新電改背景下我國如何促進電力需求響應向常態化轉型？

2019-03-05 10:10:58 大云網　點擊量：評論 (0)

摘要隨著互聯網+智慧能源的推進和電氣信息技術的深度融合,電力需求響應業務也被賦予了諸如新能源消納、輔助服務等新的使命,并面臨著從緊急

2.1 政策機制保障層面

我國自2015年以來,連續發布了一系列相關政策文件,如：《關于完善電力應急機制做好電力需求側管理城市綜合試點工作的通知》(發改運行〔2015〕703號)、關于印發《江蘇省電力需求響應實施細則》的通知(蘇經信電力〔2015〕368 號)、《關于明確2016年實施電力需求響應有關工作的通知》(蘇經信電力〔2016〕283號)、《關于做好2017年有序用電和需求響應有關工作的通知》(蘇經信電力〔2017〕48號)、《關于有序放開發用電計劃的通知》(發改運行〔2017〕294號)、《電力需求側管理辦法(修訂版)》、《關于進一步深化電力需求響應工作的通知》(蘇經信電力〔2017〕560號)、《關于印發江蘇省電力市場組織實施方案的通知》(蘇經信電力〔2017〕915號)等。相關政策明確了在需求側建立長效機制的目標及DR資源在電力市場開放環境下的地位,同時也指出了在分布式能源快速發展、參與實體多元化的背景下,進一步提升需求側交互響應能力的目標。然而目前仍然存在如下方面不足：

在DR業務組織實施方面,現有試點項目已經基本摸清了DR業務的實施流程,未來還需要繼續探索長效DR機制,保障DR業務的規模化商業實施。當前所謂的DR用戶積極性,并非一定是來源于資金獎勵本身,更多的是迫于半行政化手段的壓力,未來還需通過出臺相關政策、優化現有的業務模式,采用市場化手段引導用戶積極參與需求響應項目,才能逐步摸索去行政化的完全自愿響應模式。為了保障需求響應業務的大規模推進和應用,還需要通過發布相應的政策以保障需求響應工作的組織和實施,在滿足用戶自愿性的前提下實施需求響應。如：支持工業用戶中的非生產性空調及照明負荷參與實時需求響應,并適當鼓勵工業用戶對于非生產性負荷進行線路改造,實現精細化柔性負荷互動。

在成本效益核算方面,缺少合理的測算以及市場化引導目標。若補貼標準過高,則會導致財政資金不必要的浪費,同時過多的用戶參與也會造成額外的資源浪費。反之,若補貼標準過低,則無法充分調度用戶的參與積極性,達不到市場所需要的網絡規模。目前,現有政策對于DR補貼標準多是固定定價方式,未來DR項目指標的認購應是完全市場化的,可采取競價方式,按照報價的高低確定每個用戶的削減量和削減時段要求。為了DR項目執行過程中認購、響應、結算等過程的效率,可以通過負荷聚合商進行統一管理,而不是單獨用戶進行認購。

在需求側市場環境方面,我國并沒有足夠的措施可以引導用戶在電能供給過剩時增加電量消費,而德國、荷蘭等多個國家均具備負電價機制,其中德國電能批發成本約占用戶電費的20%,還包括各種稅收、可再生能源補貼以及輸電網使用的分攤費用,考慮上述成本最終平均可以維持在

50€/(MW•h)的收益率。在復雜市場環境下應充分發揮社會資本和第三方機構的作用,未來DR項目將從緊急態向常態化發展,而且實施主體也將由電網公司主導實施向多主體實施發展,分級能源交易中心可自主執行補貼、結算,而相關市場及產業的培育,均需要通過出臺相應的政策以保障相關參與方的利益。

2.2 信息化支撐層面

2.2.1 通信組網

隨著我國售電市場逐步放開,在未來DR業務的參與者將逐漸增多,如：聚合商、服務商、監管者、代理商、系統運營商、項目管理者、第三方機構、用戶、發輸配電規劃者等,其信息交互與通信方式將更為復雜。為了達到底層信息通信支撐系統的優化目標,電網企業或者聚合商DR信號的發布方式、DR控制模式、DR信號接收者的形態均需要考慮[29]。以江蘇現有的需求響應試點為例,所采用的大規模源網荷互動系統與大電網智能運行控制系統基于D5000平臺實現一體化集成,全面支撐“調控一體化”運行和“調度一體化”管理,目前已經具備了秒級以及毫秒級2套完全獨立的系統,分別通過調度數據網和專用線路接入(如圖2所示),再考慮入侵檢測系統、防火墻、縱向加密認證裝置等投入,整體網絡建設成本、通道資源耗費巨大,其他大多數省份難以復制推廣。

圖2 江蘇省現行大規模源網荷友好互動系統網絡建設

根據目前DR業務發展來看,改造后的大型工商業用戶或者已經具有良好網絡條件的需求側資源,可以采用現有的方案,然而對于大量分散型的中小型用戶而言,目前的方式尚且不具備實施的條件。盡管特斯拉曾創下140 ms內輸送100 MW電力的紀錄,但單獨建設蓄電系統投資耗費巨大。而對于一般的商業樓宇以及居民用戶,雖然單體負荷容量很小,但其數量眾多,而且具備柔性調節的潛力,在我國發展DR資源調控時應當重點考慮[30]。現有的DR試點大多采用“抓大放小”的思路,對于中小型負荷關注較少。目前試點項目基本還是以工業用戶為主(制造、采礦占比高),除部分生產設備外大多以空調、風機、自建儲能為主,公建用戶則以溫度控制、提前蓄能為主,只有極少數負荷聚合商選擇用戶側負荷。然而,近期的學術研究已經逐步呈現出對于中小型單體負荷參與需求響應的關注態勢,如：熱水器需求響應能力測算[31],空調負荷的精細化控制模型[32]、電動汽車參與風電協同調度[33]、數據中心參與多電力市場調度[34]等。相比于大型工業用戶,單體負荷資源的響應往往具有較大隨機性,而且還會受到其擁有主體的行為影響,但大量分散負荷聚合之后會呈現出資源聚合體的特有特征,可通過概率統計學估算方法完成其響應能力的測算[35]。而且,用戶側資源進行整合之后,也具備了一定的參與需求響應的潛力。目前電網企業也在考慮與京東、海爾等第三方負荷聚合商合作,開展針對大量分散負荷的DR業務擴展,同時利用邊緣計算技術也可以有效緩解云端的網絡壓力[36]。

2.2.2 互操作管理

OpenADR協議是目前實現電網與用戶側自動化設備交互的應用最為廣泛的協議[37],由于電網側與用戶側的設備、系統數量眾多且形態各異,所執行的DR項目類別多,對需求響應設備制造商提出了較大的挑戰。OpenADR是勞倫斯伯克利國家實驗室需求響應研究中心最早發布的交互式協議,目前已經在業界得到一定規模的應用[38]。2017年,IEC新成立的SEG9劃分4個工作組主要負責解決需求側相關資源的信息交互與協議映射工作,其中WG3已經完成了標準映射工作的分工,并計劃于2018年底完成。此外,為了支撐需求側的標準化工作,多個標準化工作組基于SGAM模型構建了專用的標準協議[39]。

在已有的OpenADR協議中,定義了包括oadrEvent、oadrOpt、oadrReport、oadrRegisterParty等標準服務,每項服務下面又包含了多個子模塊。以oadrCreatedEvent事件子模塊為例,通過不同事件的設計可以實現VTN和VEN間的復雜交互。VTN初始化發出oadrDistrubuteEvent將事件發布至VEN,具體oadrCreatedEvent又包括RequestID、VTNID、oadrEvent等信息模型,目標VEN可以自主決策是否進行響應。具體信息如表2所示。