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【负荷资源入市机制】(一)PJM需求响应市场机制概述

 快乐者生存 2023-02-13 发布于北京

本篇编译自PJM官方发布的科普文档《Demand Response and Why It’s Important》(需求响应的概念与重要性)。本文较好的概括了PJM市场中的需求响应市场机制,分别介绍了紧急型、经济型两类需求响应产品的市场模式,适合读者了解PJM需求响应市场机制概况,作为后续深入介绍的导引。需要注意的是,本文所提到的“需求响应(Demand Response)”,主要指中文语境中的激励型需求响应或邀约型需求响应。

导语

需求响应(Demand Response,DR)是指电力用户在批发市场价格(wholesale prices)很高,或电网可靠性受到威胁时减少电力消费的能力。常见的需求响应例子包括:用户提升目标温度降低空调制冷启动的频率、工厂减少或停止生产、调暗或关闭电灯等。总的来讲,任何通过减少电力负荷来应对高电价或调度信号的行为都可以算作需求响应。

在PJM的规定中,需求响应不包括减少电力消费的日常操作或行为。例如,如果一家公司平时周末就没有生产计划,则按原计划停止生产引起的电力消费减少(绝大多数时候)就不算做需求响应。

需求响应对电力系统而言十分重要,因为它是维持系统供需平衡的另一种有竞争力的资源,且与电力批发市场高度相关。电力零售市场中的用户一般对电力批发市场的价格波动并不敏感,因此当电力需求上升的时候,经济性较差的机组也会被要求出力来维持平衡。在这时,通过减少需求来实现供需平衡,就成为电力系统和市场更加经济的潜在选择。

PJM是什么

(略)

负荷削减服务商的角色定位

负荷削减服务商(Curtailment Service Provider,CSP)在PJM批发市场中负责终端用户需求响应的实施。负荷削减服务商可能是当地公用事业公司,也可能是售电商,还可能只开展需求响应业务。负荷削减服务商帮用户找到提供需求响应的机会,为用户加装必要的设备,操作相应的控制系统,使用户负荷能够响应批发市场的信号。这要求负荷削减服务商有相应的硬件设施,并对市场规则和操作流程充分了解。

用户参与PJM批发市场的渠道和产品

PJM的需求响应参与市场机制,使得零售电力用户在批发价格高或系统可靠性受到威胁时有机会通过减少电力消费获得收入。需求响应机制分为两大类,经济型和紧急型。一个电力用户可以选择参加一个,也可以同时参加两个。

紧急型需求响应包括“紧急响应(Emergency demand response)”和“预紧急响应(Pre-Emergency demand response)”两类。二者都代表一种有物理责任的协议,即在供给短缺或事故时段时减少用电或限制用电。由于有物理责任,如果届时负荷削减服务商没有按约定服从调度指令就会被采取处罚措施。从6月到次年的5月底,负荷削减服务商提供的容量资源(Capacity Performance resources)必须能够响应PJM的指令要求降低负荷,每个指令要求的持续时长可能无上限。负荷削减服务商可以只提供夏季的需求响应资源,但只有能够与其他冬季可用的容量资源结合后才能在容量市场中标。由于每年的负荷侧容量资源协议都是从6月开始生效,而PJM的迎峰度夏是从5月到10月,因此每个合同要求的夏季义务期都是当年的6-10月和次年的5月,仅提供夏季服务的需求响应容量资源必须保证在迎峰度夏期间每天都是可用的。

PJM将这些负荷侧资源视同发电机组,期望它们能在需要它们时发挥作用来避免停电或轮流停电。负荷削减服务商负责管理其代理的终端用户群,来使他们在被调用时满足要求,从而避免受到处罚。负荷侧资源获得的收入来自PJM的容量市场,即RPM( Reliability Pricing Model)机制。负荷侧资源的补偿标准根据容量市场价格和响应承诺变化。从每年6月1日到次年5月31日,大多数紧急型需求响应资源保持可用状态即可按每年签订的协议每月获得报酬,被调用时再获得额外报酬,也有只按调用量获得报酬的资源。

经济型需求响应主要代表一类在批发市场价格高于净收益价(net benefits price)时触发并获得报酬的自愿需求响应。净收益价代表当市场价格达到此值时,令发电机组增加出力来维持平衡的成本高于启动需求响应。经济型需求响应将用于取代发电资源,PJM预计该资源能够按约定削减负荷,如果该资源实际削减量与先前约定报价出清的约定量不同,PJM将按偏差程度处以罚金。如果某个资源的负荷削减,在没有PJM调度指令或者额外激励的情况下也会发生,则其会被认为“正常运行”的一部分,不会被予以补偿。(编者注:基于净收益价的经济型需求响应补偿机制是PJM需求响应机制的一大精髓。负荷削减服务商可以在日前和日内市场中与发电机组一起常态化报价、出清并被调用。但只有当节点边际电价(LMP)高于系统计算出的净收益价时,被调用的需求响应报价才会获得额外补偿,否则只能节约所削减电量对应的电费。(净收益价的具体计算方法,我们将在本系列的后续文章中介绍)

经济型需求响应资源在有合适的设施并达到一定技术指标的情况下,也可以提供辅助服务。需求响应总共可以参与三种辅助服务:同步备用,即在10分钟内削减负荷;日前调度备用,即在30分钟内削减负荷;调频,即跟踪并响应PJM的调频信号。参与这些市场是自愿的,而且一旦交易出清,中标的资源就有物理责任。

用户参与市场的方法

用户使自己负荷资源投入市场的第一步,是联系负荷削减服务商。(略)

用户参与市场的收益

在市场中提供需求响应可以降低电费总支出,以更小的成本避免供电可靠性受损。此外,还可以延缓或避免电力设施的投资。而且,还可以环境更加友好。

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