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需求侧资源参与电力市场机制及典型案例实践综述

作者:中国储能网新闻中心 来源:全球能源互联网期刊 发布时间:2021-08-12 浏览:
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需求侧资源参与电力市场机制及典型案例实践综述

宋莉1,刘敦楠2*,庞博1,梁赫霄1,王玲湘2,李增彬1,刘杰3

(1.北京电力交易中心有限公司;2.华北电力大学经济与管理学院;3.北京科东电力控制系统有限责任公司)

本文发表在《全球能源互联网》2021年第4期“能源转型中的电力系统规划关键技术及案例研究”专题上,欢迎点击品读。本文受北京电力交易中心管理咨询项目、国家社科基金重大项目(19ZDA081)资助。

文章导读

随着能源转型和能源互联网发展,需求侧灵活性资源,如储能、柔性负荷、虚拟电厂、电动汽车、微电网等不断涌现,亟需可靠的市场机制对这些资源进行管理。传统的需求侧管理往往依靠政府补贴、分时电价,然而,这两种模式都无法适应可再生能源与负荷共同波动影响下,引导灵活性资源参与电力平衡调控的需要,也无法支撑能源转型和新业态的发展。为探索新的市场模式,北京电力交易中心启动了基于电力物联网的典型示范工程建设。本文根据这些典型示范工程建设情况,梳理和总结现阶段的三种典型需求侧资源参与市场交易的机制。

文章亮点

(1)总结需求侧参与调峰辅助服务、需求响应、可再生能源弃电消纳、分布式资源灵活互动以及电力中长期交易多种机制下的交易机制;

(2)结合交易中心示范工程的典型案例对需求侧参与电力市场的交易机制做深入分析,并总结未来需求侧资源参与电力市场面临的挑战和发展路径。

摘要

随着电力市场改革的不断深入,需求侧资源参与电力市场将促进高比例新能源接入并推动竞争型零售电力市场发展,为电力系统的经济可靠运行提供更有效的保障。本文首先分析了需求侧资源参与电力市场的发展路径;进而,依托电力需求侧市场主体参与电力市场的典型案例,对需求侧资源参与辅助服务市场、新能源交易和电力中长期市场的市场机制和典型案例进行整理与分析;最后,基于现阶段需求侧资源在市场规则、市场竞争力、用户行为和优化调度技术等方面的发展瓶颈提出针对性建议,为电力市场的发展和新能源消纳提供了重要支撑。

主要内容

从政策成熟度和技术成熟度分析需求侧资源参与电力市场的多样化市场机制,并结合相关试点的典型案例进行解释,可以为需求侧资源参与电力市场和新型电力系统的建设提供支撑。

客观评价需求侧市场新模式的地区技术差异和政策差异,并因地制宜地开展创新项目示范工程,是影响需求侧市场建设效果的关键。针对需求侧参与辅助服务,西北、东北、华北、华东等多个地区已经出台了相关文件,相关政策已经较为成熟,主要发展瓶颈在于需求侧资源的实时优化调度、负荷预测、负荷管理等技术问题。针对需求侧参与需求响应,中国已经有不少地区开展了需求响应的试点实践,相关响应技术已经较为成熟,但还需要进一步讨论需求响应的补贴力度、发放主体等政策问题。需求侧参与低谷弃电曲线追踪的过程中,一方面需要建立规范的市场交易制度,另一方面需要需求侧的实时负荷追踪消纳,目前无论是交易模式还是响应模式都在探索过程中。新能源与用户偏差替代主要通过新能源与用户签订金融合同实现,交易对政策成熟度要求较高。兼顾现货的电力中长期曲线交易是中国正在建设的电力市场,政策成熟度正在积极推进,技术成熟度主要面临市场竞价、出清、安全校核、考核结算等技术难点。

⬆ 图1 市场模式的政策与技术成熟度分析

电力需求侧用户应在综合考虑多种市场参与条件和效益的情况下,合理配置资源以获得最大市场效益。除需求响应和辅助服务市场交易,用户可以利用需求侧资源的灵活性和供需互动灵活性充分挖掘市场潜力。本文考虑面向供需灵活互动的电力市场,总结了6种需求侧资源参与电力市场的模式,其特点、效益来源、能力实现方式和适用条件如图2所示。

⬆ 图2 需求侧资源参与电力市场的模式

上海市虚拟电厂典型案例通过建设虚拟电厂调节需求侧资源保证电力供需稳定。该典型案例主要包括楼宇2200MW、分布式光伏800MW、电动汽车90MW以及用户侧三联供5.3MW。该案例中,上海市仅商业楼宇、分布式能源、电动汽车、用户侧三联供等资源构成的各类虚拟电厂建设潜力总计可达3090MW以上,通过调动需求侧资源参与需求响应来调节,相较于发电侧调节更经济可靠。

⬆ 图3 上海虚拟电厂的建设情况

宁夏源网荷储互动典型案例交易通过低谷弃电曲线追踪促进新能源消纳。该过程中,新能源场站预测自身出力,确定市场交易电量的曲线特征,并提交交易平台挂牌交易;用户、储能等需求侧市场主体在确认可调节能力后可自行摘牌;交易中心确认各用户的交易负荷曲线,并提交电网;电网向用户、储能等需求侧市场主体发送调度指令,执行新能源的追踪消纳。该案例通过荷随源动,在高比例新能源系统中,促进需求侧发展的可控性、灵活性,帮助火电共同参与电力平衡。作为源网荷储互动的典型案例,其针对宁夏的地域特征,提出利用需求侧与电网、发电侧资源的互动来实现高比例新能源的消纳交易机制。该机制为新能源丰富区域的电力市场建设提供了参考,是未来促进供需互动的可靠方式。

⬆ 图4 宁夏源网荷储互动典型案例

本文引文信息

宋莉,刘敦楠,庞博,等. 需求侧资源参与电力市场机制及典型案例实践综述[J]. 全球能源互联网,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).

关键字:电力市场

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