需求側(cè)資源參與電力市場(chǎng)機(jī)制及典型案例實(shí)踐綜述
宋莉1，劉敦楠2*，龐博1，梁赫霄1，王玲湘2，李增彬1，劉杰3
（1．北京電力交易中心有限公司；2．華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院；3.北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司）
本文發(fā)表在《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》2021年第4期“能源轉(zhuǎn)型中的電力系統(tǒng)規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)及案例研究”專題上，歡迎點(diǎn)擊品讀。本文受北京電力交易中心管理咨詢項(xiàng)目、國(guó)家社科基金重大項(xiàng)目（19ZDA081）資助。
文章導(dǎo)讀
隨著能源轉(zhuǎn)型和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，需求側(cè)靈活性資源，如儲(chǔ)能、柔性負(fù)荷、虛擬電廠、電動(dòng)汽車、微電網(wǎng)等不斷涌現(xiàn)，亟需可靠的市場(chǎng)機(jī)制對(duì)這些資源進(jìn)行管理。傳統(tǒng)的需求側(cè)管理往往依靠政府補(bǔ)貼、分時(shí)電價(jià)，然而，這兩種模式都無(wú)法適應(yīng)可再生能源與負(fù)荷共同波動(dòng)影響下，引導(dǎo)靈活性資源參與電力平衡調(diào)控的需要，也無(wú)法支撐能源轉(zhuǎn)型和新業(yè)態(tài)的發(fā)展。為探索新的市場(chǎng)模式，北京電力交易中心啟動(dòng)了基于電力物聯(lián)網(wǎng)的典型示范工程建設(shè)。本文根據(jù)這些典型示范工程建設(shè)情況，梳理和總結(jié)現(xiàn)階段的三種典型需求側(cè)資源參與市場(chǎng)交易的機(jī)制。
文章亮點(diǎn)
（1）總結(jié)需求側(cè)參與調(diào)峰輔助服務(wù)、需求響應(yīng)、可再生能源棄電消納、分布式資源靈活互動(dòng)以及電力中長(zhǎng)期交易多種機(jī)制下的交易機(jī)制；
（2）結(jié)合交易中心示范工程的典型案例對(duì)需求側(cè)參與電力市場(chǎng)的交易機(jī)制做深入分析，并總結(jié)未來(lái)需求側(cè)資源參與電力市場(chǎng)面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展路徑。
摘要
隨著電力市場(chǎng)改革的不斷深入，需求側(cè)資源參與電力市場(chǎng)將促進(jìn)高比例新能源接入并推動(dòng)競(jìng)爭(zhēng)型零售電力市場(chǎng)發(fā)展，為電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行提供更有效的保障。本文首先分析了需求側(cè)資源參與電力市場(chǎng)的發(fā)展路徑；進(jìn)而，依托電力需求側(cè)市場(chǎng)主體參與電力市場(chǎng)的典型案例，對(duì)需求側(cè)資源參與輔助服務(wù)市場(chǎng)、新能源交易和電力中長(zhǎng)期市場(chǎng)的市場(chǎng)機(jī)制和典型案例進(jìn)行整理與分析；最后，基于現(xiàn)階段需求側(cè)資源在市場(chǎng)規(guī)則、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、用戶行為和優(yōu)化調(diào)度技術(shù)等方面的發(fā)展瓶頸提出針對(duì)性建議，為電力市場(chǎng)的發(fā)展和新能源消納提供了重要支撐。
主要內(nèi)容
從政策成熟度和技術(shù)成熟度分析需求側(cè)資源參與電力市場(chǎng)的多樣化市場(chǎng)機(jī)制，并結(jié)合相關(guān)試點(diǎn)的典型案例進(jìn)行解釋，可以為需求側(cè)資源參與電力市場(chǎng)和新型電力系統(tǒng)的建設(shè)提供支撐。
客觀評(píng)價(jià)需求側(cè)市場(chǎng)新模式的地區(qū)技術(shù)差異和政策差異，并因地制宜地開展創(chuàng)新項(xiàng)目示范工程，是影響需求側(cè)市場(chǎng)建設(shè)效果的關(guān)鍵。針對(duì)需求側(cè)參與輔助服務(wù)，西北、東北、華北、華東等多個(gè)地區(qū)已經(jīng)出臺(tái)了相關(guān)文件，相關(guān)政策已經(jīng)較為成熟，主要發(fā)展瓶頸在于需求側(cè)資源的實(shí)時(shí)優(yōu)化調(diào)度、負(fù)荷預(yù)測(cè)、負(fù)荷管理等技術(shù)問題。針對(duì)需求側(cè)參與需求響應(yīng)，中國(guó)已經(jīng)有不少地區(qū)開展了需求響應(yīng)的試點(diǎn)實(shí)踐，相關(guān)響應(yīng)技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但還需要進(jìn)一步討論需求響應(yīng)的補(bǔ)貼力度、發(fā)放主體等政策問題。需求側(cè)參與低谷棄電曲線追蹤的過程中，一方面需要建立規(guī)范的市場(chǎng)交易制度，另一方面需要需求側(cè)的實(shí)時(shí)負(fù)荷追蹤消納，目前無(wú)論是交易模式還是響應(yīng)模式都在探索過程中。新能源與用戶偏差替代主要通過新能源與用戶簽訂金融合同實(shí)現(xiàn)，交易對(duì)政策成熟度要求較高。兼顧現(xiàn)貨的電力中長(zhǎng)期曲線交易是中國(guó)正在建設(shè)的電力市場(chǎng)，政策成熟度正在積極推進(jìn)，技術(shù)成熟度主要面臨市場(chǎng)競(jìng)價(jià)、出清、安全校核、考核結(jié)算等技術(shù)難點(diǎn)。
? 圖1 市場(chǎng)模式的政策與技術(shù)成熟度分析
電力需求側(cè)用戶應(yīng)在綜合考慮多種市場(chǎng)參與條件和效益的情況下，合理配置資源以獲得最大市場(chǎng)效益。除需求響應(yīng)和輔助服務(wù)市場(chǎng)交易，用戶可以利用需求側(cè)資源的靈活性和供需互動(dòng)靈活性充分挖掘市場(chǎng)潛力。本文考慮面向供需靈活互動(dòng)的電力市場(chǎng)，總結(jié)了6種需求側(cè)資源參與電力市場(chǎng)的模式，其特點(diǎn)、效益來(lái)源、能力實(shí)現(xiàn)方式和適用條件如圖2所示。
? 圖2 需求側(cè)資源參與電力市場(chǎng)的模式
上海市虛擬電廠典型案例通過建設(shè)虛擬電廠調(diào)節(jié)需求側(cè)資源保證電力供需穩(wěn)定。該典型案例主要包括樓宇2200MW、分布式光伏800MW、電動(dòng)汽車90MW以及用戶側(cè)三聯(lián)供5.3MW。該案例中，上海市僅商業(yè)樓宇、分布式能源、電動(dòng)汽車、用戶側(cè)三聯(lián)供等資源構(gòu)成的各類虛擬電廠建設(shè)潛力總計(jì)可達(dá)3090MW以上，通過調(diào)動(dòng)需求側(cè)資源參與需求響應(yīng)來(lái)調(diào)節(jié)，相較于發(fā)電側(cè)調(diào)節(jié)更經(jīng)濟(jì)可靠。
? 圖3 上海虛擬電廠的建設(shè)情況
寧夏源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)典型案例交易通過低谷棄電曲線追蹤促進(jìn)新能源消納。該過程中，新能源場(chǎng)站預(yù)測(cè)自身出力，確定市場(chǎng)交易電量的曲線特征，并提交交易平臺(tái)掛牌交易；用戶、儲(chǔ)能等需求側(cè)市場(chǎng)主體在確認(rèn)可調(diào)節(jié)能力后可自行摘牌；交易中心確認(rèn)各用戶的交易負(fù)荷曲線，并提交電網(wǎng)；電網(wǎng)向用戶、儲(chǔ)能等需求側(cè)市場(chǎng)主體發(fā)送調(diào)度指令，執(zhí)行新能源的追蹤消納。該案例通過荷隨源動(dòng)，在高比例新能源系統(tǒng)中，促進(jìn)需求側(cè)發(fā)展的可控性、靈活性，幫助火電共同參與電力平衡。作為源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)的典型案例，其針對(duì)寧夏的地域特征，提出利用需求側(cè)與電網(wǎng)、發(fā)電側(cè)資源的互動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)高比例新能源的消納交易機(jī)制。該機(jī)制為新能源豐富區(qū)域的電力市場(chǎng)建設(shè)提供了參考，是未來(lái)促進(jìn)供需互動(dòng)的可靠方式。
? 圖4 寧夏源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)典型案例
本文引文信息
宋莉，劉敦楠，龐博，等. 需求側(cè)資源參與電力市場(chǎng)機(jī)制及典型案例實(shí)踐綜述[J]. 全球能源互聯(lián)網(wǎng)，2021，4(4)：401-410.
SONG Li, LIU Dunnan, PANG Bo, et al. Mechanism of Demand-side Resource Participation in the Electricity Market and Typical Case Practice Review[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2021, 4(4): 401-410 (in Chinese).
