電能不能大規(guī)模經(jīng)濟(jì)存儲(chǔ),而且供需雙方需要保證實(shí)時(shí)平衡,電力系統(tǒng)的這些特性要求電網(wǎng)必須預(yù)先規(guī)劃以確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,也決定了電力市場(chǎng)在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)并不是理想的完全競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。在傳統(tǒng)的電力體制下,只有通過新建更多的發(fā)電和輸電設(shè)施來適應(yīng)電力系統(tǒng)的發(fā)展,而在引入DR以后,由于DR的立足點(diǎn)是放松零售價(jià)格管制并提高需求彈性,它也是全面參與電力市場(chǎng)的新資源,因而,可以用相對(duì)低廉的成本來解決這些問題。各國的電力市場(chǎng)發(fā)展模式都在不斷探索和完善中。美國加州電力市場(chǎng)失敗的教訓(xùn)表明由于缺乏需求側(cè)的實(shí)時(shí)響應(yīng),加上出現(xiàn)電力供應(yīng)緊張情況造成了電力賣方市場(chǎng)。因此,只有把需求側(cè)和供應(yīng)側(cè)同等對(duì)待,才能形成一個(gè)真正良性運(yùn)行的電力市場(chǎng)。

 

基于這個(gè)背景,許多國家和地區(qū)對(duì)DR進(jìn)行了廣泛的研究與實(shí)踐,尤其是美國在開展DR方面組織完善,取得了良好的效果。2005年8月,美國總統(tǒng)布什簽署了能源政策法案(EPACT),該法案明確規(guī)定了將對(duì)實(shí)施DR給予大力支持,之后,美國能源部于2006年2月向美國國會(huì)提交了DR的研究報(bào)告，詳細(xì)闡述了實(shí)施DR的效益和相關(guān)建議。另外,美國聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)(FERC)也分別于2006年8月和2007年9月向美國國會(huì)提交了DR的年度報(bào)告,系統(tǒng)地分析了DR的實(shí)施背景與現(xiàn)狀、DR對(duì)系統(tǒng)的影響以及高級(jí)計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施(advancedmeteringinfrastructure，AMI)在DR中的應(yīng)用。目前,美國加州ISO(CAISO)、新英格蘭ISO(ISO-NE)和賓夕法尼亞)新澤西)馬里蘭(PJM)RTO等7個(gè)ISO/RTO,以及太平洋天然氣與電氣(PG&E)和南加州愛迪生(SCE)等眾多電力公司都已經(jīng)陸續(xù)建立了基于市場(chǎng)運(yùn)作的DR項(xiàng)目。根據(jù)美國各個(gè)ISO/RTO的統(tǒng)計(jì),在2006年夏季高峰負(fù)荷時(shí)期,通過實(shí)施DR降低了系統(tǒng)114%~411%的高峰負(fù)荷。其他國家和地區(qū)(如英國、北歐、澳大利亞等)的電力市場(chǎng)也開展了DR項(xiàng)目。

 

1需求側(cè)響應(yīng)分類

 

DR的概念是美國在進(jìn)行了電力市場(chǎng)化改革以后,針對(duì)DSM如何在競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中充分發(fā)揮作用以維持系統(tǒng)可靠性和提高市場(chǎng)運(yùn)行效率而提出的。廣義上來說,DR可以定義為電力市場(chǎng)中的用戶針對(duì)市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)或者激勵(lì)機(jī)制做出響應(yīng),并改變正常電力消費(fèi)模式的市場(chǎng)參與行為。

 

根據(jù)美國能源部的研究報(bào)告[3],可以按照用戶不同的響應(yīng)方式將電力市場(chǎng)下的DR劃分為以下2種類型:基于價(jià)格的DR(price-basedDR)和基于激勵(lì)的DR(incentive-basedDR)。

 

1.1基于價(jià)格的DR

 

基于價(jià)格的DR是指用戶響應(yīng)零售電價(jià)的變化并相應(yīng)地調(diào)整用電需求,包括分時(shí)電價(jià)(time-of-usepricing，TOU)、實(shí)時(shí)電價(jià)(real-timepricing,RTP)、和尖峰電價(jià)(criticalpeakpricing，CPP)等。用戶通過內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)決策過程,將用電時(shí)段調(diào)整到低電價(jià)時(shí)段,并在高電價(jià)時(shí)段減少用電,來實(shí)現(xiàn)減少電費(fèi)支出的目的。參與此類DR項(xiàng)目的用戶可以與DR實(shí)施機(jī)構(gòu)簽訂相關(guān)的定價(jià)合同,但用戶在進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整時(shí)是完全自愿的。目前,在美國主要

 

有以下3種零售電價(jià)的執(zhí)行方式:

 

1)強(qiáng)制電價(jià)(mandatory-servicepricing)。強(qiáng)制用戶執(zhí)行某種電價(jià),如強(qiáng)制大用戶執(zhí)行TOU。

 

2)默認(rèn)電價(jià)(default-servicepricing)。設(shè)定一種電價(jià)作為用戶的默認(rèn)電價(jià),如果用戶不接受,可以選擇其他電價(jià)。

 

3)可選擇電價(jià)(optiona-lservicepricing)。提供、用戶一個(gè)電價(jià)選擇表,用戶根據(jù)自身情況可以選擇其中的一種。

 

1.2基于激勵(lì)的DR

 

基于激勵(lì)的DR是指DR實(shí)施機(jī)構(gòu)通過制定確定性的或者隨時(shí)間變化的政策,來激勵(lì)用戶在系統(tǒng)可靠性受到影響或者電價(jià)較高時(shí)及時(shí)響應(yīng)并削減負(fù)荷,包括直接負(fù)荷控制(directloadcontrol，DLC))、可中斷負(fù)荷(interruptibleload，IL)、需求側(cè)競(jìng)價(jià)(demandsidebidding，DSB)、緊急需求響應(yīng)(emergencydemandresponse，EDR)和容量/輔助服務(wù)計(jì)劃(capacity/ancillaryserviceprogram，CASP)等。激勵(lì)費(fèi)率一般是獨(dú)立于或者疊加于用戶的零售電價(jià)之上的,并且有電價(jià)折扣或者切負(fù)荷賠償這2種方式。參與此類DR項(xiàng)目的用戶一般需要與DR的實(shí)施機(jī)構(gòu)簽訂合同,并在合同中明確用戶的基本負(fù)荷消費(fèi)量和削減負(fù)荷量的計(jì)算方法、激勵(lì)費(fèi)率的確定方法以及用戶不能按照合同規(guī)定進(jìn)行響應(yīng)時(shí)的懲罰措施等。

 

這2類DR項(xiàng)目存在一定的內(nèi)在聯(lián)系,而且可以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。例如,通過實(shí)施基于電價(jià)的DR項(xiàng)目,可以使用戶響應(yīng)價(jià)格變化并做出負(fù)荷調(diào)整,從而削減價(jià)格高峰和緩解系統(tǒng)備用不足,進(jìn)一步也可以降低實(shí)施基于激勵(lì)的DR項(xiàng)目的必要性。因而,DR實(shí)施機(jī)構(gòu)在制定各類DR項(xiàng)目時(shí),需要考慮各個(gè)子類的互補(bǔ)性,如美國加州PG&E公司就規(guī)定參與了CPP的用戶不能再參與IL等基于激勵(lì)的DR項(xiàng)目。

 

由于DR和能效都可以實(shí)現(xiàn)削峰、減緩需求增長(zhǎng)速度和節(jié)省用戶電費(fèi)支出,因而,可以將這2種資源統(tǒng)稱為需求資源(demandresources)[5]。圖1說明了在各個(gè)時(shí)間尺度上能效和各類DR項(xiàng)目與電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行的關(guān)系[3-5]。可以看出,從年度系統(tǒng)規(guī)劃到實(shí)時(shí)市場(chǎng)調(diào)度,DR可在不同時(shí)間尺度上靈活部署,并參與協(xié)調(diào)市場(chǎng)定價(jià)與系統(tǒng)調(diào)度管理。

 

 

圖1DR在電力系統(tǒng)規(guī)劃和運(yùn)行中的作用

 

（未完待續(xù)）

 

原標(biāo)題:知識(shí)百科|電力市場(chǎng)環(huán)境下的需求側(cè)響應(yīng)（一）