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华北电力大学刘敦楠等:基于负荷品质梯级利用的快速需求响应市场机制设计

该文受国家电网公司科技项目“快速需求响应应对大功率缺失的调度策略研究”资助。



原文发表在《全球能源互联网》2019年第3期,欢迎品读。(点击查看)


作者:刘敦楠1,王梅宝1,江叶峰2,熊浩2,张振华2,赵家庆3

单位:1. 华北电力大学经济与管理学院2. 国网江苏省电力公司3. 国网苏州供电公司



文章导读


虽然需求响应得到了快速发展,技术水平不断提高。但是,当电网出现功率大量缺失情况时,为保障电网稳定运行,就需要在更短的时间内、更大的功率范围内进行调整,通常的需求响应负荷难以满足要求,需要调用响应速率更快、响应容量更大的需求侧资源。然而如何调用这些高品质需求侧资源,如何提高其参与积极性与响应经济性,如何对高品质需求响应成本进行补偿,都是在电网运行控制中需要考虑的问题。因此,本文针对当下形势,结合需求响应特点定义了快速需求响应负荷;考虑电网与用户侧的影响,提出了需求侧资源梯级利用方法,并设计了快速需求响应市场机制;最后,对需求响应补偿费用提出合理建议。旨在为提高需求侧资源参与市场积极性,保障电网安全、稳定、经济、低碳运行。


文章亮点


1.根据需求响应特点定义了快速需求响应负荷;结合响应负荷品质特性提出了需求侧资源梯级利用原则,构建了需求侧资源品质评价指标体系,并对需求侧资源梯级利用流程进行了详细描述。

2.基于快速需求响应负荷参与市场的方式,同时结合需求侧资源梯级利用方法,分别从市场准入、价格机制、信用机制三个方面设计了快速需求响应市场机制,并对需求响应补偿费用提出了合理建议。

文章摘要


根据需求侧资源“高品高用,低品低用”的目的,构建需求侧资源梯级利用方法如图1所示:

⬆ 图1 需求侧资源梯级利用原则

从需求侧资源特性、电网侧效益两方面构建了需求侧资源品质评价指标体系,如表1所示。

表1 需求侧资源品质评价指标

Table 1  Evaluation Index for DSM resource Qualit

属性

评价指标

指标解释

需求侧

响应能力X1

需求响应负荷的响应时间、响应容量等能力

用户经济性X2

参与电网调节带来的收益

响应可靠性X3

按电网需求提供规定需求响应的能力。

负荷曲线优化能力X4

“削峰填谷”能力

电网侧

电网经济性X5

电网所需付出的成本

电网恢复能力X6

需求响应提升电网稳定性能力

节能减排能力X7

需求响应带来的节能减排效益

基于快速需求响应负荷参与市场的方式,同时结合需求侧资源梯级利用方法,分别从市场准入、价格机制、信用机制以及费用来源四个方面设计了快速需求响应市场机制。

1. 准入机制结合快速需求响应负荷的定义及特点,规定其参与市场需满足以下条件:

1)规模要求。由独立运营商聚集的用户侧负荷群。主要包括:居民负荷群、商业负荷群及混合式负荷群等。

2)特性要求。具有超短期时间尺度响应能力且灵活性较高。

3)设备要求。快速需求响应供应商拥有负荷群控制中心,且可以与电网形成良好互动。

2. 价格机制基于双边合约的定价机制主要包括设备安装费补偿和快速需求响应补偿价格两部分。

1)设备安装费用。设备安装费是初期需求响应不可避免的成本,负荷参与快速需求响应需要重新安装智能插座、电压控制等设备,带来的固定成本投入,是需求响应供应商进行决策时需要考虑的重要因素。

2)快速需求响应补偿价格。快速需求响应补偿定价需根据不同的需求响应类型,区分需求响应的目标和需求响应的效果,进行差别定价。

3.信用机制。供应商每次按电网要求完成响应,将获得一定的信用分值。对于新参与市场的供应商,可完成普通情况下的需求响应累计获取信用分值。在梯级利用过程中,根据信用机制修正需求侧资源品质排序,信用较高的供应商,将获得优先响应权;相反,则降级。

4.费用来源。快速需求响应负荷补偿费用来源包括:①政府补贴;②电力系统调节备用考核;③尖峰电价。电力系统运营商应建立“资金池”,收取以上三部分费用,用于补偿快速需求响应负荷。其中,政府补贴可向政府申请,调节备用考核可延用并网发电机组考核规则,尖峰电价制定的主要目的还是通过高额尖峰电价敦促用户主动减少尖峰负荷


本文引文信息

刘敦楠,王梅宝,江叶峰,等. 基于负荷品质梯级利用的快速需求响应市场机制设计[J]. 全球能源互联网,2019,2(3):295-301.


Liu Dunnan, Wang Meibai , Jiang Yefeng, et al. Design of Rapid Demand Response Market Mechanism Based on Load Quality Grading Utilization[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2019, 2(3): 295-301(in Chinese).


研究团队

华北电力大学电力系统经济运行与管理研究所主要从事包括电力市场经济运行,能源互联网和综合能源优化运营,电力大数据和技术经济分析,电网调度自动化和能量管理系统。团队负责人刘敦楠担任新能源电力系统国家重点实验室需求侧管理研究室主任和华北电力大学能源互联网中心副主任。

研究团队作为快速需求响应应对大功率缺失的调度策略研究攻关团队的核心之一,主要负责快速需求响应类型及特性分析、快速需求响应市场激励机制设计研究,探索需求响应市场化交易机理,先后参与了多项需求侧管理相关工作。研究小组目前有副教授3名,博士后3名,博士研究生3名,硕士研究生5名。


作者简介

刘敦楠


副教授,博士生导师,华北电力大学经济与管理学院副院长


主要研究方向为电力经济运行、能源互联网、电力市场

E-mail:liudunnan@163.com



王梅宝


硕士研究生


从事电力系统稳定分析与控制、柔性直流输电数学模型、柔性直流电网控制理论和协调控制方法等方面的科研工作

E-mail:sswang@epri.sgcc.com.cn


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编辑张鹏

审核:白恺


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