在能源轉型發(fā)展的背景下,電源結構也在不斷優(yōu)化調整,新能源得到大規(guī)模開發(fā)利用,但由于經濟社會的發(fā)展對電力的需求仍較大,一味增加電源側供應能力不是上策。用戶側資源也很豐富,需要制定相關政策,引導源網荷友好互動,大力挖掘利用用戶側資源,在減少電力投資的同時,保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
用戶側資源利用已積累諸多經驗
用戶側資源是指安裝在用電側、屬于用戶所有、具備與電網互動能力的發(fā)電、用電和儲能等設備裝置,是可以參與調度的靈活性資源。從電網角度來看,用戶側資源可分為九類:包括自備電廠、冷熱電三聯(lián)供機組等發(fā)電裝置,工業(yè)生產、空調、電動汽車、智能家居等用電裝置,用戶側儲能、電蓄熱、冰蓄冷等儲能裝置。
用戶側資源一般通過削峰、填谷和精準實時負荷控制三種方式得到利用,可以在減緩電力系統(tǒng)投資的同時,實現(xiàn)促進能效提升、保持源網荷平衡、促進新能源消納、抵御事故風險等目的。
上海、北京、天津等地區(qū)通過能效管理實現(xiàn)節(jié)約用電,江蘇、天津、上海等電網迎峰度夏(冬)期間最大負荷不斷創(chuàng)出新高,實施削峰緩解電網供需壓力,上海、天津、新疆等電網實施填谷需求響應,解決電網調峰和清潔能源消納問題,江蘇完成了三期精準實時負荷控制系統(tǒng)建設,提升事故備用容量,具備了260萬千瓦毫秒級、376萬千瓦秒級精準負荷控制能力。
日本、美國、德國等國家也通過用戶側資源解決類似問題,積累了很多經驗。2015年3月20日,德國幾乎全境遭遇日全食,通過需求響應解決日食期間光伏出力下降造成的供需不平衡問題,用戶側響應負荷約380萬千瓦,占光伏出力下降量的46%。
綜合考慮各類用戶側資源的物理運行特性、工程實際經驗、未來發(fā)展趨勢、用戶使用習慣和互動意愿等因素,預計2020年全國用戶側資源總規(guī)模約15億千瓦,與當前火電裝機容量相當。如果這些潛力可以充分利用,將可替代270多臺百萬千瓦級的電源建設,扣除用戶側資源改造成本后,可節(jié)省電源建設和延緩配套電網投資6000多億元,經濟效益顯著。當然,協(xié)同考慮電源側和電網側資源利用,效益更佳。
應納入電網規(guī)劃、調度、營銷
大力挖掘用戶側資源,可以節(jié)省大量的投資,促進新能源的消納,為能源發(fā)展轉型做出貢獻。那么,如何才能大力發(fā)揮用戶側資源的作用呢?建議將用戶側資源的利用納入電網規(guī)劃設計、調度運行、營銷服務之中,積極構建用戶側資源利用的業(yè)務體系,調動用戶側資源參與源網荷互動,有效提升電網靈活調節(jié)能力和彈性恢復能力。
在規(guī)劃設計環(huán)節(jié),可以按照安全、經濟、可靠原則,推動用戶側資源參與到電力規(guī)劃,充分發(fā)揮用戶側資源的價值。挖掘用戶側資源可用潛力,考慮用戶側資源調節(jié)對電力負荷水平、電力供需平衡的影響,推動將用戶側資源綜合規(guī)劃納入到國家電力發(fā)展規(guī)劃體系,實現(xiàn)電源、電網、用戶側資源的統(tǒng)籌規(guī)劃,合理配置電網容量裕度,提高輸配電網規(guī)劃的整體效益。
在調度運行環(huán)節(jié),可以通過虛擬電廠、源網荷友好互動、精準實時負荷控制等業(yè)務引導用戶側資源積極參與。一是聚合優(yōu)化分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等資源,建設城市級、園區(qū)級、微網級、社區(qū)級虛擬電廠,依托多元合作網絡和市場化利益分配機制,提高需求響應的穩(wěn)定性和效果。二是建立源網荷互動管理平臺,向用戶實時發(fā)布市場交易相關信息,引導用戶積極參與電網調峰調頻和備用,實現(xiàn)用戶側資源常態(tài)化應用,提升電網電力電量平衡能力。三是研究應用海量、分散型負荷控制技術,推廣建設精準實時負荷控制系統(tǒng),在常規(guī)或事故等場景下,實現(xiàn)分鐘級、秒級、毫秒級負荷控制功能,提高電網彈性恢復能力。
在營銷服務環(huán)節(jié),可以通過需求響應、負荷集成商、用戶側儲能等業(yè)務積極整合、利用用戶側資源。一是通過連通各省級電力需求側管理平臺與國家級電力需求側管理平臺,建立完善的需求響應實施架構及工作體系。運用價格信號和激勵機制等經濟杠桿,引導用戶優(yōu)化用能行為,積極參與削峰和填谷需求響應。二是積極培育和發(fā)展負荷集成商,代理大用戶參與用戶側資源利用相關業(yè)務。三是搭建新能源云平臺、儲能云平臺、車聯(lián)網平臺等平臺,為用戶側資源利用創(chuàng)建開放共享、泛在互聯(lián)的生態(tài)。
四措并舉促進用戶側資源利用
我國用戶側資源非常豐富,為有效推動用戶側資源利用,支撐能源轉型發(fā)展,建議:
一是重塑綜合資源戰(zhàn)略規(guī)劃理念并向調度運行環(huán)節(jié)延伸,將用戶側資源利用逐步納入電網規(guī)劃和調度運行業(yè)務。盡快開展摸底調查,精確掌握用戶側資源規(guī)模和可利用潛力。圍繞電網規(guī)劃和調度運行工作需求,制定用戶側資源利用工作體系,率先在供需緊張、調峰能力不足、電網安全運行緊張的重點省市開展試點,進而逐步推廣應用。
二是堅持因地制宜、因需制宜,差異化實施用戶側資源利用項目。針對各地電網調度運行中的突出問題,優(yōu)先利用削峰填谷能力強、精準實時控制響應快的用戶側資源。優(yōu)先在調峰調頻、“卡脖子”等問題突出的省市電網、供電分區(qū)開展用戶側資源利用改造工程。在上海、江蘇等用戶側資源利用經驗豐富地區(qū),逐步擴大需求響應實施規(guī)模,探索在調峰、調頻、事故支撐中的應用。在甘肅、新疆、東北等具有大規(guī)模可再生消納需求地區(qū),探索促進新能源消納的工作機制。
三是結合“三型兩網”建設,強化智能終端功能開發(fā)及推廣應用。接入標準方面,制定智能終端控制通信標準,以及智能終端、車聯(lián)網平臺、綜合能源服務商、負荷集成商等接入標準。負荷控制方面,加快智能雙向充電樁、雙向靈活換流器、智能電表高級應用創(chuàng)新,實現(xiàn)雙向功率調節(jié)。價格發(fā)布方面,利用智能終端采集功能,實時分析用電行為,指導實時定價策略,利用智能終端向用戶傳遞價格信號,引導用戶參與互動。
四是強化政策引導、機制建設,推動用戶側資源利用落地。以新能源消納、分布式能源協(xié)同優(yōu)化為典型場景,建立用戶側資源常態(tài)化利用的機制。加快推進輔助服務市場建設,推動有關部門明確定價機制和交易機制,并給予需求側資源獨立市場主體地位,引導其積極參與電力輔助服務市場。
用戶側資源利用已積累諸多經驗
用戶側資源是指安裝在用電側、屬于用戶所有、具備與電網互動能力的發(fā)電、用電和儲能等設備裝置,是可以參與調度的靈活性資源。從電網角度來看,用戶側資源可分為九類:包括自備電廠、冷熱電三聯(lián)供機組等發(fā)電裝置,工業(yè)生產、空調、電動汽車、智能家居等用電裝置,用戶側儲能、電蓄熱、冰蓄冷等儲能裝置。
用戶側資源一般通過削峰、填谷和精準實時負荷控制三種方式得到利用,可以在減緩電力系統(tǒng)投資的同時,實現(xiàn)促進能效提升、保持源網荷平衡、促進新能源消納、抵御事故風險等目的。
上海、北京、天津等地區(qū)通過能效管理實現(xiàn)節(jié)約用電,江蘇、天津、上海等電網迎峰度夏(冬)期間最大負荷不斷創(chuàng)出新高,實施削峰緩解電網供需壓力,上海、天津、新疆等電網實施填谷需求響應,解決電網調峰和清潔能源消納問題,江蘇完成了三期精準實時負荷控制系統(tǒng)建設,提升事故備用容量,具備了260萬千瓦毫秒級、376萬千瓦秒級精準負荷控制能力。
日本、美國、德國等國家也通過用戶側資源解決類似問題,積累了很多經驗。2015年3月20日,德國幾乎全境遭遇日全食,通過需求響應解決日食期間光伏出力下降造成的供需不平衡問題,用戶側響應負荷約380萬千瓦,占光伏出力下降量的46%。
綜合考慮各類用戶側資源的物理運行特性、工程實際經驗、未來發(fā)展趨勢、用戶使用習慣和互動意愿等因素,預計2020年全國用戶側資源總規(guī)模約15億千瓦,與當前火電裝機容量相當。如果這些潛力可以充分利用,將可替代270多臺百萬千瓦級的電源建設,扣除用戶側資源改造成本后,可節(jié)省電源建設和延緩配套電網投資6000多億元,經濟效益顯著。當然,協(xié)同考慮電源側和電網側資源利用,效益更佳。
應納入電網規(guī)劃、調度、營銷
大力挖掘用戶側資源,可以節(jié)省大量的投資,促進新能源的消納,為能源發(fā)展轉型做出貢獻。那么,如何才能大力發(fā)揮用戶側資源的作用呢?建議將用戶側資源的利用納入電網規(guī)劃設計、調度運行、營銷服務之中,積極構建用戶側資源利用的業(yè)務體系,調動用戶側資源參與源網荷互動,有效提升電網靈活調節(jié)能力和彈性恢復能力。
在規(guī)劃設計環(huán)節(jié),可以按照安全、經濟、可靠原則,推動用戶側資源參與到電力規(guī)劃,充分發(fā)揮用戶側資源的價值。挖掘用戶側資源可用潛力,考慮用戶側資源調節(jié)對電力負荷水平、電力供需平衡的影響,推動將用戶側資源綜合規(guī)劃納入到國家電力發(fā)展規(guī)劃體系,實現(xiàn)電源、電網、用戶側資源的統(tǒng)籌規(guī)劃,合理配置電網容量裕度,提高輸配電網規(guī)劃的整體效益。
在調度運行環(huán)節(jié),可以通過虛擬電廠、源網荷友好互動、精準實時負荷控制等業(yè)務引導用戶側資源積極參與。一是聚合優(yōu)化分布式電源、儲能系統(tǒng)、可控負荷、電動汽車等資源,建設城市級、園區(qū)級、微網級、社區(qū)級虛擬電廠,依托多元合作網絡和市場化利益分配機制,提高需求響應的穩(wěn)定性和效果。二是建立源網荷互動管理平臺,向用戶實時發(fā)布市場交易相關信息,引導用戶積極參與電網調峰調頻和備用,實現(xiàn)用戶側資源常態(tài)化應用,提升電網電力電量平衡能力。三是研究應用海量、分散型負荷控制技術,推廣建設精準實時負荷控制系統(tǒng),在常規(guī)或事故等場景下,實現(xiàn)分鐘級、秒級、毫秒級負荷控制功能,提高電網彈性恢復能力。
在營銷服務環(huán)節(jié),可以通過需求響應、負荷集成商、用戶側儲能等業(yè)務積極整合、利用用戶側資源。一是通過連通各省級電力需求側管理平臺與國家級電力需求側管理平臺,建立完善的需求響應實施架構及工作體系。運用價格信號和激勵機制等經濟杠桿,引導用戶優(yōu)化用能行為,積極參與削峰和填谷需求響應。二是積極培育和發(fā)展負荷集成商,代理大用戶參與用戶側資源利用相關業(yè)務。三是搭建新能源云平臺、儲能云平臺、車聯(lián)網平臺等平臺,為用戶側資源利用創(chuàng)建開放共享、泛在互聯(lián)的生態(tài)。
四措并舉促進用戶側資源利用
我國用戶側資源非常豐富,為有效推動用戶側資源利用,支撐能源轉型發(fā)展,建議:
一是重塑綜合資源戰(zhàn)略規(guī)劃理念并向調度運行環(huán)節(jié)延伸,將用戶側資源利用逐步納入電網規(guī)劃和調度運行業(yè)務。盡快開展摸底調查,精確掌握用戶側資源規(guī)模和可利用潛力。圍繞電網規(guī)劃和調度運行工作需求,制定用戶側資源利用工作體系,率先在供需緊張、調峰能力不足、電網安全運行緊張的重點省市開展試點,進而逐步推廣應用。
二是堅持因地制宜、因需制宜,差異化實施用戶側資源利用項目。針對各地電網調度運行中的突出問題,優(yōu)先利用削峰填谷能力強、精準實時控制響應快的用戶側資源。優(yōu)先在調峰調頻、“卡脖子”等問題突出的省市電網、供電分區(qū)開展用戶側資源利用改造工程。在上海、江蘇等用戶側資源利用經驗豐富地區(qū),逐步擴大需求響應實施規(guī)模,探索在調峰、調頻、事故支撐中的應用。在甘肅、新疆、東北等具有大規(guī)模可再生消納需求地區(qū),探索促進新能源消納的工作機制。
三是結合“三型兩網”建設,強化智能終端功能開發(fā)及推廣應用。接入標準方面,制定智能終端控制通信標準,以及智能終端、車聯(lián)網平臺、綜合能源服務商、負荷集成商等接入標準。負荷控制方面,加快智能雙向充電樁、雙向靈活換流器、智能電表高級應用創(chuàng)新,實現(xiàn)雙向功率調節(jié)。價格發(fā)布方面,利用智能終端采集功能,實時分析用電行為,指導實時定價策略,利用智能終端向用戶傳遞價格信號,引導用戶參與互動。
四是強化政策引導、機制建設,推動用戶側資源利用落地。以新能源消納、分布式能源協(xié)同優(yōu)化為典型場景,建立用戶側資源常態(tài)化利用的機制。加快推進輔助服務市場建設,推動有關部門明確定價機制和交易機制,并給予需求側資源獨立市場主體地位,引導其積極參與電力輔助服務市場。