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电力现货市场环境下 需求侧响应愈发接近本质

北极星售电网  来源:享能汇  作者:享能汇工作室  2020/7/13 8:28:29  我要投稿  

北极星售电网讯:迎峰度夏时期来临,两个现货试点省份先后发布电力需求侧响应相关文件:

7月2日,山东省发改委、能源局印发《2020年全省需求响应工作方案》(详情点击)(以下简称《山东文件》);

7月8日,浙江省发改委、能源局印发《关于开展2020年度电力需求响应工作的通知》(详情点击)(以下简称《浙江文件》)。

电力需求响应是什么意思?根据山东省文件的概念定义,电力需求响应是指电力市场中的用户针对市场价格信号或激励机制做出了响应,并主动改变常规电力消费模式的市场参与行为。按照电网运行需要,电力需求响应分为削峰和填谷需求响应两种。

当我们把主视角放在电力用户身上的时候,需求侧响应似乎......有那么一丝节能的味道。

但,需求侧响应的主角究竟是不是电力用户?它的本质仅仅是节能吗?享能汇试着结合两份刚发的文件粗略分析。

1.需求侧响应的目的是?

名为需求侧响应,但和用户节能并不划上等号

《山东文件》工作安排:构建需求侧、供给侧协同参与电力电量平衡的弹性机制;力争实现轻微缺电不限电。《浙江文件》工作目的:促进可再生能源消纳,进一步加快源网荷储友好互动系统建设。

用户是需要发动的

《山东文件》需要“大力推动市场主体参与响应”;《浙江文件》则“组织实施‘百万用户、百万千瓦’专项行动,广泛发动各类用户参与电力需求响应。”

发动用户参与电力市场化交易,正是第二轮电改成立售电公司的主要目的之一,正如《浙江文件》开头所言,“以电力市场化改革持续深化为契机,充分发挥互联网+、智能客户端、储能等先进技术手段,广泛发动用户参与”。

电力中小用户数量之多,如何聚合,并非是省级电网一己之力可以迅速调节的。在全国20多个已经开展售电业务的省级市场里,许多售电公司成立之初,都是做节能业务起家的,那么由它们来发动用户参与电力需求恐怕再合适不过。

需求侧响应和电力市场化推进有着一致的目标——引导用户提高用电精细化管理水平。

根据山东省的宣贯文件,2019年8月8日14:00-16:00成功实施首次实时需求响应试点, 通过山东省电力需求侧管理平台向具备负荷快速调节能力的4家企业和2家售电公司发出响应指令,实施过程响应 负荷10.18万千瓦。本次需求响应参与主体多元,调节方式多样,既包括水泥、钢铁等传统行业,也包括专用设备制造等高端行业;既有售电公司代理参与,也有电力客户自主参与;既有生产用电负荷,也有空调负荷;既有负的快速调节,也有负荷的柔性调节。

需求侧响应一定要通过售电公司代理来做吗?

与四大行业大用户可独立参与电力批发市场一致,符合条件的用户无需代理也可以独立参与需求侧响应。

今年山东“单个工业用户的响应能力原则上不低于500千瓦,非工业用户的响应能力原则上不低于200千瓦;并在济南、青岛地区选取部分具备条件居民用户试点开展居民紧急型削峰需求响应工作。”

而浙江2020的工作重点是“ 扩展扩展需求响应主体,突破工业用户作为单一主体参与模式,进一步汇集储能设施、充电桩、商业楼宇、居民家庭等多种负荷类型,积极试点负荷集成商代理方式,实现小散用户高效聚合资源。”所以,用户准入条件,并不设严格的电量限制。

以突破单一主体参与、汇集小用户参与为发力点,山东和浙江都提到了“ 负荷聚合商”、“负荷集成商” 的概念,那么这等同于售电公司吗?

《山东文件》对此有明确区分:

2.png

同一家用户A,既可以由负荷聚合商B代理需求侧响应,也可以由另一家售电公司C代理参与电力市场化交易。在接入平台上,需求侧响应接入的是国网山东电力省级智慧能源服务平台;电力市场化交易则在(省网)交易中心平台完成。

而2020年,浙江其实才算是真正名义上开启全年度的中长期交易,对“刚刚开始熟悉浙江” 的售电公司来讲,恐怕还不能覆盖那么多的小型用户。但《浙江文件》同时提出:“积极试点负荷集成商代理方式,实现小散用户高效聚合资源。”

看来,一部分今年没能“吃饱”的售电公司,如若有完善的技术管理能力和聚合能力,则不应错过这个切入中小用户的机会。

2.需求侧响应的资金从哪里来?

《山东文件》明示了两处补贴资源:紧急型削峰、填谷需求响应补偿费用计入供电成本,经济型削峰、填谷需求响应补偿费用暂从电网公司参与跨省区可再生能源现货市场试点形成的资金空间支出。市场化激励机制初步形成后,探索实现需求响应资源和现货电能量市场联合优化出清,构建需求响应资源与电力现货市场、可再生能源消纳协调互动的完善市场化激励机制。

《浙江文件》明示了一处补贴资源:2020年度电力需求响应补贴资金来源于2019年跨区域省间富余可再生能源电力现货交易购电差价盈余部分。

两个现货试点省份一致的补贴资金来源都是“跨区域省间可再生能源参与现货市场形成的资金空间”,从这个角度我们可以看出,需求侧响应并不是简单的“拉闸限电”、“用户节能”一回事儿,而是“需求响应资源与电力现货市场、可再生能源消纳协调互动的完善市场化激励机制。”

不断加快需求侧响应的数字化转型,在响应潜力挖掘、响应行为分析、行业用电趋势预测等领域深化大数据应用,为政策制定、发展规划提供科学指导,是浙江省的重中之重。

3.电力现货市场环境下的需求侧响应方向是?

除了补贴来源为“跨区域省间可再生能源参与现货市场形成的资金空间”,以外,山东的需求侧响应宣贯工作与往年最大的不同,是考虑了“ 现货市场模式下需求响应工作思路”——当前需求响应尚未与电力市场建设融合,在一定程度上制约了业务发展。

“电网峰谷差不断增大、电网形态发生变化、电力市场化改革快速推进” ,山东省正面临这三大现状。

据预测,2020年山东电网最大调峰缺口将超过200万kW。传统火电、抽水蓄能等电源调峰投资高、设备利用率低、 经济效益不明显,电网调峰难度和成本日益增加。新能源、外来电比例不断上升,压缩系统调节能力,对源-网-荷-储协调互动提出更高要求。

对于已经进行了三轮电力现货结算试运行的山东省,和正在进行第三轮现货试运行的浙江省,都“遭遇”过类似的“尴尬”——新能源、或外来电挤压本地火电机组市场的,产生了市场负电价。

谁受益,就该谁买单。

需求侧调节负荷,无法精确做到谁受益,谁承担,这与电力市场的另一个矛盾——发电侧的提供的辅助服务由谁来买单,形成了对等的关系。需求侧响应的症结——负荷调节缺乏市场化的商业模式和有效技术支撑。

以建设现货市场为纬度,今年山东界定了两种需求响应资源类型——紧急型需求响应和经济性需求响应,从交易模式上,开始与现货市场靠拢。(如下图);

1.png

而浙江的响应分类,分为日前需求响应(削峰日前需求响应、填谷日前需求响应)和实时需求响应两类。

4.人为组织的需求侧响应,和电力现货是否殊途同归?

以山东公示的两组数据为例:

2019年10月25日11:00-13:00,成功实施填谷电力需求响应, 应邀用户292户,最大响应负荷58.27万千瓦,平均响应 负荷54.21万千瓦,相当于减少2台60万火电机组启停调峰,促进清洁能源消纳81.32万千瓦时。

11月13日11:00-14:30,成功实施填谷电力需求响应, 参与用户244户,最大响应负荷35.9万千瓦,平均响应负 荷28.87万千瓦。相当于减少1台60万火电机组启停调峰, 促进新能源消纳101万千瓦时,保障电网安全稳定运行。

这两个填谷时间,都处于电价文件规定的平段,甚至接近峰时。这与享能汇之前分析的山东现货结算文件结论一致——山东省的认为峰谷分段已经不符合实际负荷情况了。(参考山东三次电力现货试结算文件的异同对比和山东现货市场的至暗时刻——与市场电价相悖的目录峰谷电价)。

早前,在山东第二轮现货试运行出现负电价的时候,就有大工业用户在山东现货试运行首现“负电价”分析续1——用户侧怎么看负电价一文直言:“ 我们有比例很大的柔性负荷,如果电价出现了大范围的波动,可以更好地指导我们做负荷的调整,电价可以反过来指导我们做工厂设计,增减设备,说白了,我们可以据此增加储能能力。”

毕竟现货若真正跑起来,价格的波动时间更频繁,比人为组织的需求侧响应次数多多了。

5.把需求侧响应形容为虚拟电厂,有何深意?

山东省今年的电力需求响应资源储备库,以上年最大直调负荷5%的需求侧机动调峰能力为目标;而浙江省今年计划将负荷侧调峰能力提升到统调最高用电负荷的5%左右。

而还未真正加入售电市场的上海,到达了10%的水平:

以刚刚过去的全国节能宣传周案例为例,上海腾天节能技术总结了市中心商区重地——黄浦区的需求侧响应数据:

黄浦区虚拟电厂,是首个国家级虚拟电厂示范项目,根据国家要求,2017年启动示范建设,结合区域、商业楼宇密度大的情况,因区制宜,鼓励和引导辖区内商业楼宇重视,并参与虚拟电厂共建,结合建筑特点,一楼一策,为每个建筑设计多季节多层次的电力需求响应策略和操作流程,制作商业建虚拟发电标准化操作手册,全面科学的发掘建筑需求侧电力需求响应支援能力,2018年初具规模开始试运营,在当年第18号温比亚在8月17日登陆之际,全市启动应急防控预警,全力保障城市运行平稳有序,其中重要的一环,便是确保本市供电安全、可靠,这也是黄浦区商业建筑虚拟电厂一期建设完成以后首次遇到的大规模投运、接受检验。8月17日12-13时,正值电力负荷应急时段,黄浦区虚拟电厂有条不紊地组织实施一次虚拟发电,通过虚拟电厂运营调度平台的一条条智能数据指令,区内104幢商业楼宇作为虚拟发电节点,同一时间投入运转,合理调节各自空调、照明、动力使用负荷,削减高峰电力,保证安全的电力空间,一小时削减负荷达20.12MW,其中单个楼宇最大削减负荷达1095千瓦,虚拟电厂的效用显现,并得到认可。

黄浦区商业建筑虚拟运营平台上线至今,累计完成虚拟发电调度近1200(次),累计消峰近20万千瓦,2019年8月,单次最大虚拟发电量近5.05万度,平均负荷调度能力超过用户总负荷的10%

这个需求侧响应的案例,正符合文章两份政府文件所说的“ 负荷聚合商”的概念。

但负荷聚合怎么就变成虚拟电厂了呢?其实虚拟电厂的概念其实很多人都知道,但又说不清楚个所以然,仍以该案例数据为例:

当发电和用电之间出现不可调和的矛盾的时候,传统电厂当前唯一的办法只能按照当前外部需求来调整,如用电需求高峰的时候,就要临时启动电厂的备用发电机组,顶上几个小时,来保证电网的安全,徒增了大量的物力、财力。

以一座大厦为例,在冬夏两季用电高峰期,虚拟电厂控制系统,只需在不影响人体舒适的情况下,调节空调温度,风机转速、送风量,在不影响大厦安全运营的情况下,调节电梯的运行方式,将充电桩的充电模式由快充变成慢充,甚至不充等等,这样就能为电网释放出超过100千瓦的电能,如果几百座这样的大厦同时协同操作,就可以同时释放出几万千瓦的电能,这样原本需要临时启用的备用发电机组,就不用再运行了,相当于我们利用调节用电的防疫,替代了传统的发电厂发电。因此,虚拟电厂并不是传统意义上的电厂,而是将大大小小的传统意义上的发电侧、需求侧用户链接起来,是一种模式创新的电厂。

负荷侧之所以能行驶电厂的功能,成为“虚拟电厂”,所使用的“燃料”,不是别的,正是两样东西:数据和平台。

再回到文头所说的《需求侧响应》目的,不难得出结论,需求侧的本质并不只是节能,用更系统的眼光去看待它,则是需求侧和供给侧协同参与,也是源网荷储友好互动系统建设的基础工作。在理想的完整的电力现货环境下,用户应当有权利天天“需求侧响应”。

用《浙江文件》作为结尾:深化需求响应大数据分析,在响应潜力挖掘、响应行为分析、行业用电趋势预测等领域深化大数据应用,为政策制定、发展规划等提供支撑,科学指导需求响应工作。高质量开展需求响应平台功能开发、应用终端接入、通讯信息交互等的标准化建设,不断推动我省需求响应工作标准化和规范化。

原标题:电力现货市场环境下,需求侧响应愈发接近本质

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