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    周末薦讀|從需求側響應到虛擬電廠——看日本如何攻克電力供需實時平衡難題

    2018-09-14 20:16:13 太陽能發電網
    福島核事故暴露出大規模集中式電力供給的脆弱性。因此,日本痛下決心,要建設新一代電力系統和能源綜合管理,將實現電力需求側管理的智慧化向以可再生能源、蓄能為代表的小規模分布式能源體系的轉型,但分布式電源如何動態優化組合、如何保證供需的實時平衡成為這一轉型的難題。在能源互聯網的大背景下,需求響應(Demand Response,簡稱D

    運行機制市場化


    完善市場機制是DR和VPP規模化發展的關鍵。2015年11月,安倍首相指示要在2017年創建“負瓦特市場”,以提高民眾節電的積極性。


    傳統發電廠發出的電能被稱為“正瓦特”,而節電產生的電能則被稱為“負瓦特”,電網的負荷平衡可通過電源供給“正瓦特”或削減負荷的“負瓦特”實現。“負瓦特市場”參與各方可以通過市場共同分享利益。負荷集成商通過聚合調控分散式電源獲取市場利益,企業通過自身擁有的儲能裝置、備用電源和電動汽車等向負荷集成商提供電能而獲益,通信和IT公司通過提供電力控制技術以及相關數據分析等獲得商機,個人電力用戶則可通過提供屋頂光伏、儲能裝置和電動汽車向負荷集成商提供電能。


    由此可見,市場主體之間有效合作機制的建立,才能保證所有參與者的合理收益,使參與者保持長期參與的積極性,確保市場的穩定性和價值實現。


    “日本再興戰略(2016)”提出到2030年負瓦特交易量要實現與美國相同水平,達到最大電力需求的6%。日本最大電力需求峰值約為160GW,按6%計算則為10GW,相當于10座百萬千瓦級煤電機組,由此可見潛力巨大。2017年4月,負瓦特市場正式啟動,目前按交易主體和目的可以分為兩大類,第一類是電力零售企業,主要目的是調控用戶側節電量與計劃發電量的匹配;第二類是輸配電企業,目的是通過增減負荷保障供需平衡。對輸配電企業來說,按調節電源的功能和作用可以分為三種:


    電源Ⅰ:預備調節電源(其中電源Ⅰ-a為可調頻的電力供需平衡電源;電源Ⅰ-b為不可調頻的電力供需平衡電源;電源Ⅰ'則為冬夏兩季高峰用調節電源);


    電源Ⅱ:可并網的調節電源;


    電源Ⅲ:不可并網的調節電源。


    日本電力市場實行自由化之前,電價完全按照成本核算。按照成本核算的電價不僅包括電能本身的價值(kWh)、還包括保障電力供給所必須的電力容量價值(kW)以及調節電力供需平衡和維持電能質量的調峰容量價值(±kW(h))。負瓦特市場使得減少負荷電力需求與電源發送電力具有相同價值,于是,電力市場設計開始重新評估市場各方的利益和價值。


    日本經過幾輪電改之后,逐步建立起了基于期貨市場、日前市場、小時前市場、現貨市場等DR和VPP參與的市場運營機制,今后幾年還將陸續建立和形成基荷市場、容量市場、非化石價值市場、輔助服務市場等新的電力市場機制。


    從2018年5月起FIT綠色證書將在非化石價值市場交易,2019年該市場還將向所有非化石能源開放;為了促進新電力公司參與基荷電源交易的競爭,日本計劃2019年創建基荷電能市場;競爭性電力市場還要求建立電力容量和調節容量的市場機制,2020年日本將啟動容量市場,并創設需求調節市場。市場機制的完善使DR和VPP在不同市場環境下形成調度和競價,從而更具有廣泛的適用性,但也必須注意到市場價格和響應速度是影響其發展的關鍵。


    綜上所述,DR和VPP商業模式不僅僅是收集分散的電能、控制負荷量,還可以參與系統調度,提供調峰、調頻輔助服務等,從而促進可再生能源大規模發展的同時提升電力系統的調節能力和可靠性。隨著分布式能源互聯網的發展,未來發電(kWh)、容量(kW)、調峰(±kW(h))三大價值將形成獨立市場體系,日本電力市場將進入以DR和VPP為代表的電力供需耦合新時代。

    文 |國際清潔能源論壇(澳門)副理事長兼秘書長、中國經濟社會理事會理事、武漢新能源研究院研究員 周杰



    作者:周杰 來源:中國能源報 責任編輯:jianping

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