“源网荷储”互动降低能源转型综合成本
能源革命要求从“源网荷储”各环节提高电力系统的灵活调节能力。随着能源革命深入推进,我国新能源装机快速增长,区外来电比例日益提高,负荷峰谷差持续拉大,尖峰负荷持续时间逐步缩短,电力系统实时功率平衡对灵活调节能力的需求提高。但是,当前主要通过传统电源无偿调节、煤电灵活性改造、抽水蓄能、电网侧储能、跨省跨区互济等电源侧和电网侧资源予以应对。“十四五”期间,一方面,我国新能源消纳、电网调峰调频、电网安全运行等将面临更大压力和挑战;另一方面,电动汽车、储能、智能家居、负荷聚合商、综合能源、虚拟电厂等负荷侧新业态蓬勃兴起,为“源网荷储”互动提供了潜在可调节资源和市场机遇。因此,亟需转变“源随荷动”的传统模式,通过“源网荷储”互动提高电力系统灵活性。
“源网荷储”互动已积累大量成熟经验
一是强化技术标准引领和智能化技术应用,实现“源网荷储”资源协调控制。
在技术标准制定方面,欧盟发布了智能仪表、通信设备等制造规范和标准;美国、日本发布开放式自动需求侧响应国家标准或接口规范;澳大利亚实施空调、热水器、水泵等需求侧响应接口强制性标准;国内则颁布实施了需求侧响应系统通用标准,但自动需求侧响应、负荷控制调节等标准仍需加快制修订。
在智能化技术应用方面,欧盟各国推广智能电表、智能能量盒和家电“即插即用”系统,提高负荷设备控制和决策响应能力;美国加州电网运营商利用智能逆变控制器双向调节风电场功率,使其具备调峰调频能力;日本利用互联网技术为发电站、储能系统、屋顶光伏、分布式风电等设备分配IP地址,并通过能量路由器灵活调配电力;国内部分地区开展了负荷聚合控制技术示范应用,实现分散式空调、热水器、电开水炉和洗衣机等负荷的聚合控制。
二是完善价格机制和交易机制,利用市场化方式激励“源网荷储”资源参与调节。
在价格机制方面,英国、法国、芬兰较早采取分时电价,鼓励用户参与需求侧响应;英格兰、威尔士、瑞典、挪威开展需求侧竞价,抑制了负荷尖峰;澳大利亚虚拟电厂运营商参与市场交易获利后,以30%折扣价格向聚合用户出售电力,分享“源网荷储”协同互动红利;我国建立了峰谷电价、尖峰电价和激励补偿机制,部分省区探索了需求侧响应的机制,但受制于分时电价机制缺失,自主响应的路径还不畅通。
在市场交易方面,英国、法国、德国、美国需求侧资源可参与电能量市场、辅助服务市场和容量市场;日本建立“负瓦特”市场机制,引导用户节电降低负荷并在市场中出售获益;澳大利亚需求侧响应可参与批发市场竞价和调频市场;国内京津唐、江苏等少数地区储能已可参与调峰市场,江苏、山东探索了需求侧响应单边竞价模式,但需求侧响应还无法参与能量市场和辅助服务市场。
三是制定政策和行业规则,为“源网荷储”资源参与调节提供有力支持。
在政策制定方面,欧盟设立了公共效益基金支持需求侧响应技术应用和市场建设,需求侧响应达最大负荷的4%;美国出台政策将需求侧响应上升为国家行动,部分州的需求侧响应达最大负荷的20%,18个州实施了系统效益收费制度,在电价中加收2%-3%费用支持需求响应;日本实施能源革新战略和日本再兴战略,为虚拟电厂技术提供补贴,计划2030年需求侧响应达最大负荷的6%;国内稳步推进火电机组灵活性改造,完善电力辅助服务补偿或市场机制,要求需求侧调峰能力占最大负荷的3%,负荷控制能力占最大负荷的10%。
在行业规则方面,法国、德国完善市场规则,降低门槛,鼓励需求侧实体参与市场;美国、丹麦立法支持需求侧资源可等同发电资源,参与电力批发市场;澳大利亚立法激励零售商与发电厂签订合同或直接投资调节资源、与用户签订需求侧响应合同;在国内,山西要求煤电机组灵活性改造容量与新能源装机匹配,河南支持电网企业需求侧响应补贴纳入输配电价核定。
技术、市场、政策仍有完善空间
近年来,国内外结合电网实际需求,借助先进技术,利用灵活市场机制,完善政策措施,在“源网荷储”协同互动方面做了很多实践,取得一定成效。如针对电力供需平衡问题,利用市场机制调动灵活调节电源、跨区调节容量和需求侧响应资源加以解决;针对电网安全稳定问题,通过市场机制调动储能参与调频、补贴激励精准控制毫秒级可中断负荷加以解决;针对可再生能源消纳和电网调峰问题,通过跨区电能交易、平衡市场、分时电价等市场化机制加以解决等。
从国外经验看,各国强调标准引领和智能化技术应用,以能效管理带动负荷侧资源利用业务发展,“源网荷储”资源深度参与电能量市场和辅助服务市场,强化市场机制和政策支持,以稳定的政策和收益预期推动“源网荷储”技术应用和市场培育。虽然我国出台了尖峰电价、补贴激励、有偿调峰等政策,初步探索了需求响应竞价机制,但实时需求侧响应和精准负荷控制技术应用还处于示范阶段,缺乏用户侧资源参与能量市场和辅助服务市场的机制,煤电机组灵活性改造、新能源储能等约束性政策以及补贴资金渠道有待进一步优化。建议下一步在“源网荷储”技术体系、市场机制和政策支持等方面进一步完善提升。
在技术体系方面,一要推动建立负荷侧资源利用技术标准。强化政府、行业和企业协同,加快建立“源网荷储”相关终端设备、通信接口、并网运行和控制等技术标准,打通负荷设备、采集终端、负荷聚合商、虚拟电厂系统、电网调度系统、交易系统之间的数据和控制通道,实现负荷资源可观可测、可控可调的闭环集约管理。
二要持续深化可调节负荷精准控制技术应用。目前我国仅少数地区实现了秒级和毫秒级负荷精准控制。需进一步推动负荷监测系统、负荷聚合平台、负荷自治控制终端建设,深化负荷聚合调控和精准预测技术应用,提高负荷调节的精度,为可调节负荷参与电力交易和辅助服务提供技术基础。
三要深入开展能源数字技术应用和综合能源服务。发挥能效管理市场的导入作用,通过负荷管理平台,利用能源大数据技术,加强用电数据分析,刻画用户行为和画像,提供能效管理等综合能源服务,提高用户收益,激发用户参与“源网荷储”互动的积极性。
在市场机制方面,一要深化支撑“源网荷储”互动的市场机制设计。将需求侧响应、虚拟电厂等资源纳入中长期、现货和辅助服务市场。完善辅助服务补偿机制,动态优化调整辅助服务最高限价,提高收益水平。加快衔接省间和跨省辅助服务市场。现货市场成熟后,电能量市场融合调峰辅助服务市场作用,优化配置“源网荷储”调节资源。
二要逐步健全负荷侧资源辅助服务竞价机制。初期,设置独立的负荷侧资源辅助服务市场,由负荷侧资源主体间参照标杆价格开展竞价,引导低成本市场主体积极参与,培育市场认知度。后期,随可调负荷资源广泛参与,逐步实现发电侧、负荷侧资源同台竞价,形成统一完整的辅助服务市场。
三要建立常态化实时需求侧响应容量激励机制。针对实时需求侧响应资源制定年度保底容量认定规则,对常年保持有效在线水平的实时需求侧响应负荷资源,按认定保底容量执行常态化年度激励,按实际调控响应量执行单次响应激励,提升负荷资源实时响应参与积极性。
四要建立需求侧响应参与清洁能源消纳的交易机制。按照“谁受益、谁出资”原则,尖峰电价资金池仅用于削峰需求侧响应激励。针对填谷需求侧响应,建立清洁能源消纳交易机制。由新能源发电商按需发起邀约报价,负荷侧资源响应执行后,按成交价获得相应激励。
在政策支持方面,一要积极争取政策持续提升电源侧调节能力。加快出台煤电机组灵活性改造促进政策,积极探索年度煤电机组灵活性改造容量与新增新能源装机容量、煤电发电利用小数挂钩,推动煤电机组通过技术改造实现最小出力低至30%的深度调节能力。出台新能源联合储能项目优先建设和并网的支持政策。
二要积极争取政策持续提升负荷侧调节能力。出台政策支持有条件地区尽快构建占电网最大负荷5%的需求侧响应资源库。探索尖峰电价、偏差考核、跨省购售结余、政府专项补贴等资金渠道,鼓励有条件地区将电网企业需求侧响应补贴纳入输配电价核定,加快推动负荷侧资源聚合形成规模化应用。
原标题:“源网荷储”互动降低能源转型综合成本