2.1 政策機制保障層面

 

我國自2015年以來,連續(xù)發(fā)布了一系列相關(guān)政策文件,如：《關(guān)于完善電力應急機制做好電力需求側(cè)管理城市綜合試點工作的通知》(發(fā)改運行〔2015〕703號)、關(guān)于印發(fā)《江蘇省電力需求響應實施細則》的通知(蘇經(jīng)信電力〔2015〕368 號)、《關(guān)于明確2016年實施電力需求響應有關(guān)工作的通知》(蘇經(jīng)信電力〔2016〕283號)、《關(guān)于做好2017年有序用電和需求響應有關(guān)工作的通知》(蘇經(jīng)信電力〔2017〕48號)、《關(guān)于有序放開發(fā)用電計劃的通知》(發(fā)改運行〔2017〕294號)、《電力需求側(cè)管理辦法(修訂版)》、《關(guān)于進一步深化電力需求響應工作的通知》(蘇經(jīng)信電力〔2017〕560號)、《關(guān)于印發(fā)江蘇省電力市場組織實施方案的通知》(蘇經(jīng)信電力〔2017〕915號)等。相關(guān)政策明確了在需求側(cè)建立長效機制的目標及DR資源在電力市場開放環(huán)境下的地位,同時也指出了在分布式能源快速發(fā)展、參與實體多元化的背景下,進一步提升需求側(cè)交互響應能力的目標。然而目前仍然存在如下方面不足：

 

在DR業(yè)務組織實施方面,現(xiàn)有試點項目已經(jīng)基本摸清了DR業(yè)務的實施流程,未來還需要繼續(xù)探索長效DR機制,保障DR業(yè)務的規(guī)模化商業(yè)實施。當前所謂的DR用戶積極性,并非一定是來源于資金獎勵本身,更多的是迫于半行政化手段的壓力,未來還需通過出臺相關(guān)政策、優(yōu)化現(xiàn)有的業(yè)務模式,采用市場化手段引導用戶積極參與需求響應項目,才能逐步摸索去行政化的完全自愿響應模式。為了保障需求響應業(yè)務的大規(guī)模推進和應用,還需要通過發(fā)布相應的政策以保障需求響應工作的組織和實施,在滿足用戶自愿性的前提下實施需求響應。如：支持工業(yè)用戶中的非生產(chǎn)性空調(diào)及照明負荷參與實時需求響應,并適當鼓勵工業(yè)用戶對于非生產(chǎn)性負荷進行線路改造,實現(xiàn)精細化柔性負荷互動。

 

在成本效益核算方面,缺少合理的測算以及市場化引導目標。若補貼標準過高,則會導致財政資金不必要的浪費,同時過多的用戶參與也會造成額外的資源浪費。反之,若補貼標準過低,則無法充分調(diào)度用戶的參與積極性,達不到市場所需要的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。目前,現(xiàn)有政策對于DR補貼標準多是固定定價方式,未來DR項目指標的認購應是完全市場化的,可采取競價方式,按照報價的高低確定每個用戶的削減量和削減時段要求。為了DR項目執(zhí)行過程中認購、響應、結(jié)算等過程的效率,可以通過負荷聚合商進行統(tǒng)一管理,而不是單獨用戶進行認購。

 

在需求側(cè)市場環(huán)境方面,我國并沒有足夠的措施可以引導用戶在電能供給過剩時增加電量消費,而德國、荷蘭等多個國家均具備負電價機制,其中德國電能批發(fā)成本約占用戶電費的20%,還包括各種稅收、可再生能源補貼以及輸電網(wǎng)使用的分攤費用,考慮上述成本最終平均可以維持在

 

50€/(MW•h)的收益率。在復雜市場環(huán)境下應充分發(fā)揮社會資本和第三方機構(gòu)的作用,未來DR項目將從緊急態(tài)向常態(tài)化發(fā)展,而且實施主體也將由電網(wǎng)公司主導實施向多主體實施發(fā)展,分級能源交易中心可自主執(zhí)行補貼、結(jié)算,而相關(guān)市場及產(chǎn)業(yè)的培育,均需要通過出臺相應的政策以保障相關(guān)參與方的利益。

 

2.2 信息化支撐層面

 

2.2.1 通信組網(wǎng)

 

隨著我國售電市場逐步放開,在未來DR業(yè)務的參與者將逐漸增多,如：聚合商、服務商、監(jiān)管者、代理商、系統(tǒng)運營商、項目管理者、第三方機構(gòu)、用戶、發(fā)輸配電規(guī)劃者等,其信息交互與通信方式將更為復雜。為了達到底層信息通信支撐系統(tǒng)的優(yōu)化目標,電網(wǎng)企業(yè)或者聚合商DR信號的發(fā)布方式、DR控制模式、DR信號接收者的形態(tài)均需要考慮[29]。以江蘇現(xiàn)有的需求響應試點為例,所采用的大規(guī)模源網(wǎng)荷互動系統(tǒng)與大電網(wǎng)智能運行控制系統(tǒng)基于D5000平臺實現(xiàn)一體化集成,全面支撐“調(diào)控一體化”運行和“調(diào)度一體化”管理,目前已經(jīng)具備了秒級以及毫秒級2套完全獨立的系統(tǒng),分別通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和專用線路接入(如圖2所示),再考慮入侵檢測系統(tǒng)、防火墻、縱向加密認證裝置等投入,整體網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本、通道資源耗費巨大,其他大多數(shù)省份難以復制推廣。

 

 

圖2 江蘇省現(xiàn)行大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

 

根據(jù)目前DR業(yè)務發(fā)展來看,改造后的大型工商業(yè)用戶或者已經(jīng)具有良好網(wǎng)絡(luò)條件的需求側(cè)資源,可以采用現(xiàn)有的方案,然而對于大量分散型的中小型用戶而言,目前的方式尚且不具備實施的條件。盡管特斯拉曾創(chuàng)下140 ms內(nèi)輸送100 MW電力的紀錄,但單獨建設(shè)蓄電系統(tǒng)投資耗費巨大。而對于一般的商業(yè)樓宇以及居民用戶,雖然單體負荷容量很小,但其數(shù)量眾多,而且具備柔性調(diào)節(jié)的潛力,在我國發(fā)展DR資源調(diào)控時應當重點考慮[30]。現(xiàn)有的DR試點大多采用“抓大放小”的思路,對于中小型負荷關(guān)注較少。目前試點項目基本還是以工業(yè)用戶為主(制造、采礦占比高),除部分生產(chǎn)設(shè)備外大多以空調(diào)、風機、自建儲能為主,公建用戶則以溫度控制、提前蓄能為主,只有極少數(shù)負荷聚合商選擇用戶側(cè)負荷。然而,近期的學術(shù)研究已經(jīng)逐步呈現(xiàn)出對于中小型單體負荷參與需求響應的關(guān)注態(tài)勢,如：熱水器需求響應能力測算[31],空調(diào)負荷的精細化控制模型[32]、電動汽車參與風電協(xié)同調(diào)度[33]、數(shù)據(jù)中心參與多電力市場調(diào)度[34]等。相比于大型工業(yè)用戶,單體負荷資源的響應往往具有較大隨機性,而且還會受到其擁有主體的行為影響,但大量分散負荷聚合之后會呈現(xiàn)出資源聚合體的特有特征,可通過概率統(tǒng)計學估算方法完成其響應能力的測算[35]。而且,用戶側(cè)資源進行整合之后,也具備了一定的參與需求響應的潛力。目前電網(wǎng)企業(yè)也在考慮與京東、海爾等第三方負荷聚合商合作,開展針對大量分散負荷的DR業(yè)務擴展,同時利用邊緣計算技術(shù)也可以有效緩解云端的網(wǎng)絡(luò)壓力[36]。

 

2.2.2 互操作管理

 

OpenADR協(xié)議是目前實現(xiàn)電網(wǎng)與用戶側(cè)自動化設(shè)備交互的應用最為廣泛的協(xié)議[37],由于電網(wǎng)側(cè)與用戶側(cè)的設(shè)備、系統(tǒng)數(shù)量眾多且形態(tài)各異,所執(zhí)行的DR項目類別多,對需求響應設(shè)備制造商提出了較大的挑戰(zhàn)。OpenADR是勞倫斯伯克利國家實驗室需求響應研究中心最早發(fā)布的交互式協(xié)議,目前已經(jīng)在業(yè)界得到一定規(guī)模的應用[38]。2017年,IEC新成立的SEG9劃分4個工作組主要負責解決需求側(cè)相關(guān)資源的信息交互與協(xié)議映射工作,其中WG3已經(jīng)完成了標準映射工作的分工,并計劃于2018年底完成。此外,為了支撐需求側(cè)的標準化工作,多個標準化工作組基于SGAM模型構(gòu)建了專用的標準協(xié)議[39]。

 

在已有的OpenADR協(xié)議中,定義了包括oadrEvent、oadrOpt、oadrReport、oadrRegisterParty等標準服務,每項服務下面又包含了多個子模塊。以oadrCreatedEvent事件子模塊為例,通過不同事件的設(shè)計可以實現(xiàn)VTN和VEN間的復雜交互。VTN初始化發(fā)出oadrDistrubuteEvent將事件發(fā)布至VEN,具體oadrCreatedEvent又包括RequestID、VTNID、oadrEvent等信息模型,目標VEN可以自主決策是否進行響應。具體信息如表2所示。

 

 

 

表2 oadrCreatedEvent事件子類模塊

 

根據(jù)DR業(yè)務的發(fā)展階段,開放式標準接口未來應當能夠支持包括直接控制類信號(L1)、削減量信號(L2)、控制決策類信號(L3)、價格類信號(L4)等不同形態(tài)的DR信號接入,并具備OpenADR 2.0b以及我國電力需求響應信息交換規(guī)范(行標18版)的自主規(guī)約轉(zhuǎn)換,如圖3所示。

 

 

圖3 我國開放式需求響應服務平臺架構(gòu)(兼容OpenADR2.0b及行標18版)