登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
本文总结了市场环境下需求响应的参与形式及研究热点; 深度剖析了需求响应在电力辅助服务市场中的研究现状, 从技术层面和市场建设层面分析了需求响应提供辅助服务的关键问题; 最后提出了中国发展辅助服务市场遇到的问题与障碍, 对需求响应融入辅助服务市场提出了思考。随着辅助服务市场的发展, 未来高比例可再生能源接入对系统辅助服务交易, 尤其是调动需求侧储能资源参与辅助服务提出了更迫切的需求。
摘要:需求响应是智能电网的核心技术之一, 它不仅可以在电力系统面临紧急情况时充当低成本的容量资源以供调度, 还可以影响电力市场定价方式, 起到减小电价波动、遏制市场力的作用。总结了国外市场环境下需求响应的参与形式及研究热点, 从运营机制、调控策略、负荷潜力等方面着重分析了需求响应提供调频和备用辅助服务的技术问题, 以及将需求响应融入辅助服务市场的经验, 最后分析了国内需求响应参与辅助服务市场的障碍, 指出了国内需求响应的发展潜力。
0. 引言
随着间歇性可再生能源及电动汽车的发展, 以及全球能源变革进程的推进, 电力系统面临新的机遇和挑战[1]。打破垄断, 逐步引入竞争机制, 优化电力资源配置, 提高电力市场运行效率是世界各国电力工业市场化改革的方向[2]。
微观经济学中相关理论指出, 当供给者与需求者可以在市场中自由交易, 且价格由供需两侧共同决定时, 市场交易的总收益才最大。如果不能将需求侧和发电侧公平同等对待, 就无法形成一个真正良性运行的电力市场。在众多需求侧负荷中, 需求响应更多地着眼于动态可控负荷。动态可控负荷是在一定的控制策略下或经过简单改造后可以灵活控制、快速调整负荷水平的用户侧负荷的统称。在智能电网环境下, 动态可控负荷控制更加精准、集群作用显著且波动较小, 可以作为需求侧的稳定资源来维持电网功率平衡并提供辅助服务[3-4], 从而为电力系统运营带来显著效益。允许需求侧提供辅助服务可以使发电机运行更高效, 同时也能减少污染。这不仅增加了电力系统灵活性, 还可以鼓励零售用户参与用电管理从而提高整个系统的用电效率。通过提高电力需求对市场价格的响应能力, 可以在满足同样供电可靠性水平下降低总的供电成本, 也可以降低系统高峰需求时段的现货价格水平和价格波动幅度[5], 为整个市场和系统运营带来巨大的综合效益。
2016年11月7日, 国家发展改革委、国家能源局正式发布《电力发展“十三五”规划》(以下简称《规划》)。《规划》明确提出深化电力体制改革, 完善电力市场体系的任务。其中一项重要工作就是增加用户选择权, 鼓励用户参与需求响应。越来越多的地区开始强调需求侧资源在电力市场中的作用[6-9]。引入市场机制可以辅助系统稳定性并降低系统峰荷。在市场中形成对价格有响应的需求可以提高市场的经济效率。当系统处于峰荷时段并且实时批发价格较高时, 用电价值低的用户就会降低其需求; 当系统处于低谷需求时段并且实时批发价格较低时, 用电价值高的用户就会增加其用电。很多学者针对需求响应的潜力及经济性等方面进行了研究[10-13], 需求响应提供辅助服务尤其是在市场环境中的应用受到越来越多的关注。随着中国电力市场改革不断推进, 电力市场发、输、配、售4个环节逐步放开, 有必要建立合理的辅助服务市场, 并且鼓励需求响应参与其中。
近年来, 国内外学者已经意识到负荷提供辅助服务的巨大潜力。通信系统的发展及需求侧管理实施经验的不断累积, 使得负荷提供辅助服务变得更加方便、可行。中国智能电网的快速发展为需求响应提供了重要的技术支撑, 东北电力辅助服务市场专项改革试点也获得了批准。然而, 需求响应在电力辅助服务市场中的应用, 需要克服一系列技术和制度上的难关。挖掘需求响应为电网运行提供稳定服务的潜力离不开市场各参与方的通力合作, 更离不开研究人员尊重市场状态和政策环境的有针对性的研究工作。
综上所述, 本文总结了市场环境下需求响应的参与形式及研究热点; 深度剖析了需求响应在电力辅助服务市场中的研究现状, 从技术层面和市场建设层面分析了需求响应提供辅助服务的关键问题; 最后提出了中国发展辅助服务市场遇到的问题与障碍, 对需求响应融入辅助服务市场提出了思考。
1. 市场环境下的需求响应
1.1 需求响应的基本概念
需求响应的概念是美国电力市场化改革后, 为了充分发挥需求侧管理在竞争市场中的作用以维护系统可靠性并提高系统运行效率而提出的。需求响应是指电力用户根据电网公司发布的价格或者激励信号, 自觉调整其用电行为, 改变其电能需求[14], 达到削峰填谷的一种用电行为。
常见的需求响应分为两类[15]:基于价格的需求响应和基于激励的需求响应。基于价格的需求响应的关键影响因素是需求弹性, 即用户根据价格变化调整自己用电需求的能力[16]。常见的研究热点包括实时需求响应模型[17]、分时电价模型和基于非零交叉价格弹性的动态需求响应模型[18]等方面。基于激励的需求响应一般由系统运营商决定是否实施, 文献[19-21]通过数学建模[19]、息票策略[20]及博弈论[21]等方法建立合理的基于激励的需求响应模型, 从而达到刺激用户、最小化成本等目的。需求响应具体的分类如图 1所示。
图1需求响应项目分类
Figure1.Classification of demand response programs
20世纪90年代初需求响应引入中国, 虽然需求响应在缓解供电紧张方面受到了极大重视, 但是国内需求响应的开展仍然存在运作模式科学论证不足、缺乏实施效果评估, 以及缺少系统的市场交易体系和完善的激励机制等问题[22]。
1.2 传统管制结构下需求响应的缺陷
传统的需求响应主要从系统安全运行角度出发, 以政策性干预的方式影响电力用户的用电时间和用电数量, 特别是在系统出现紧急状况时强制负荷快速削减, 以满足供需平衡, 防止系统崩溃。然而, 这种负荷参与形式主要依赖于人工调度和人工响应[23], 响应可靠性难以保障。同时, 需求侧的各项电能消耗数据也不能及时传输给系统运营商, 也就无法及时调整需求响应的触发信号, 从而降低了需求响应的灵活性和效率[24]。缺乏竞争市场的压力, 传统管制结构下的需求响应仅仅作为电网公司面对紧急情况时的最后手段, 再加上激励机制的不完善, 用户参与的积极性并不高。
由于技术限制, 需求响应的相关量测、通信和控制还不太成熟, 大多数参与需求响应项目的用户都是工业用户, 商业和居民用户占比很少[25]。因此, 传统的需求响应不具备提供辅助服务所需的快速响应能力。随着高级量测系统的发展和普及, 在各国电力行业市场化进程的推动下, 考虑市场环境的需求响应更强调电力用户直接根据市场情况(价格信号)对自身的负荷需求或用电模式作出主动调整, 从而促进电力市场的稳定和电网的可靠性[26]。
1.3 需求响应参与电力市场
尽管传统的需求响应项目取得了一定成效, 但是市场环境下根据价格或激励信息实时调整的动态需求响应是未来的发展趋势[27]。动态需求响应改变了传统的“发电跟踪负荷变化”的运行模式, 引导需求侧资源主动参与电力市场运行各个环节[28], 从而抑制峰荷, 减少价格波动, 增强电网的安全可靠性。例如:在批发市场中, 需求响应既可以作为系统运营商进行有效经济调度的手段, 也可以被视为增加市场灵活性的市场资源, 可以参与辅助服务市场等新兴市场的投标; 在零售市场中, 需求响应可以促进价格产品的创新, 进而为消费者提供更多的价格选择或一定的价格导向。需求响应不但可以帮助用户优化用电模式, 而且能够协助市场运营者在系统紧急状况下快速有效地重新分配能量资源。已有大量的理论和调查研究指出, 需求响应在稳定批发市场电价、遏制发电侧市场力方面发挥了显著作用[29-31]。
市场环境下需求响应项目形式多样, 控制策略灵活, 根据响应信号的类型, 又可以将需求响应分为紧急需求响应、经济型需求响应和需求侧辅助服务[32]。紧急需求响应是当电力系统面临巨大压力时提供低成本的容量资源来帮助预防电力中断。经济型需求响应可以让负荷参与电力市场从而控制电价。需求侧辅助服务则允许需求响应参与辅助服务市场, 如提供频率调节和系统备用。也就是说, 需求响应既可以参与主能量市场, 又可以参与容量市场和辅助服务市场, 如表 1所示。
表1
表1市场环境下的需求响应
Table1.Demand response under market environment
美国各州的需求响应市场参与机制是在其原有电力市场机制的基础上发展而来, 其中PJM的需求响应市场发展迅速, 已形成较为成熟的需求响应市场运作机制[33]。不仅仅是美国, 其他很多国家和地区都十分重视利用负荷在功率出现缺额的情况下响应电价、削减用电量的能力。通过合理设计需求响应项目, 市场运营者可以充分利用需求侧资源提供能量、容量和辅助服务。表 2总结了目前美国、英国和澳大利亚电力市场中具体的需求响应项目所提供的市场产品。
表2
表2不同电力市场中的需求响应
Table2.Demand response in different power markets
将需求响应应用于电力市场在电力系统运行及电力市场规划等领域催生了大量课题。包括:需求侧与发电侧博弈竞价策略、需求响应提供备用辅助服务机制设计、负荷管理和负荷预测及配电网规划等。这些问题涉及电力系统方方面面, 不仅仅是在原有研究基础上新增内容, 还有引入竞争市场环境后新出现的问题[11]。目前看来, 大多数关于市场环境下需求响应的研究都着眼于概念、公式和技术层面。如何将需求响应作为市场交易的一种商品是后续的研究热点[34-35]。有学者提出一种新的概念, 将需求响应作为一种全新的公共商品[34], 设计了一种需求响应交易(DR exchange), 买方和卖方可以在这种基于电力库的市场中交易需求响应。文献[35]改进了这种市场机制, 利用瓦尔拉斯市场来代替基于电力库的市场。从负荷聚合商的角度研究市场环境下开展需求响应工作的经济实用性也是新兴的热点研究问题。负荷聚合商是一个整合用户资源参与电力市场交易的组织, 不仅可以为中小负荷提供参与市场调节的机会, 还可以通过专业的技术手段充分发掘负荷资源, 开展需求响应项目, 提供市场需要的辅助服务产品[36]。文献[37]和文献[38]分别从负荷聚合商和独立系统运行员(ISO)的角度研究了需求响应参与日前能量市场的优化交易机制, 聚合商可以与用户签订合同来提供负荷削减或转移、备用和储能等服务。文献[39]提出了负荷聚合商同时参与日前能量市场、日内需求响应交易市场和辅助服务市场的优化交易策略。需求响应可以帮助零售商增大效益并有效降低风险。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
随着可再生能源在我国能源战略中的定位越发重要,可再生能源电力管理政策持续更新迭代。20世纪90年代之前,我国能源利用方针以开源节流为核心,围绕水利水电、沼气利用出台能源开发政策。“八五”计划(1991年—1995年)末期,国家能源主管部门出台《中国新能源和可再生能源发展纲要(1996-2010)》,
全国统一电力市场是不可回避的趋势,但也是改革的艰难高峰。(来源:能源新媒文/刘连奇)今年各省电力现货市场建设开始提速,纷纷开始进行电力现货市场试运行工作,一批试点地区也在积极筹备转正式运行工作,目前,全国范围内约70%的省份正在运行现货市场,表明已经向建成全国统一电力市场体系迈出了一
全文摘要本次会议由中国中信建投举办,着重探讨了电力市场改革和现货市场建设的最新进展,特别是以山东省为例的成功实践。会议介绍了山东电力市场现货市场的成熟运作以及其带来的电价稳定效果,强调了集中式新能源的市场化选择和煤电价格联动的重要性。此外,讨论涵盖了分布式光伏市场化参与的现状和挑
陕西电力市场主体注册情况6月,在陕西电力交易平台完成注册的市场主体共135家,累计注册市场主体共11886家,具体详见下表。本月市场主体注册数据、注册生效市场主体名单详见附件。
近日,为深入贯彻落实国家能源局关于扩大跨省跨区绿电交易规模和完善绿电交易机制等有关要求,进一步掌握绿电市场运行情况,甘肃能源监管办调研组赴华东地区开展绿电参与市场情况调研。调研组与华东能源监管局,国网华东分部、北京电力交易中心交易三部、上海电力交易中心、上海相关电力企业及用户进行座谈
6月24日至27日,为认真贯彻落实国家能源局有关工作要求,进一步掌握绿电交易和沙戈荒大基地参与电力市场情况,甘肃能源监管办成立调研组赴甘肃河西地区开展专题调研。调研组实地调研中核集团玉门新奥公司“光热储能+光伏+风电”示范项目、甘肃龙源临泽板桥北滩光伏治沙项目、张掖临泽天海居延共享储能
各方协同共商共治共建打造市场议事协调“合作圈”7月2日,南方区域电力市场管理委员会(以下简称“管委会”)在广州成立。这是全国首个区域级电力市场管理委员会,标志着南方区域电力市场向打造全国统一电力市场体系建设标杆迈出重要一步。南方电网公司董事、总经理、党组副书记钱朝阳,国家能源局法制
近年来,国网浙江省电力有限公司深入落实电力体制改革决策部署,贯彻国家关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见,积极推动“三全”建设(构建全市场体系、优化全方位服务、强化全要素保障),有力做好“三个支撑”(支撑浙江能源“绿保稳”、支撑打造一流电力营商环境、支撑市场依法合规运营),
电力市场体系建设迈出重要一步。「能见」获悉,7月2日,南方区域电力市场管理委员会(以下简称“南方区域市场管委会”)成立,这是全国首个区域级电力市场管理委员会,标志着自我国开启新一轮电力体制改革以来,南方区域电力市场从先行先试、到打造全国统一电力市场体系建设标杆迈出了重要一步,对构建
国网浙江省电力有限公司董事长、党委书记陈安伟近年来,国网浙江省电力有限公司深入落实电力体制改革决策部署,贯彻国家关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见,积极推动“三全”建设(构建全市场体系、优化全方位服务、强化全要素保障),有力做好“三个支撑”(支撑浙江能源“绿保稳”、支撑打
各方协同共商共治共建打造市场议事协调“合作圈”7月2日,南方区域电力市场管理委员会(以下简称“南方区域市场管委会”)成立,这是全国首个区域级电力市场管理委员会,标志着自我国开启新一轮电力体制改革以来,南方区域电力市场从先行先试、到打造全国统一电力市场体系建设标杆迈出了重要一步,对构
为助力构建新型电力系统,推动电力高质量发展,湖南能源监管办根据国家有关要求,结合湖南实际,组织对湖南电力并网运行管理和电力辅助服务管理实施细则(以下简称“两个细则”)进行了修编。湖南“两个细则”修编充分适应湖南电力运行现状和发展趋势,一是扩大管理主体范围,新增了新型储能、抽水蓄能
近日,国家能源局山西能监办发布《关于完善山西电力辅助服务市场有关事项的通知》,鼓励独立储能参与二次调频市场,对二次调频性能指标计算方法、用户侧削峰填谷、差额资金分配、补偿原则等内容进行明确和细化,要求调度机构加快独立储能参与二次调频技术系统建设,确保2024年7月底前启动结算运行。山
为助力构建新型电力系统,推动电力高质量发展,湖南能源监管办根据国家有关要求,结合湖南实际,组织对湖南电力并网运行管理和电力辅助服务管理实施细则(以下简称“两个细则”)进行了修编。湖南“两个细则”修编充分适应湖南电力运行现状和发展趋势,一是扩大管理主体范围,新增了新型储能、抽水蓄能
本文主要描述双细则的基本概念、出现原因、涉及市场主体、费用构成概况、与其他市场关系等,内容偏科普方向,火电、水电等电力系统的传统发电企业对这部分内容都比较熟悉,本文主要供电力现货市场的新手尤其是刚刚进入电力现货市场的大用户、售电公司、新能源投资商、新型主体投资/运营商参考,帮助建
北极星售电网获悉,6月20日,国家能源局湖南监管办公室发布关于公开征求《湖南电力辅助服务管理实施细则(征求意见稿)》《湖南电力并网运行管理实施细则(征求意见稿)》《湖南中小型电厂并网运行管理实施细则(征求意见稿)》意见的公告。《湖南电力辅助服务管理实施细则(征求意见稿)》中提到,本
北极星售电网获悉,浙江电力交易中心公示申请注册新型主体相关信息的公告,包括1家辅助服务聚合商、2家独立储能。详情如下:
北极星售电网获悉,近日,浙江电力交易中心发布关于开展第三方独立主体注册的通知,通知提到,注册调节能力需大于等于5兆瓦。详情如下:
近日,府谷能源榆林配售电公司成功将陕煤集团榆林化学有限责任公司、陕西北元集团锦源化工有限公司电能数据通过智能电表接入公司搭建的虚拟电厂管理系统中,这标志着该公司在西北区域辅助服务负荷聚合业务方面迈出了关键性的第一步。该公司所使用的虚拟电厂管理系统是基于先进的云计算、大数据和人工智
北极星售电网获悉,6月17日,山东能源集团虚拟电厂建设项目招标公告发布。根据公告,该项目主要建设一套符合山东政策及能源集团特色的虚拟电厂运营平台,充分挖掘系统灵活性调节能力,聚合山东能源集团省内多样化资源(目前主要包括储能、分布式光伏、用户可中断负荷)参与山东省内的需求响应、辅助服务
上一篇以美国三大市场为例,介绍了净负荷对电能量价格的影响。本篇以德国5月份的市场数据为例,分析净负荷对辅助服务价格的影响。数据源来自好友的公众号:CLEANdata。原始数据如下:以4h为一个时段,表1为31天的净负荷平均值,表2~表4为三类辅助服务的价格,分别是FCR、aFRR和mFRR。上图为三种辅助服
甘肃能源监管办党组书记、监管专员师建中甘肃能源监管办始终坚持把贯彻习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略,特别是视察甘肃省时作出的“打造全国重要的新能源及新能源装备制造基地”重要指示精神作为“第一议题”,为推动能源高质量发展和监管高效能提升提供坚强政治保证。牢记“国之大
全文摘要本次会议由中国中信建投举办,着重探讨了电力市场改革和现货市场建设的最新进展,特别是以山东省为例的成功实践。会议介绍了山东电力市场现货市场的成熟运作以及其带来的电价稳定效果,强调了集中式新能源的市场化选择和煤电价格联动的重要性。此外,讨论涵盖了分布式光伏市场化参与的现状和挑
国网浙江省电力有限公司董事长、党委书记陈安伟近年来,国网浙江省电力有限公司深入落实电力体制改革决策部署,贯彻国家关于加快建设全国统一电力市场体系的指导意见,积极推动“三全”建设(构建全市场体系、优化全方位服务、强化全要素保障),有力做好“三个支撑”(支撑浙江能源“绿保稳”、支撑打
小编按《中华人民共和国电力法》(以下简称《电力法》)自1996年4月1日起施行以来,对推动我国电力工业的快速发展起到了重要作用。但是,随着市场经济的发展,绿色、循环、低碳发展理念的提出,电力法律体系与新一轮电力体制改革的矛盾逐渐突出。本文在回顾《电力法》修订历程基础上,对《电力法》修订
电力体制机制市场化改革一直是近年来经久不衰的热点话题,特别是现货市场运行之后,由于电力商品核心定价机制的变化,电价出现了更大幅度的波动,最受外界关注的就是2022年省间现货电价平均两块多,以及2023年山东在“五一”假期“发一度电反而支付一毛钱”的负电价事件,强有力地向公众宣传了电力商品
《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发[2015]9号)已发布近10年,我国的电力市场建设也在稳步推进。一直被提及的电力市场化交易,到底交易的是个啥,怎么开展,其实在这个纲领性的文件里都有说。而这也是一份我会时常拿出来重读的文件,常读常新,也看看哪些我们已经做到了,
2015年,《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发〔2015〕9号,以下简称“中发9号文”)发布以来,我国输配电价改革取得了显著成效。2018年,输配电价改革被认为是中发9号文提出的7个方面28项“近期推进电力体制改革的重点任务”中第一个全面完成的专项改革。由于多种原因,我国
经济体制改革,全面深化改革的重点。党的十八届三中全会作出“紧紧围绕使市场在资源配置中起决定性作用深化经济体制改革,坚持和完善基本经济制度,加快完善现代市场体系、宏观调控体系、开放型经济体系”等多项改革部署,勾画出深化经济体制改革的基本框架。新时代以来,以习近平同志为核心的党中央高
近年来,国网湖南省电力有限公司认真学习贯彻“四个革命、一个合作”能源安全新战略,牢牢把握“统一开放、竞争有序、安全高效、治理完善”目标要求,按照国家电网有限公司党组工作部署,扎实做好电力市场建设运营各项工作,加快新型电力系统和新型能源体系建设,坚决当好电力体制改革的坚定拥护者、深
6月19日,世界品牌实验室(WorldBrandLab)主办的2024年(第二十一届)世界品牌大会在京召开,会上发布了2024年《中国500最具价值品牌》。国家电网品牌价值6538.86亿元,较去年增长270.15亿元,连续九年位居榜首。近年来,国家电网有限公司以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入学习贯彻习近
统筹发展和安全,坚持先立后破、通盘谋划,我们定能探索出适应新型电力系统的新模式新业态新机制,助力我国从能源大国向能源强国不断迈进小小电动汽车,也能消纳新能源的“风光无限”。今年,广西探索新能源汽车与电网融合互动新模式,通过电力市场化交易,引导新能源汽车参与电网削峰填谷,变新能源汽
党的二十届三中全会即将召开的时刻,习近平总书记在山东济南主持召开了有企业代表和专家参加的全面深化改革座谈会。值得注意的是在会议的诸多议题中,“深化电力体制改革”被排在了最前列,预示着新一轮电改高潮的到来再不是幻想。现在人们最关心的问题是电力体制深化改革的重点和抓手是什么,它是否符
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!