電力需求側管理平臺進行對接。通過需求響應工作的開展,推動了企業信息化的建設,促進了企業能源管理的科學化、可視化。

三、我國需求響應發展存在的問題

第一,在電力市場環境方面。需求響應是電力需求側管理在競爭性電力市場下的新發展,良好的市場化機制是需求響應資源融入市場、參與電力系統運行的基礎。我國電力市場建設還處于初期階段,尤其是現貨市場、輔助服務市場等的建設尚在起步探索,缺乏完整成熟的市場體系和運行機制支撐需求響應資源價值的開發,同時需求響應資源的多樣性和分散性也決定了其難以在短期內作為發電資源迅速放大。

第二,在需求響應運行機制方面。一是用戶市場意識有待培育;二是缺乏較為成熟的商業模式,負荷集成商或電力用戶可獲得的經濟收益期待值有限;三是缺乏健全的需求響應市場運行機制,各類市場主體的角色不明晰,參與渠道仍未完全暢通;四是目前需求響應地區發展不平衡,缺乏可復制、可推廣的電力需求響應市場建設方案。

第三,在需求響應技術方面。一是大規模靈活資源優化配置、運行調控策略與電網運行控制等理論研究與實踐應用有待深入;二是需求響應資源雙向互動技術、通信技術、能效管理系統及終端等技術和標準需要進一步完善;三是需求響應能力評估、效益評估等相關技術仍然欠缺。

四、發展建議

綜合來看,我國需求響應已逐步深化應用。需求響應不僅能控制負荷量,優化電能資源配置,還可以參與系統調度,提供調峰、調頻輔助服務等,從而促進分布式、可再生能源大規模發展,同時提升電力系統的調節能力和可靠性。為了更好地推動和促進國內需求響應發展,提出如下發展建議:

(一)建立需求響應市場運營機制

從長期看,構建完善的市場機制是大規模發展需求響應項目的關鍵。我國在逐步培育發展電力市場的同時,應考慮電力需求側管理與需求響應與電力市場的銜接機制,加快電力現貨市場與輔助服務市場建設步伐,以可反映電力供需情況的實時電價信號激發需求響應資源潛力。

研究需求響應的發展路徑,形成可復制、可推廣的市場建設方案。在即將編制的能源電力“十四五”發展規劃中,建議明確需求響應的發展要求,將需求響應資源統籌納入電力運行調度,提高電網的靈活性,并為可再生能源電力的消納創造條件。

明確需求響應各參與主體的角色定位,研究政府、電網企業、電力用戶、負荷集成商等各方的利益分享方式,特別是要充分發揮負荷集成商在整合用戶資源、為用戶提供專業服務上的優勢,支撐用戶主動參與。

(二)挖掘需求響應資源價值

當前許多國家已從能源戰略高度將需求響應資源等同或優先于發電側資源的地位,需求側彈性負荷、分布式電源、儲能、微電網、虛擬電廠、電動汽車和綜合能源系統等資源可通過對價格信號的響應實現削峰填谷、消納可再生能源出力、為系統提供調頻輔助服務等功能,與供應側深度調峰、配置儲能等系統調節方式相比成本更低、效果更好。

因此,政府主管部門應充分調查統計各地需求響應資源,引導、激勵電力用戶優化用電方式,采用具備需求響應的用電設備和設施,主動參與實施電力需求響應。充分發揮需求響應資源在提升系統可靠性、促進可再生能源消納方面的應有作用。

(三)完善需求響應激勵機制

《電力需求側管理辦法(修訂版)》明確提出,電網企業開展電力需求側管理工作的合理支出,可計入供電成本。同時,可采用設立專項基金的方式,基金可來源于電價外附加征收的差別電價收入、其他財政預算安排等。目前江蘇、山東、河南等地采取的補貼資金政策,已取得了良好的成效。

(四)培育需求響應負荷集成商

作為系統與用戶的中介,負荷集成商是需求響應工作的重要實施者之一。在開放的電力市場中,負荷集成商既可以在市場側進行購售電,也可以在用戶側提供補償電價削減負荷來影響市場實時電價,同時,還可以為終端用戶提供綜合能源服務,提高用戶的能源利用效率。應大力培育支持負荷集成商的發展,廣泛開展線上線下培訓和宣傳,壯大負荷集成商和電力需求側管理專業人才隊伍,提升全民節電意識和知識水平。

(五)加強需求響應技術體系架構建立

探索“互聯網 ”智能用電技術模式和組織模式,推進需求響應資源、儲能資源、分布式可再生能源電力以及新能源微電網的綜合開發利用。通過廣泛部署用戶信息、電網信息與發電信息等數據采集終端,建設能源互聯網,打破源-網-荷-儲數據壁壘,整合系統運行、市場交易和用戶用電數據,提高需求側大數據分析能力,實現需求響應資源的智能調控。完善需求響應技術標準體系,同時在需求響應項目的設計、建設、運行和維護中,應重視現行標準的推廣和應用,提高項目建設質量,降低項目投資運維成本。


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