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电力需求侧响应:国内外对比与新电改机遇解析

   2015-10-13 北极星配售电网 4530
核心提示:9号文将积极开展电力需求侧管理和能效管理列入五项基本原则重要内容,新电改第二个配套文件更是瞄准了电力需求侧,我国的电力需求侧管理体制改

9号文将“积极开展电力需求侧管理和能效管理”列入五项基本原则重要内容,新电改第二个配套文件更是瞄准了电力需求侧,我国的电力需求侧管理体制改革迈出了重要的一步。明确电力需求侧管理的技术支撑工具--电力需求侧管理平台,以及运用市场化手段和互联网思维促进全社会参与需方响应。这无疑是配售电市场放开的第一步!

从需求侧管理到需求侧响应,绝不是一个简单的概念搬弄,而是一个质的拓展。放眼世界,各国电力需求侧响应的应用情况如何呢?

美国的需求侧响应发展

美国电力市场环境开放,目前是世界上实施需求响应项目最多,种类最齐全的国家;有三种典型的商业运作模式:政府直接管理模式、电网公司管理模式和独立第三方管理模式。

美国是较早开展电力需求响应的国家之一,经验丰富。以美国新英格兰地区为例,该地区电力系统运行机构实施的需求响应计划分两类: 一类是负荷响应计划; 另一类是价格响应计划。用户智能选择其中之一参与且减少负荷不得少于100千瓦,但不多于5兆瓦。对不能减少100千瓦仍想参加该计划的用户,可以进行集合,集合后的负荷总量必须超过100千瓦,且必须位于同一区域。参加负荷响应计划的用户根据运行机构指令减少电力需求,减少电力负荷用户可获得补偿。

美国能源部与联邦能源监管委员会2009年6月发布的《需求响应潜力报告》显示,如果所有美国电力用户都采用动态电价与智能电网技术,广泛实施需求响应措施,在今后10年中最高可削减全美峰负荷的20% 。

美国加州自动需求响应(automateddemandresponsesystem,ADRS)项目。ADRS运行在一种尖峰电价的电费下,ADRS试点项目是一个小规模的探索性项目,只有175户。试点的参与者安装了GoodWatts系统,允许用户通过网络程序设定自己对控制家电产品的喜好。在尖峰电价下,高峰期的电价较高,所有其他小时、周末和假期都采用基准费率。

德克萨斯州的空调负荷管理项目。控制技术在DR中的典型应用,用户参与度相当高。在夏季负荷高峰时,AustinEnergy利用温控器来循环控制用户的空调来削减峰荷,并允许用户利用在线工具控制自己的智能温控器。德克萨斯州已经安装了86000个智能温控器,削减峰荷90MW。

英国电力需求响应独特做法

英国对于电力需求响应也有独特的做法,近年来已经有许多需求侧响应项目实施。对于工商业大用户,可以与电力供应方签署分时电价方式或者中断负荷协议; 电力供应方也可以控制这些大用户负荷,保证电力系统可靠运行。对于小型用户,估计约有450万英国用户按照时变电价费率缴费,比如用户可在夜间享受打折电价。例如,在凌晨1: 00~8:00享受低电价,用户可在这段时间给其蓄热式电加热系统充电,以较低电价满足给房间加热的需求。要参与这种需求响应项目,用户一般需要安装新型的测量装置,这种测量装置一般含有通信和远控功能。政府鼓励大家采用蓄热式电加热系统,以提高夜间基荷的总量和稳定性。

北欧国家积极开展电力需求响应

北欧国家芬兰是一个能源匮乏的国家。因此,芬兰对宝贵的能源开展了全方位集约化经营,积极开展电力需求响应。芬兰自1964年开始实施分时电价。分时电价机制对于降低日负荷的峰值起到了积极作用,缓解了电力供应的压力。芬兰已经立法规定电力公司必须采用分时电价,并设计了专用计量系统。自电力市场开放竞争后,类似直接负荷控制的削减电力峰值的措施很快停止,负荷曲线逐渐变得更加平滑,很大程度减小了电力供应压力。从2014年开始,芬兰几乎所有实现电力需求侧响应的用户电价都采用了分时电价。

法国采用分时电价方案

法国在需求侧响应方面主要采用的是分时电价方案。法国一个名为Tempo的需求响应项目,有超过1000万消费者参加这一项目。此项目将全年分成蓝色日、白色日和红色日三种电价,每天又分峰荷与非峰荷两种电价。

日本针对节能的自动需求侧响应

日本也是一个能源短缺的国家,节能需求迫切。日本2014年底实施自动需求响应实证试验。使用ADR国际标准规格OpenADR2.0,在电力供应紧张时,自动向用户发出节电要求信号(以下简称DR信号),家庭、企业等用电方自动接收DR信号,用能源管理系统(EMS)控制用电量,对DR结果自动进行报告。

电动汽车的自动需求侧响应

和V2G技术有关联,可以通过对无线传感器网络的部署进行了设计,并对人机界面、协议和数据包结构进行了研究,节点被预先设置在家用电器、电动汽车、家用蓄电设备等关键用电设备上或插座中,实时检测用电量及用电功率,并能够通过控制器控制电力的通断。

配合可再生能源的自动需求侧响应

如欧盟智能生态电网(EcogridEU)项目,被誉为未来欧洲智能电网发展的典范。项目的聚焦点在于其允许小容量的分布式电源和终端用户参与。与现有的电力报价相反,EcogridEU市场是一个无报价的实时市场,实时市场运营商设定5min间隔的实时电价,而小容量分布式电源、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。

我国需求侧响应的发展

我国还主要是需求侧管理,市场化不强,用户参与度很低,多侧重于行政手段,有个说法叫有序用电,是我国的主要原则,特别在迎峰度夏期间。

当然我国也实施了一些需求响应政策。

比如基于激励的需求响应:2004年以来在江苏、河北、福建、上海、浙江等省份均开展了可中断负荷的实践工作,总体而言,实施工作还处于起步阶段,而且可中断负荷补偿标准太过笼统,没有考虑到用户的类型,无法对用户产生有效的激励。

比如基于电价的需求响应:我国目前实施的需求响应电价措施有:分时电价,阶梯电价和尖峰电价。以居民阶梯电价为主,是指按照电力消费量分段定价,用电越多,支付的电价水平呈阶梯状逐级递增,2012年开始在全国全面推行。

欧洲、美国和中国的需求侧特点对比

国家发改委公布2014年电力需求侧管理目标完成情况考核结果

7月14日,国家发改委网站公布对国家电网公司、南方电网公司2014年度电力需求侧管理目标责任完成情况进行了评价考核结果。

根据《关于印发<电力需求侧管理办法>的通知》(发改运行[2010]2643号)和《国家发展改革委关于印发<电网企业实施电力需求侧管理目标责任考核方案(试行)>的通知》(发改运行[2011]2407号)要求,发展改革委会同有关部门对国家电网公司、南方电网公司2014年度电力需求侧管理目标责任完成情况进行了评价考核,现将考核结果公告如下:

2014年,国家电网公司、南方电网公司继续深化推进电力需求侧管理工作,创新管理机制,加大资金投入力度,加强平台建设,拓展培训方式。根据各地经济运行主管部门对省级电网企业的考核结果,结合各地区之间的交叉检查,以及我委和有关部门组织的专家组对部分地区的抽查情况,综合来看,2014年国家电网公司、南方电网公司均超额完成电力需求侧管理目标任务,共节约电量131亿千瓦时,节约电力295万千瓦。除西藏外,全国30个省(区、市)的电网企业参加了考核,全部完成2014年度目标任务(详见附件)。对社会节电比重较高和考核组织管理工作较为突出的北京、河北、上海、江苏、四川、宁夏、广东、海南等省份予以通报表扬。

下一步,各地经济运行主管部门和电网企业应以深化电力体制改革为契机,积极探索需求响应等电力需求侧管理新机制,继续加大电力电量节约特别是社会节电工作力度,加强电力需求侧管理平台的建设和应用,应用互联网技术丰富培训手段,注重宣传引导,进一步提高各方参与电力需求侧管理工作的积极性。

电改给电力需求侧管理带来了哪些机遇?

电改配套性文件发布进入倒计时,各方对于未来市场商机的猜测不断发酵。据悉,随着电改的深入,售电侧的放开,“用电负荷”也将实现可交易,未来市场潜力可期。

记者是从近日在京举行的《上海需求响应市场潜力及效益评估》(下简称报告)发布会上获知上述消息的。

需求响应(demandresponse,简称DR)是指通过电价调整或提供资金奖励,引导用户根据系统需要改变原有用电模式的机制,可有效维护电网平稳运行,降低电力系统运行成本,提高系统整体效益。

这份报告由国际环保组织自然资源保护协会和牛津大学联合发布,对中国首个城市DR试点项目——上海DR试点项目进行了评估。

报告显示,在最佳情景下,初步预计2030年上海DR的效益可达8.112亿元人民币,同期DR资源可实现250万千瓦的负荷削减量,占当年峰荷的4%,市场潜力巨大。

英美等国DR的应用起步较早,我国在今年公布的《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》中,也已明确DR在确保电力供需平衡上的重要作用,同时提出深入电价改革,引入市场机制。

“DR的核心内容是:通过价格信号,让用户有更多的权力,决定何时用电,用多少电。这与电改精神不谋而合。”项目组成员,牛津能源研究所高级研究员大卫罗宾逊说。

按照国家发展改革委有关要求,上海于2014年夏季开展了中国首个DR城市试点项目,旨在探索通过市场机制来挖掘DR资源。

今年4月,发改委又发布电力体制配套文件,要求四个电力需求侧管理试点城市:北京、唐山、苏州和佛山,借鉴上海试点的实践和国际经验,组织实施DR,并建立市场机制、长效机制。

据项目组成员,杭州天丽公司运营总监周培良介绍,电力包括电量和容量,容量也就是所谓的“负荷”,传统的电力交易主要是交易电量,负荷之前还没有交易,做DR就是把负荷作为一个资源,考虑未来如何交易。

以上海的试点情况来看,据自然资源保护协会研究员金亨美介绍,上海选择了64个用户参加DR,包括31家工业用户、33家楼宇用户。参与DR的用户每削减1千瓦用电可拿到两元钱补贴,电力公司通过电费减免予以补偿。与此同时,发电公司通过降低系统成本,也获得了相应的收益。

与会专家认为,用电负荷交易将来也可以结合环境效益,参考碳排放权交易模式。

发改委能源系统分析研究中心主任周伏秋认为,未来DR的前景,还是要看电改的效果。“电改如果成功,DR资源将得到充分的开发利用。”周伏秋说。

据项目组成员,国家电网用电节能事业部高级产品经理陈波介绍,目前各方参与DR项目,主要是看好电改以后的市场潜力,并未要求商业回报。但是下一步,DR要走市场化运作模式,最根本的还是要解决钱的问题,国家层面还需出台相关的激励政策,引导建立成熟的交易机制。

“DR下一步发展要有一些支撑条件,关于怎么考虑机制建设,怎么与电改更好的结合,还有很多事情可以做。”能源基金会项目主任王万兴在会上表示。

新电改为电力需求响应试点城市带来新契机

电力系统运行方面的差异对需求响应在中国的发展设置了障碍,但如火如荼的新电改却为需求响应今后的发展提供了机会。有专家认为,中国近来有关电力体制改革的政策举措能够在中长期支持需求响应的发展。

可以看到,国务院不仅明确了需求响应和其他需求侧资源在确保电力供需平衡上的重要作用,而且重点提出了深化电价改革以及引入市场机制的目标。此外,有序地缩减行政需求规划以及鼓励用户与电力公司签订可中断负荷合同也是政策鼓励的方向。从本质上来说,这些举措应该能够为需求响应的发展提供更加有利的环境。

基于中国现有的电力体制,“分阶段”的方式发展需求响应市场应该更加适合。在最初的阶段,需求响应项目可以考虑比较简单的设计,也可通过试点形式,增强用户对市场化机制需求响应的兴趣和认识。从“用户旅程”的角度来看,这种方式的价值在于更好地促进用户兴趣和学习。另外,电力公司和负荷集成商也扮演了重要角色。

能源基金会电力项目主任王万兴还建议,在政策的层面上,应进一步把握新电改这一契机,让用户逐渐熟悉电价的市场特性,通过推广分时电价或尖峰电价来增加用户在高电价时段参与需求响应的效益。对于监管者和电力公司而言,也可通过进一步提升系统成本核算和更细致地定义系统服务,从而更好地支持对需求响应系统价值的估算。

 
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