量化分析助推"电力新基建"需求侧资源进入市场

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量化分析助推“电力新基建”需求侧资源进入市场

记者 于学华

　　能源智能互联的发展，为需求侧资源参与电力系统维持平衡创造了有利条件。6月5日，自然资源保护协会举办“长三角能源互联绿色发展研讨会”线上边会，与国家发展改革委能源研究所、湖州供电公司和国瑞沃德低碳经济技术中心共同发布《需求侧资源潜力挖掘方法与实践：以长三角中心城市湖州为例》报告。记者获悉，报告首次提出了兼具科学性和实用性的需求侧资源潜力分析方法学，并以湖州市为案例进行分析，对全国推进需求侧资源的开发利用具有典型意义和较高的参考价值。

　　报告提出需求侧资源潜力分析方法学

　　我国的电力系统正经历着全方位的转型，供应端电源构成中加入大规模的新能源，需求端出现分布式电源、电动汽车、储能、智能设备等多元化负荷。电网也正经历着智能互联化带来的重塑，电流从单向流动转型到双向流动。用户端不再是被动的电能消费者，而是平衡电力供需的重要参与方。电力系统的这一转型为需求侧资源潜力挖掘和价值实现创造了有利的条件。尤其是“十三五”以来，随着国内电力形势的变化，电能替代工程的持续推进和清洁能源的大规模发展，都对需求侧资源的开发利用提出明确要求。需求侧资源的作用也从传统的“减少需求”扩展到“灵活调节与消纳并举”的新阶段。

　　需求响应是电力发展进入新阶段后，从需求侧解决电力供需平衡的新手段。作为需求侧资源中极其重要的一种用电方式，需求响应在促进电力供需平衡、提高电网运行可靠性和灵活性等方面的作用越来越受到重视。不同于有序用电，需求响应是电力用户对电价或激励信号做出的主动响应，主要表现为用户临时性改变用电行为，即根据电价高低或激励大小，临时性调节电力负荷，包括削峰、移峰或者填谷。需求响应的实施对于减少燃煤（燃气）机组的调频或调峰依赖，提高电力系统运行的可靠性和经济性等意义重大。

　　尽管需求响应资源前景看好，但开发难度较高。这是因为需求响应具有资源分散性的特点，受制于用户特性和负荷调节的能力，较难产生规模效应。同时，相当大比例的需求响应资源，不具备实时响应的条件，难以满足电力系统瞬时平衡需求。此外，虽然需求响应是提高全社会资源配置效率的有效手段，但作为需求响应的参与主体，用户并不会主动为系统效率提升买单，只会对政府和电力公司的激励信号做出反应。而电力公司是否会起承担实施主体的责任，市场是否会产生负荷集中商等中介力量，则取决于政府能否创造有利于需求响应资源开发的有利环境。

　　需求侧资源的开发和发展首先取决于能否找到可开发的需求侧资源，并将其资源潜力进行定量化测算。这对于目前尚处于试点阶段的需求响应而言尤其重要，找到正确的资源潜力分析方法相当于为需求响应从“开发前景”到“项目实践”搭建了桥梁，同时也为相关方制定需求响应资源开发策略奠定了基础。

　　为此，报告提出了三个维度的方法学：宏观层面以区域整体为对象，将资源潜力简化成统一的指标，可用于政府层面的规划参考。中观层面以重点领域（行业）为对象，给出不同行业的潜力计算指标，计算过程中需要充分考虑考虑行业特性，尽管计算过程复杂，但测算结果的准确性较高。微观层面以终端用户为对象，给出具体用户的潜力计算指标，该指标计算较为简单，可用于实际操作层面的调查分析。

　　报告还针对用户侧资源开发优先顺序提出了四象限分析理论，为需求侧资源的开发利用以及进一步参与市场交易提供方法学支撑。由于具有不同“调节能力”的用户对电价变动（或激励措施）会做出不同的反应，报告通过四象限分析理论来区分不同类型的用户资源。区域在制定开发需求响应资源策略时，应按四象限分析理论中的资源特点来寻找优先开发的资源类型。

　　以湖州市为案例进行需求侧资源潜力分析

　　作为我国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一，长三角地区在全国经济发展和能源转型中具有举足轻重的作用。湖州市地处长三角中心区域，是“两山”理念的诞生地，也是多元融合高弹性电网建设的重点地区。

　　报告以湖州为案例开展需求侧资源潜力分析是基于三个原因：一是湖州市电气化率高。湖州市的高电气化率，代表着国内经济发达城市的电气化发展方向。二是湖州市开展需求响应工作的需求较为迫切。三是湖州市进一步推进需求响应的基础较好。2019年全市开展了需求响应工作，共有82家企业申请参与需求响应工作，协议响应能力为30万千瓦，规模可观。有鉴于此，湖州案例分析对全国推进需求侧资源开发和利用具有较高的参考价值。

　　报告首先测算了湖州市的需求响应资源潜力。以2018年为基准年，在宏观层面，当湖州形成占最大用电负荷10%以上的需求侧机动调峰能力时，全市可调节负荷总量将达到47万千瓦。在中观层面，通过行业特性和电网特性分析，湖州市工业、建筑、交通三大行业的可调节负荷之和为72.3万千瓦，三大行业调节电网高峰负荷的能力为49.1万千瓦。这就意味着在夏季高峰时段，通过需求响应，湖州市最大可调节电网高峰负荷可达49.1万千瓦。因此，湖州市能完成宏观层面的需求响应指标，且有望形成占最大用电负荷16%的需求侧机动调峰能力。湖州市已具备30万千瓦的需求响应资源池，全市尚有42.3万千瓦的需求响应资源待开发。待开发的需求响应资源主要集中在商业空调、纺织、装备制造业等行业。

　　报告还依据四象限理论对湖州市需求侧资源优先开发顺序进行了分析。湖州市的工业领域中的装备制造业属于A类资源，具有较高的价格敏感度以及较大的可调节能力。其次是商业空调，虽然计算结果显示属于C类资源，但如果辅以蓄能改造条件以及谷段低廉电价政策等，商业空调的响应能力有望大幅提高。纺织业、石化等行业虽然可调节能力大，但从2019年的需求响应实践结果来看，用户参与的积极性不高，仍属于C类资源。公共建筑和居民空调是传统意义上的刚性需求，属于D类型资源，其开发还需借助政策支持以及负荷集成商的作用。电动车资源属于B类型资源，虽然目前资源量很小，但考虑其成长性，理应是重点关注的对象。

　　需求侧资源的开发，有利于国内电力市场的发展和完善。为实现这一目标，报告建议强化政策支持力度，切实提高需求侧资源战略地位；需求响应作为电力系统调度运行的重要资源，应纳入电力行业“新基建”重点内容，为充分发挥需求响应价值在提升系统可靠性、促进可再生能源消纳等方面的作用奠定基础；推动完善电力市场建设，发挥需求侧资源平衡电力供需的作用；加强需求侧资源潜力挖掘研究，为需求侧资源开发提供理论支撑。值得注意的是，中国的区域发展差异显著，需求侧资源的挖掘需要从区域出发，基于当地特点量身定制各区域的用户端资源开发路线图。