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市场/贸易
欧洲需求侧响应及经验启示
第707期 作者:□文/郁竹君 涂佳忻 金子涵 杨舒颖 时间:2023/6/16 14:38:27 浏览:762次

[提要] 需求侧响应在我国电力市场中发挥重要调节作用,为推进其深入发展,政府充分发挥引导作用,适度制定相关政策,持续推进试点工作,创新推动技术发展。欧洲的需求侧响应体系较完善,其发展态势向针对性投资持续推进,政策制度不断推陈出新,应用技术不断创新。故我国能够有后发优势地借鉴欧洲成功案例的经验,与发展现状相结合建设更完备的需求侧响应机制。本文通过将欧洲需求侧响应在政策制度、创新措施、新能源消纳三个方面的具体案例与我国应用现状进行对比分析,进而得出我国需求侧响应在政策制度、市场机制、技术创新三个方面的建议,以拓展我国需求侧响应机制的发展路径,助力碳中和目标的实现。

关键词:欧洲;电力市场;需求侧响应;碳中和

中图分类号:F407.61 文献标识码:A

收录日期:2022924

随着碳中和目标的提出、新型电力系统的建设和能源结构的转型,电力系统灵活性调节能力和电力用户供电保障水平需要更进一步的提升,仅靠供给侧难以充分调节电力市场实时供需平衡问题,需求侧展现出较大的潜力。需求侧响应技术能够在电价波动或系统可靠性受威胁时,利用价格调节和经济激励机制,通过增大电价弹性和整合需求侧资源,来提升用户节电积极性以及负荷响应效率,进而有效消减峰值负荷,使电力市场的供需得到平衡,维护电力系统的安全可靠和经济运行,最终构建良性运行的电力市场。

基于我国分时电价、实时电价、尖峰电价、直接负荷控制等通用技术,本文通过借鉴欧洲国家需求侧响应的市场机制和创新技术,提出我国需求侧响应在政策制度、市场机制、技术创新三个方面的建议,以拓展我国需求侧响应机制的发展路径,使电力市场稳定运行。

一、我国需求侧响应

(一)政策支持。为推进需求侧响应在我国电力市场中发挥重要调节作用,使电力市场更加安全稳定运行,政府充分发挥指导和引导作用,分阶段制定了不同政策。(表1

(二)技术研究。按照用户不同的响应方式,需求侧响应技术分为价格型和激励型。价格型需求侧响应通过设置分时电价、实时电价和尖峰电价来增大电价弹性,使用户受到阶梯电价的影响,自主调节其用电时间从高电价的用电高峰时段转移至低电价的用电低谷时段,从而使电力市场削峰填谷,协调稳定运行。但目前我国制定的层次电价的高低差额较小,导致用户对于电价的敏感度并不高,需求侧响应效果甚微。激励型需求侧响应是采用直接奖励的方式来激励和引导用户参与电力系统所需要的负荷削减项目。电力公司可以与用户签订补偿性合约,电力负荷控制系统利用采集的海量实时用电数据,详细掌握客户用电规律和负荷情况,可以对负荷进行准确预测,协调与客户之间的关系,更好地开展用电管理。可中断负荷、直接负荷控制、需求侧竞价、紧急需求响应等负荷管控措施的使用,调节了电网峰谷负荷,削峰填谷,缓解电力实时市场的供需矛盾。(图1

据国家发改委统计,我国先行开展需求侧响应试点工作中,国家电网有限公司在11个省市出台需求响应补贴政策,创新开展基于现货市场、辅助服务市场的需求响应试点;积极推进可调节负荷资源库建设,响应能力达到3003万千瓦,约占最大用电负荷的3%;累计开展削峰填谷需求响应175次,削减尖峰负荷3644万千瓦,提升低谷负荷2779万千瓦,有力保障电网供需平衡;通过填谷需求响应竞价、需求侧资源参与调峰辅助服务等手段,累计促进清洁能源消纳约18亿千瓦时。

二、欧洲需求侧响应

碳中和目标下,欧洲的电力市场供给方面发生较大变化。可再生能源发电占总发电量的比例预期从2020年的29%扩大到2030年的60%以上,与此同时,德国、法国、智利等欧洲国家持续推进常规发电厂的退役,火力发电厂提供的电力系统灵活性将持续下降。欧洲电力供需方面的问题促使电力系统提升其灵活性,以满足经济地调用各类灵活性资源来应对电源、电网及负荷不确定性,进而保持电力供需动态平衡。电力系统灵活性提高的技术中,电力需求侧响应通过引导用户优化用电方式,能够平抑用电负荷的波动性,减小负荷的峰谷差,提高电网利用效率,还能够通过调动负荷侧的响应资源来满足系统灵活性需求,保障系统的安全可靠运行,促进更多可再生能源的消纳。因此,欧洲国家持续推进对需求侧响应技术的创新研究和实践应用。

(一)政策支持。欧洲与需求侧响应机制相关的政策、法案与监管方式不断发展。首先,需求侧响应的实施基础得到保障,如欧盟法规规定了输电系统运营商和配电系统运营商之间的协调原则,利益相关者的参与加强了政策和监管框架。其次,提高需求响应技术的吸收率,如智利启动了电力系统灵活性战略,重点关注电力市场设计、监管框架和系统运行。最后,制定机制来促进需求侧响应的灵活性,如比利时采用了允许需求侧响应运营商参与的能力补偿机制,使电力供应安全性得到保证。

(二)创新措施。需求侧响应调节电力市场供需平衡的能力逐步增强,欧洲对需求侧灵活性业务的投资持续加大,如今已恢复至新冠疫肺炎情之前的投资水平。

在需求侧响应发展的市场基础层面,欧洲鼓励电力市场创新商业模式,通过放松零售价格管制,促进电价品种的创新,提高需求侧响应的能力,进一步发挥市场在资源配置中所起的决定性作用。成功案例为法国的Tempo项目,其创新地从分时电价到实时电价,再到两者结合的关键峰荷电价CPP,超过1000万消费者参加了这一项目。

在需求侧响应发展的技术层面,欧洲改善系统级别的数据交换和协调,加速采用网格响应系统和设备,如欧盟智能生态电网项目,其允许小容量的分布式电源和终端用户参与,设置无报价的实时市场,实时市场运营商设定5分钟间隔的实时电价,小容量分布式电源、终端用户将会根据接收到的实时电价而做出提供平衡资源的响应,这被誉为未来欧洲智能电网发展的典范。

(三)新能源消纳。德国基于先进的新能源发电预测及调度运行技术,成功建立新能源市场竞价和政府补贴相结合的市场化消纳机制。其电网通过各输电网控制中心和上百个配电网控制中心实现对风电场的实时调度。当输电网运营商的输电线路存在阻塞,作为备选方案,消纳机制充分发挥需求侧响应在电力市场的重要调节作用。该需求侧响应参与的新能源消纳技术首先给下属配电网调度指令下发限电指令,令其限制一定份额的电力,然后配电网直接限制连接在本网的可再生能源电力,或者指令其下属的中压电网调度中心限制一定份额的电力。目前,虽然德国新能源电力已达到很高比例,但灵活的市场及调度运行机制使得电网运行安全依然可以得到保证。

差价合约是英国鼓励低碳发电,实施激励型需求侧响应的重要措施。该计划通过授予可再生能源项目15年的高于市场平均价格的电价合同,使新能源发电侧的利益得到保障。这一举措通过提供长期财务保障降低了项目风险,同时保护消费者免受高电价的影响,使新能源并网能力得到基础保障。

发展风电光伏是我国能源战略的重要组成部分,但我国目前针对新能源消纳的运行机制和策略并不完善,弃风弃光行为频发,要促进新能源消纳,需求侧响应的实践应用的重要作用愈发明确。

三、启示

(一)政策制度

1、加强规划引领,将电力需求侧管理纳入政府工作。研究推动通过市场化方式引导灵活调节资源参与需求侧响应有关工作,进一步激发用户侧参与市场化交易的积极性。将电力需求侧管理纳入到国家电力发展规划、新型电力系统安全应急体系和“双碳”目标实施路径的全局进行统筹谋划和顶层设计。

2、强化需求侧响应能力建设,制定标准规范和长效机制。明确需求响应资源的确定标准和程序,深化构建电力需求响应标准体系框架。完善分时电价、实时电价、尖峰电价等价格机制,出台更具灵活性的需求侧响应补贴机制,使需求侧响应的具体应用得到资金保障和政策支持。推动需求侧响应机制的实施框架结构的构建,通过建立适宜的运作机制、效益回收机制和效益评估机制,促进需求侧响应的规模化开展。

(二)市场机制。深化电力市场化改革,完善市场化交易机制、消纳机制。持续推动电力现货市场、辅助服务市场试点工作,进一步明确并吸引电网公司、电力交易中心、用户等需求侧响应交易主体,丰富需求侧资源交易品种,扩大交易规模,继续挖潜需求侧响应削峰填谷、尖峰保供的作用。同时,可借鉴性地引入新能源市场竞价和政府补贴相结合的市场化消纳机制,提升对新能源发电的消纳能力。

(三)技术创新

1、完善电价体系。我国长期实行计划与市场并行的“双轨制”电价体系,市场在电价制定过程中发挥优化配置资源的作用甚微,电力市场中的峰谷电价弹性较小,用户参与度不够。完善的电价体系在引导用户主动改变用电模式中起重要作用。推行“源网荷储一体化”,利用智能电网、区块链技术、智能电表等技术全面、动态地整合用户侧资源,同时在一定的经济效益下制定出更具弹性的峰谷电价,促使更多的需求侧资源参与电网的互动,使价格型需求侧响应技术的实践应用更具活力。

2、深入激励创新。持续深入推进激励型需求侧响应与互联网等新兴技术的创新结合。推动“源网荷储一体化”持续发展,使电力系统动态平衡能力得到经济高效提升。其中,对负荷侧的相关应用是需要重点突破的地方。首先,加强虚拟电厂的需求侧响应试点工作,依托“物联网通信”+“互联网聚合”,使城市建筑可调电力负荷资源得到大规模汇聚,进而协助电网实现调峰辅助服务。其次,深挖柔性负荷潜力,引导柔性负荷参与电网调度运行,有效实现削峰填谷、平衡间歇式能源波动和提供辅助服务,进而提高电网运行的安全性和经济性。最后,通过应用“大云物移智链”等技术,利用量化分析和分类施测,使负荷管理更显精益化。

(作者单位:华北电力大学)

 

主要参考文献:

1]李锦飚,陈湘萍.需求侧响应技术浅析[J.中外能源,2021.2605.

2]中国赴欧洲电力需求侧管理培训团.欧洲电力需求侧管理对中国的启示(上)——来自中国赴欧洲电力需求侧管理的培训报告[J.电力需求侧管理,200702.

3]李国栋.欧洲与美国需求侧管理创新与发展趋势(上)[J.电力需求侧管理,2012.1405.

4]邹京希,曹敏,颜庭乔.我国需求响应实施现状及发展展望[J.新型工业化,2016.0611.

5]钟鸣,赖威敏.国内外需求侧响应的研究与实践现状[J.贵州电力技术,2016.1910.

6]马晋龙,孙勇,叶学顺.欧洲海上风电规划机制和激励策略及其启示[J/OL.中国电力,2022-04-27.

7]黄越辉,王跃峰.德国新能源消纳的经验与启示[J.国家电网,201707.

8]陈启鑫,房曦晨,郭鸿业,王宣元,杨争林,曹荣章,夏清.电力现货市场建设进展与关键问题[J.电力系统自动化,2021.4506.

9]曾鸣,王俐英.“双碳”目标下的电力需求侧管理进阶与变革[J.中国电力企业管理,202110.

 
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