需求側資源參與電力市場機制及典型案例實踐綜述
宋莉1，劉敦楠2*，龐博1，梁赫霄1，王玲湘2，李增彬1，劉杰3
（1．北京電力交易中心有限公司；2．華北電力大學經濟與管理學院；3.北京科東電力控制系統(tǒng)有限責任公司）
本文發(fā)表在《全球能源互聯網》2021年第4期“能源轉型中的電力系統(tǒng)規(guī)劃關鍵技術及案例研究”專題上，歡迎點擊品讀。本文受北京電力交易中心管理咨詢項目、國家社科基金重大項目（19ZDA081）資助。
文章導讀
隨著能源轉型和能源互聯網發(fā)展，需求側靈活性資源，如儲能、柔性負荷、虛擬電廠、電動汽車、微電網等不斷涌現，亟需可靠的市場機制對這些資源進行管理。傳統(tǒng)的需求側管理往往依靠政府補貼、分時電價，然而，這兩種模式都無法適應可再生能源與負荷共同波動影響下，引導靈活性資源參與電力平衡調控的需要，也無法支撐能源轉型和新業(yè)態(tài)的發(fā)展。為探索新的市場模式，北京電力交易中心啟動了基于電力物聯網的典型示范工程建設。本文根據這些典型示范工程建設情況，梳理和總結現階段的三種典型需求側資源參與市場交易的機制。
文章亮點
（1）總結需求側參與調峰輔助服務、需求響應、可再生能源棄電消納、分布式資源靈活互動以及電力中長期交易多種機制下的交易機制；
（2）結合交易中心示范工程的典型案例對需求側參與電力市場的交易機制做深入分析，并總結未來需求側資源參與電力市場面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展路徑。
摘要
隨著電力市場改革的不斷深入，需求側資源參與電力市場將促進高比例新能源接入并推動競爭型零售電力市場發(fā)展，為電力系統(tǒng)的經濟可靠運行提供更有效的保障。本文首先分析了需求側資源參與電力市場的發(fā)展路徑；進而，依托電力需求側市場主體參與電力市場的典型案例，對需求側資源參與輔助服務市場、新能源交易和電力中長期市場的市場機制和典型案例進行整理與分析；最后，基于現階段需求側資源在市場規(guī)則、市場競爭力、用戶行為和優(yōu)化調度技術等方面的發(fā)展瓶頸提出針對性建議，為電力市場的發(fā)展和新能源消納提供了重要支撐。
主要內容
從政策成熟度和技術成熟度分析需求側資源參與電力市場的多樣化市場機制，并結合相關試點的典型案例進行解釋，可以為需求側資源參與電力市場和新型電力系統(tǒng)的建設提供支撐。
客觀評價需求側市場新模式的地區(qū)技術差異和政策差異，并因地制宜地開展創(chuàng)新項目示范工程，是影響需求側市場建設效果的關鍵。針對需求側參與輔助服務，西北、東北、華北、華東等多個地區(qū)已經出臺了相關文件，相關政策已經較為成熟，主要發(fā)展瓶頸在于需求側資源的實時優(yōu)化調度、負荷預測、負荷管理等技術問題。針對需求側參與需求響應，中國已經有不少地區(qū)開展了需求響應的試點實踐，相關響應技術已經較為成熟，但還需要進一步討論需求響應的補貼力度、發(fā)放主體等政策問題。需求側參與低谷棄電曲線追蹤的過程中，一方面需要建立規(guī)范的市場交易制度，另一方面需要需求側的實時負荷追蹤消納，目前無論是交易模式還是響應模式都在探索過程中。新能源與用戶偏差替代主要通過新能源與用戶簽訂金融合同實現，交易對政策成熟度要求較高。兼顧現貨的電力中長期曲線交易是中國正在建設的電力市場，政策成熟度正在積極推進，技術成熟度主要面臨市場競價、出清、安全校核、考核結算等技術難點。
? 圖1 市場模式的政策與技術成熟度分析
電力需求側用戶應在綜合考慮多種市場參與條件和效益的情況下，合理配置資源以獲得最大市場效益。除需求響應和輔助服務市場交易，用戶可以利用需求側資源的靈活性和供需互動靈活性充分挖掘市場潛力。本文考慮面向供需靈活互動的電力市場，總結了6種需求側資源參與電力市場的模式，其特點、效益來源、能力實現方式和適用條件如圖2所示。
? 圖2 需求側資源參與電力市場的模式
上海市虛擬電廠典型案例通過建設虛擬電廠調節(jié)需求側資源保證電力供需穩(wěn)定。該典型案例主要包括樓宇2200MW、分布式光伏800MW、電動汽車90MW以及用戶側三聯供5.3MW。該案例中，上海市僅商業(yè)樓宇、分布式能源、電動汽車、用戶側三聯供等資源構成的各類虛擬電廠建設潛力總計可達3090MW以上，通過調動需求側資源參與需求響應來調節(jié)，相較于發(fā)電側調節(jié)更經濟可靠。
? 圖3 上海虛擬電廠的建設情況
寧夏源網荷儲互動典型案例交易通過低谷棄電曲線追蹤促進新能源消納。該過程中，新能源場站預測自身出力，確定市場交易電量的曲線特征，并提交交易平臺掛牌交易；用戶、儲能等需求側市場主體在確認可調節(jié)能力后可自行摘牌；交易中心確認各用戶的交易負荷曲線，并提交電網；電網向用戶、儲能等需求側市場主體發(fā)送調度指令，執(zhí)行新能源的追蹤消納。該案例通過荷隨源動，在高比例新能源系統(tǒng)中，促進需求側發(fā)展的可控性、靈活性，幫助火電共同參與電力平衡。作為源網荷儲互動的典型案例，其針對寧夏的地域特征，提出利用需求側與電網、發(fā)電側資源的互動來實現高比例新能源的消納交易機制。該機制為新能源豐富區(qū)域的電力市場建設提供了參考，是未來促進供需互動的可靠方式。
? 圖4 寧夏源網荷儲互動典型案例
本文引文信息
宋莉，劉敦楠，龐博，等. 需求側資源參與電力市場機制及典型案例實踐綜述[J]. 全球能源互聯網，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).
