约定响应全部为企业用户,江苏在全国率先开展

近年来,随着产业结构持续转型和人民生活水平不断提高,城市用电需求迅速增加。在此背景下,江苏在全国率先开展了较大规模的电力需求响应实践,通过市场化手段加强需求侧管理,为解决尖峰负荷问题探索了新路径。实现电力需求响应有何优点?需具备哪些条件?未来还有哪些潜力?记者近日对此进行了采访。

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陈兵正在算账。他刚刚从江苏省经济与信息化委员会开会回来,看着电费单,对照省里下发的补贴标准,能返100多万元。

完善削峰填谷鼓励机制

  报载:最近,江苏省实施了2016年首次全省范围的电力需求响应,参与用户达到3154户,约定响应负荷为331万千瓦,实时响应负荷21.39万千瓦,实际减少负荷352万千瓦,圆满实现响应目标。据悉,江苏省目前需求响应总规模已超过北美,成为全球单次响应负荷最大的电力需求响应实践。读完这则消息,笔者生出许多感慨来。
  电力需求响应是电力用户根据电力市场价格信号或激励措施,改变其用电行为,养活或增加用电强度,进而促进电力供需平衡,保障系统稳定运行的行为。与传统的电力供求矛盾突出时实施有序用电方案以减少用电负荷这一行政手段不同,电力需求响应完全是用户自愿、临时性采取措施来改变原有的用电模式,因此获得资金奖励或电费优惠等经济回报。
  电力需求响应,涉及了江苏省经信委及江苏省电力公司,通过电力需求侧管理平台,邀约负荷集成商的广泛参与,并通过网站、APP等信息化手段实现双向互动。公共楼宇中央空调系统柔性削峰,成为深墨重彩的一笔,其柔性调控改变了传统有序用电刚性控制,在不影响用户舒适度的前提下,短时削减用户空调负荷,配合电网和尖峰负荷矛盾。
  由行政化有序用电手段向市场化需求响应转变,又是江苏一大亮点。江苏省经信委、省物价局出台规定,将实施尖峰电价的增收电费全部用于奖励参与需求响应的用户。居民客户则获得由国网江苏电力发放的电费红包,将居民客户纳入需求响应范围,以提升海量微负荷参与电网调峰的能力,既促进用户提高电能精细化管理水平,又缓解了电网运行压力。
  由此,供用电双方一起参与电力需求响应,大力促进了需求响应潜力挖掘,保障了负荷有效调整,让用户自愿通过削峰让电的方式,一起来关注节约用电,短时也并没有给生产和生活带来不便,同时也为社会出了力,应该是取得了一个“多赢”的局面,对优化能源配置具有十分重要的意义,从而促进电力供需平衡,保障系统安全可靠运行。(吴  文)

“这是今年夏天我们参加电力需求侧响应获得的补贴。”满面笑容的陈兵介绍这笔钱的来历时,掩饰不住兴奋和激动。

过去十年间,江苏电网调度最高用电负荷连年创新高。2014年8206万千瓦,2015年8480万千瓦,2016年9278万千瓦,2017年10219万千瓦。2017年夏天,江苏省调度用电负荷首次突破一亿千瓦大关,成为继广东后国内第二个负荷破亿的省份。在此压力下,2015年,江苏省电力公司开展首次省级电网大规模需求响应,削减高峰用电负荷189万千瓦。这是该公司为有效应对电网新特征,在全国率先开展的较大规模电力需求响应实践。

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陈兵是南京钢铁集团公辅事业部生产质量处处长。南钢集团参加了江苏省2016年首次全省范围的电力需求侧响应。

江苏电力营销部相关负责人告诉记者:“近年来,空调用电负荷不断攀升,用电尖峰越发明显,用电峰谷差不断加大,据统计,占江苏最高负荷95%以上尖峰负荷持续时间仅占全年用电小时数的0.28%-0.86%。为此新建电厂和电网是不经济的,电力需求响应成为灵活高效解决负荷问题的新手段。”

这次活动包含约定响应和实时响应两种方式,参与用户总计达3154户。其中,约定响应全部为企业用户,包含普通用户248户、负荷集成商24家;实时响应以空调负荷为主,共有1871户参与,包含非居民空调用户1550户、居民用户321户。经统计,实际约定响应负荷为331万千瓦、实时响应负荷为21.39万千瓦,合计达352万千瓦,远远超过了美国PJM电力市场创下的单次需求响应减少负荷最大164.1万千瓦的历史纪录,位列世界第一。

除有效削峰填谷外,实现电力需求响应也有利于清洁能源消纳。上述负责人介绍,随着清洁能源发电大规模接入电网,以及跨区特高压输电通道建设,电力系统电源侧出力的刚性特性越来越突出,传统常规电源单向适应负荷变化的电网运营模式已不能适应新的清洁能源消纳及安全经济性要求。加强需求侧管理,实现源网荷储友好互动和资源高效利用,提升源网荷柔性调节能力,有利于全面适应清洁能源规模化发展趋势,实现供给侧与需求侧的精准契合与动态匹配,切实保障清洁能源全额消纳,加速推动能源变革。

供需等式的难题

此外,在电力体制改革背景下,需求响应是用户侧参与调峰的重大创新。与有序用电不同,它以市场化为主导,有赖于完善的鼓励机制。

用多少电,发多少电,保持供需平衡,是电力系统运行的简单说法。但实际操作起来并不简单。尤其是近年来,随着产业结构的调整和人民生活水平的提高,我国电力消费增速加快,用电量的变化曲线波动越来越剧烈。

据了解,在省经信委、物价局、电力公司的共同努力下,江苏出台了尖峰电价政策,在7、8月上午10-11时,对35千伏及以上大工业用户在原电价的基础上增收0.1元。所有尖峰电价增收资金用于电力需求响应的激励资金,为开展电力需求响应创造条件。

一整天、一整年,最大用电量和最小用电量之间的差距正在逐步拉大。尤其是在夏季白天,空调用电负荷不断攀升,用电尖峰越发明显。这因素加大了发电量匹配用电量的难度,导致季节性电力紧缺。

“实施电力需求响应,需要在网省公司部署负荷管理系统,实现用户用电负荷的监测。在已有负控系统的省份,组织约定需求响应则无需大量投资。”上述负责人称,“需求响应补贴资金可以参照江苏电网来自7、8月份增收的尖峰电费,或参照山东电网从参与跨省区可再生能源现货市场试点形成的资金空间中支出。”

根据国网江苏省电力公司发布的数据,2013年江苏全省最高负荷达到8191万千瓦,成为国家电网公司系统首个负荷超过8000万千瓦的省级电网,其中空调负荷“贡献”了1/3的负荷量,约2008万千瓦。2014年江苏最高负荷达8206万千瓦,空调负荷为2250万千瓦;2015年全网用电负荷达到8480万千瓦,空调负荷2700万千瓦,占比达到31.84%。到2016年,全省用电负荷更是6次刷新纪录,达到9238万千瓦,空调负荷则超过3000万千瓦。

技术平台连接供需市场

面对这种形势,如何科学合理地发电以满足不断上升的用电需求,确实是一道难解的数学题。

除鼓励政策部署到位外,技术平台也是完成响应的关键环节。

“虽然江苏电网用电尖峰负荷不断‘创新’,用电峰谷差已经超过了2000万千瓦,但持续时间并不长,仅仅占了全年用电小时数的0.28%~0.26%。”国网江苏电力营销部市场处副处长杨斌点出的问题很关键。

据了解,为了确保需求响应工作顺利开展,江苏省经信委会同省电力公司共同建立了江苏省需求响应管理平台。该平台实现了需求响应用户申报、用户审核、多方签约、需求发起、用户反馈、效果评估与反馈、用户申诉与反馈、补贴核算等需求响应全过程管理,实现了政府、电网企业、电能服务商、电力用户四方协同运行,实现电力需求响应工作全系统化、网络化运行。

电力负荷是动态变化的。随手关了空调,又用微波炉热热饭,都会引起负荷的波动。为了让电力系统稳定运行,通常会通过调节发电量来迎合用电量的变化,以期达到平衡。

江苏电力相关负责人介绍:“电力需求响应分为约定响应和实时响应,两种响应方式均需监测用户的用电负荷,用于计算响应效果。但约定响应只需通知到户,由用户自行进行响应操作;而实时响应则需要控制到用户参与响应的用电设备,需要建设专用的控制系统。”

如果为了这一年中几个小时的高峰再增加发电能力,面临的则是电力供应能力在大部分时间中的过剩,造成社会和环境资源的浪费。

因此,需求响应如在其他城市推广,技术平台是重要的前提条件:“其他省份需要完成响应,也需要建设需求响应管理平台以及空调削峰调控平台等。”该负责人称。

既然“供”不能增加,就要在“需”上做文章。这是等式的基本算法。

据了解,江苏是除北京、上海外少数试点居民需求响应的省份,将居民负荷纳入需求响应用户范围,进一步扩大需求响应资源类型。上述负责人表示:“居民用户由于不装负荷管理终端,其电能表通常情况下不监测用电负荷,因此居民参与需求响应通常需要增加额外的量测装置或控制设备。”

在电力需求侧做文章,需要人为地降低用电尖峰负荷,这就要让用电量反过来迎合发电量。这一迎合的方式通常是由各级政府和相关政府部门主导的有序用电。

目前,江苏居民用户主要通过三种方式参与需求响应:一是户外安装独立的非侵入式终端,通过负荷分析辨识用户用电设备参与电力需求响应的情况;二是通过家电厂商的云平台,量测用户空调、热水器等大功率用电设备的响应量;三是安装专用智能插座,通过智能插座与家电进行通信,通过改变空调温度设定等方式,完成需求响应。

有序用电采取错峰、避峰、轮休、让电、负控限电等一系列措施,避免无计划拉闸限电,将季节性、时段性电力供需矛盾给社会和企业带来的不利影响降至最低程度。从经济学的角度看,有序用电的目标就是将有限的电力资源最有效地加以利用,使社会效益最大化。

向常态化、自动化方向发展

南钢集团是江苏省的用电大户,也是有序用电的重点对象。对于负责企业能源管理的陈兵来说,对这一措施并不陌生:“我们坚决响应政府的要求,在用电高峰的时候调整生产线,总比负荷太高造成整个电网不安全,最后大家都停电要好得多。”

近年来,河南、山东等省份也开展了电力需求响应市场试点,需求响应逐渐成为高负荷城市需求侧管理的重点。“目前江苏单次响应量全球最大,相较其他网省公司而言,在需求响应方面起步更早一些,规模上相对更大一些。”上述负责人表示。

用户虽然理解,但行政化的有序用电仅仅是电力需求侧引导性的管理。要有效降低尖峰负荷,又减少用户损失,让更多的人感觉不到影响,则需要更高效、更有力的市场化机制。

据介绍,江苏电力2016年创造全球单次最大规模需求响应,削减高峰用电负荷352万千瓦;2017年迎峰度夏期间,江苏共计实施电力需求响应合计容量144.71万千瓦;今年年初,为减小电网调差压力,促进新能源消纳,春节期间组织国内最大规模“填谷”需求响应,三日累计提升低谷用电负荷928万千瓦,促进新能源消纳7424万千瓦时。

更友好地降负荷

尽管规模庞大,相较于需求侧管理常用的有序用电而言,需求响应仍有巨大发展空间。以江苏电力为例,目前需求响应规模在350万千瓦左右,而有序用电目前调控规模在1000万千瓦,因此需求响应目前暂不能完全替代有序用电。但伴随着电力客户对需求响应调节方式的逐步接受和认可,需求响应签约及响应容量将逐步扩大,未来电力需求响应将会逐渐替代有序用电等刚性调节方式。

电力需求侧响应是指在用电高峰时段或系统安全可靠性存在风险时,电力用户针对价格信号或激励机制做出响应,自觉、自愿地调整其用电设备负荷以满足电力系统可靠性、动态优化平衡及系统性节能减排的市场参与行为。对电力用户来说,响应措施要更加自觉、友好。

目前江苏需求响应仍通过按年度申报,网上签订协议的方式组织开展。上述负责人介绍:“电力需求响应未来可以通过建设专用调控系统实现常态化、自动化运行,伴随电力现货市场的逐步建立,需求响应市场化交易体系也将逐步建立起来。”

江苏省2016年7月26日实施了当年首次全省范围的电力需求侧响应,响应负荷达352万千瓦。这意味着,一旦预测电力供应出现不超过350万千瓦的缺口,江苏电网依靠市场化的电力需求侧响应即可实现供需平衡,保障正常生产生活。

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