我國電力需求響應發展現狀及如何參與電力市場交易

發布時間: 2020-11-30 11:14:35   來源:《中國電力》  作者:張高、薛松

  文章導讀:隨著我國電力市場建設的快速推進,以中長期交易、電力現貨市場和輔助服務市場為構架的電力市場體系逐步形成。與此同時,我國需求響應發展如火如荼,上海、江蘇等九省市因地制宜的開展了各具特色的需求響應試點,需求響應在削峰填谷、促進清潔能源消納、保障系統功率平衡等方面的作用日益凸顯。從歐美國際經驗來看,實現需求響應與電力市場的有機銜接是保障需求響應可持續發展的必然趨勢,隨著我國電力體制改革和電力市場建設向縱深推進,構建與我國電力市場體系相適應的需求響應市場機制至關重要。本文全面梳理了我國當前需求響應的發展現狀,結合我國電力市場發展的未來趨勢,總結提出了未來我國需求響應市場交易機制的發展路徑。

  一、我國需求響應發展現狀

  隨著近年來電網供需形式變化和清潔能源快速發展,我國需求響應得到了快速發展和長足進步,已形成包括分時電價、削峰填谷、虛擬電廠等多類型需求響應項目,在國家電網公司經營范圍內覆蓋天津、山東、上海、江蘇、浙江、河南、江西、重慶、陜西等9省市。

  方案制定方面,各試點省根據本省情況制定需求響應試點方案,具備鮮明的地方特色。天津重點解決春節用電低谷時期電網調峰困難問題;山東、江蘇、江西等地重點解決迎峰度夏(冬)用電高峰期電網平衡問題;浙江、河南等地重點解決局部電網受限問題;上海、冀北通過虛擬電廠分別整合樓宇空調、分布式發電儲能等可調節資源;新疆、青海、甘肅等地謀求通過需求側調節促進新能源消納。

  響應機制方面,加強機制創新,探索通過市場化交易實現電力需求響應。天津、河南、上海等試點省份主要以約定時間、約定容量的“削峰填谷”需求響應方式起步,隨著電力市場建設逐步探索電力需求響應的市場化交易機制;浙江、山東、甘肅等省份結合電力現貨市場建設考慮將電力需求響應資源納入電力現貨市場的交易范疇;冀北則將電力需求響應納入華北調峰輔助服務市場,為電力需求響應參與區域輔助服務打下基礎。

  價格補償機制方面,探索市場化價格形成機制,多渠道籌措補貼資金保障電力需求響應的平穩起步。各省份目前主要以固定補貼價格和動態補貼系數的形式引導電力需求響應發展,山東建立了電力需求響應的單邊市場競價機制,通過邊際出清確定電力需求響應的響應量和補貼價格。目前,補貼資金來源以政府提供為主,未來隨著電力市場機制的逐步完善,可參考輔助服務市場的成本分攤機制,按照“誰提供、誰受益,誰使用、誰承擔”的原則建立電力需求響應的成本分攤機制。

  試點成效方面,國家電網公司經營區內需求響應試點取得良好效果。一是保障了電網供需平衡。2019年天津、山東、江蘇、上海、浙江、河南、江西、重慶等8個省市累計組織實施需求響應25次,累計削減尖峰負荷704萬千瓦,轉移高峰電量8119萬千瓦時;累計增加低谷用電負荷544萬千瓦,促進新能源消納1.33億千瓦時。二是緩解了電網投資成本,在浙江寧波、紹興局部地區開展精準需求響應40萬千瓦,緩解配網高峰壓力,提升設備利用率,大幅緩解電網輸配電工程建設成本;三是提升了清潔能源消納能力,利用市場化手段,在山東、寧夏、青海等地調動冰蓄冷空調、蓄熱鍋爐、客戶側儲能等增加低谷用電,促進新能源消納約2.53億千瓦時。

  二、我國需求響應發展面臨的挑戰

  一是補貼政策范圍和資金規模存在不足。目前,全國僅八省市出臺了需求響應補貼政策,其他省份暫無相關政策。從各省目前的開展情況來看,需求響應的補貼資金來源以政府為主,由于資金總額限制和電力市場建設的滯后,無法進一步擴大電力需求響應的規模,難以支撐需求響應的長遠發展。

  二是尚未形成統一的技術標準,技術支撐能力不足。開展需求響應需要對終端用戶設備進行改造升級,且需要在智慧能源平臺和電力交易平臺中開發相應的功能模塊。目前,終端設備的通訊、采集、計量標準尚未統一,需求響應效果的評價標準存在空白,且各類市場主體基礎條件存在差異,進行改造升級的投入成本巨大,現有技術的支撐能力不足以支撐大規模開展電力需求響應。

  三是電力市場建設滯后,市場機制和規則體系有待完善。電力現貨市場和輔助服務市場都處于起步階段,雖然在部分省份開展了電力現貨市場和輔助服務市場的試點,但交易規則還有待進一步完善,交易品種也相對單一有待進一步拓展。對于需求響應資源而言,在電力市場剛剛起步,各項機制尚不完善的情況下,需求響應尚未被視作與發電企業對等的市場主體,難以被納入各類市場交易的主體范圍和交易規則。

  四是用戶市場意識有待培養,商業模式需要完善。長期以來,我國電力用戶以目錄電價為結算依據,大工業參與中長期交易的方式多為售電公司代理制,電力用戶對電力市場的認識不足,市場意識有待進一步培育。作為一項新興業務,需求響應目前還處于試點推廣階段,沒有形成規模效應和完備的市場機制,獲利形式相對單一,需要進一步豐富商業模式,引入負荷聚集商、虛擬電廠等新興市場主體,提高響應機制的多樣化。

  三、對我國需求響應市場交易機制的建議

  一是建立需求響應與電力現貨市場的聯合運行機制。需求響應可以虛擬電廠等聚合商的形式整合需求側資源后參與電力日前市場和實時市場,在日前市場中虛擬電廠提交運行日的發電曲線(也即負荷削減曲線)及對應報價,并根據市場運營機構的集中出清結果執行需求響應,最后以實際響應執行結果和現貨市場分時價格為依據進行財務結算。

  二是將需求響應納入容量市場。允許需求響應以負荷聚集商等形式整合需求響應資源后,根據響應特性,自主選擇參與多年、年度、月度的單邊容量市場競價交易,成功競價出清的需求響應資源可作為電網的備用資源,在電網運行需要時根據調度運行指令啟用以保證電力系統的安全穩定運行。

  三是允許需求響應參與輔助服務市場。各類需求響應資源可根據需求響應不同的響應特性和技術特征分別參與不同類型的輔助服務市場交易機制。大容量的快速需求響應資源可參與調頻輔助服務,通過技術升級實現與電網的實時信息交互,并按照調度指令及時啟用。其他需求響應資源可參與調峰輔助服務,在清潔能源大發時提前啟用以促進清潔能源消納,緩解電網調峰困難。

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