2.1 政策機(jī)制保障層面

 

我國(guó)自2015年以來(lái),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(yīng)急機(jī)制做好電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作的通知》(發(fā)改運(yùn)行〔2015〕703號(hào))、關(guān)于印發(fā)《江蘇省電力需求響應(yīng)實(shí)施細(xì)則》的通知(蘇經(jīng)信電力〔2015〕368 號(hào))、《關(guān)于明確2016年實(shí)施電力需求響應(yīng)有關(guān)工作的通知》(蘇經(jīng)信電力〔2016〕283號(hào))、《關(guān)于做好2017年有序用電和需求響應(yīng)有關(guān)工作的通知》(蘇經(jīng)信電力〔2017〕48號(hào))、《關(guān)于有序放開(kāi)發(fā)用電計(jì)劃的通知》(發(fā)改運(yùn)行〔2017〕294號(hào))、《電力需求側(cè)管理辦法(修訂版)》、《關(guān)于進(jìn)一步深化電力需求響應(yīng)工作的通知》(蘇經(jīng)信電力〔2017〕560號(hào))、《關(guān)于印發(fā)江蘇省電力市場(chǎng)組織實(shí)施方案的通知》(蘇經(jīng)信電力〔2017〕915號(hào))等。相關(guān)政策明確了在需求側(cè)建立長(zhǎng)效機(jī)制的目標(biāo)及DR資源在電力市場(chǎng)開(kāi)放環(huán)境下的地位,同時(shí)也指出了在分布式能源快速發(fā)展、參與實(shí)體多元化的背景下,進(jìn)一步提升需求側(cè)交互響應(yīng)能力的目標(biāo)。然而目前仍然存在如下方面不足：

 

在DR業(yè)務(wù)組織實(shí)施方面,現(xiàn)有試點(diǎn)項(xiàng)目已經(jīng)基本摸清了DR業(yè)務(wù)的實(shí)施流程,未來(lái)還需要繼續(xù)探索長(zhǎng)效DR機(jī)制,保障DR業(yè)務(wù)的規(guī)模化商業(yè)實(shí)施。當(dāng)前所謂的DR用戶積極性,并非一定是來(lái)源于資金獎(jiǎng)勵(lì)本身,更多的是迫于半行政化手段的壓力,未來(lái)還需通過(guò)出臺(tái)相關(guān)政策、優(yōu)化現(xiàn)有的業(yè)務(wù)模式,采用市場(chǎng)化手段引導(dǎo)用戶積極參與需求響應(yīng)項(xiàng)目,才能逐步摸索去行政化的完全自愿響應(yīng)模式。為了保障需求響應(yīng)業(yè)務(wù)的大規(guī)模推進(jìn)和應(yīng)用,還需要通過(guò)發(fā)布相應(yīng)的政策以保障需求響應(yīng)工作的組織和實(shí)施,在滿足用戶自愿性的前提下實(shí)施需求響應(yīng)。如：支持工業(yè)用戶中的非生產(chǎn)性空調(diào)及照明負(fù)荷參與實(shí)時(shí)需求響應(yīng),并適當(dāng)鼓勵(lì)工業(yè)用戶對(duì)于非生產(chǎn)性負(fù)荷進(jìn)行線路改造,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化柔性負(fù)荷互動(dòng)。

 

在成本效益核算方面,缺少合理的測(cè)算以及市場(chǎng)化引導(dǎo)目標(biāo)。若補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高,則會(huì)導(dǎo)致財(cái)政資金不必要的浪費(fèi),同時(shí)過(guò)多的用戶參與也會(huì)造成額外的資源浪費(fèi)。反之,若補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低,則無(wú)法充分調(diào)度用戶的參與積極性,達(dá)不到市場(chǎng)所需要的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。目前,現(xiàn)有政策對(duì)于DR補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)多是固定定價(jià)方式,未來(lái)DR項(xiàng)目指標(biāo)的認(rèn)購(gòu)應(yīng)是完全市場(chǎng)化的,可采取競(jìng)價(jià)方式,按照?qǐng)?bào)價(jià)的高低確定每個(gè)用戶的削減量和削減時(shí)段要求。為了DR項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中認(rèn)購(gòu)、響應(yīng)、結(jié)算等過(guò)程的效率,可以通過(guò)負(fù)荷聚合商進(jìn)行統(tǒng)一管理,而不是單獨(dú)用戶進(jìn)行認(rèn)購(gòu)。

 

在需求側(cè)市場(chǎng)環(huán)境方面,我國(guó)并沒(méi)有足夠的措施可以引導(dǎo)用戶在電能供給過(guò)剩時(shí)增加電量消費(fèi),而德國(guó)、荷蘭等多個(gè)國(guó)家均具備負(fù)電價(jià)機(jī)制,其中德國(guó)電能批發(fā)成本約占用戶電費(fèi)的20%,還包括各種稅收、可再生能源補(bǔ)貼以及輸電網(wǎng)使用的分?jǐn)傎M(fèi)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(fù)雜市場(chǎng)環(huán)境下應(yīng)充分發(fā)揮社會(huì)資本和第三方機(jī)構(gòu)的作用,未來(lái)DR項(xiàng)目將從緊急態(tài)向常態(tài)化發(fā)展,而且實(shí)施主體也將由電網(wǎng)公司主導(dǎo)實(shí)施向多主體實(shí)施發(fā)展,分級(jí)能源交易中心可自主執(zhí)行補(bǔ)貼、結(jié)算,而相關(guān)市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)的培育,均需要通過(guò)出臺(tái)相應(yīng)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(guó)售電市場(chǎng)逐步放開(kāi),在未來(lái)DR業(yè)務(wù)的參與者將逐漸增多,如：聚合商、服務(wù)商、監(jiān)管者、代理商、系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商、項(xiàng)目管理者、第三方機(jī)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(fù)雜。為了達(dá)到底層信息通信支撐系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo),電網(wǎng)企業(yè)或者聚合商DR信號(hào)的發(fā)布方式、DR控制模式、DR信號(hào)接收者的形態(tài)均需要考慮[29]。以江蘇現(xiàn)有的需求響應(yīng)試點(diǎn)為例,所采用的大規(guī)模源網(wǎng)荷互動(dòng)系統(tǒng)與大電網(wǎng)智能運(yùn)行控制系統(tǒng)基于D5000平臺(tái)實(shí)現(xiàn)一體化集成,全面支撐“調(diào)控一體化”運(yùn)行和“調(diào)度一體化”管理,目前已經(jīng)具備了秒級(jí)以及毫秒級(jí)2套完全獨(dú)立的系統(tǒng),分別通過(guò)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(cè)系統(tǒng)、防火墻、縱向加密認(rèn)證裝置等投入,整體網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本、通道資源耗費(fèi)巨大,其他大多數(shù)省份難以復(fù)制推廣。

 

 

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

 

根據(jù)目前DR業(yè)務(wù)發(fā)展來(lái)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(duì)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(shí)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(jì)錄,但單獨(dú)建設(shè)蓄電系統(tǒng)投資耗費(fèi)巨大。而對(duì)于一般的商業(yè)樓宇以及居民用戶,雖然單體負(fù)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(guó)發(fā)展DR資源調(diào)控時(shí)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮[30]?，F(xiàn)有的DR試點(diǎn)大多采用“抓大放小”的思路,對(duì)于中小型負(fù)荷關(guān)注較少。目前試點(diǎn)項(xiàng)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(fēng)機(jī)、自建儲(chǔ)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(fù)荷聚合商選擇用戶側(cè)負(fù)荷。然而,近期的學(xué)術(shù)研究已經(jīng)逐步呈現(xiàn)出對(duì)于中小型單體負(fù)荷參與需求響應(yīng)的關(guān)注態(tài)勢(shì),如：熱水器需求響應(yīng)能力測(cè)算[31],空調(diào)負(fù)荷的精細(xì)化控制模型[32]、電動(dòng)汽車參與風(fēng)電協(xié)同調(diào)度[33]、數(shù)據(jù)中心參與多電力市場(chǎng)調(diào)度[34]等。相比于大型工業(yè)用戶,單體負(fù)荷資源的響應(yīng)往往具有較大隨機(jī)性,而且還會(huì)受到其擁有主體的行為影響,但大量分散負(fù)荷聚合之后會(huì)呈現(xiàn)出資源聚合體的特有特征,可通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)學(xué)估算方法完成其響應(yīng)能力的測(cè)算[35]。而且,用戶側(cè)資源進(jìn)行整合之后,也具備了一定的參與需求響應(yīng)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(fù)荷聚合商合作,開(kāi)展針對(duì)大量分散負(fù)荷的DR業(yè)務(wù)擴(kuò)展,同時(shí)利用邊緣計(jì)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(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與用戶側(cè)自動(dòng)化設(shè)備交互的應(yīng)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(xiàng)目類別多,對(duì)需求響應(yīng)設(shè)備制造商提出了較大的挑戰(zhàn)。OpenADR是勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室需求響應(yīng)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(yīng)用[38]。2017年,IEC新成立的SEG9劃分4個(gè)工作組主要負(fù)責(zé)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(biāo)準(zhǔn)映射工作的分工,并計(jì)劃于2018年底完成。此外,為了支撐需求側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作,多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化工作組基于SGAM模型構(gòu)建了專用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議[39]。

 

在已有的OpenADR協(xié)議中,定義了包括oadrEvent、oadrOpt、oadrReport、oadrRegisterParty等標(biāo)準(zhǔn)服務(wù),每項(xiàng)服務(wù)下面又包含了多個(gè)子模塊。以oadrCreatedEvent事件子模塊為例,通過(guò)不同事件的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)VTN和VEN間的復(fù)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(biāo)VEN可以自主決策是否進(jìn)行響應(yīng)。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(wù)的發(fā)展階段,開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)接口未來(lái)應(yīng)當(dāng)能夠支持包括直接控制類信號(hào)(L1)、削減量信號(hào)(L2)、控制決策類信號(hào)(L3)、價(jià)格類信號(hào)(L4)等不同形態(tài)的DR信號(hào)接入,并具備OpenADR 2.0b以及我國(guó)電力需求響應(yīng)信息交換規(guī)范(行標(biāo)18版)的自主規(guī)約轉(zhuǎn)換,如圖3所示。

 

 

圖3 我國(guó)開(kāi)放式需求響應(yīng)服務(wù)平臺(tái)架構(gòu)(兼容OpenADR2.0b及行標(biāo)18版)