随着新型电力系统加快建设,高比例新能源并网、电力高度电子化特征逐步凸显,叠加近年来极端天气多发频发,电力供需形势愈加复杂多变。一方面,削峰填谷等系统调节需求已由夏冬高峰、节假日等特定时段逐步向全年多时段拓展延伸;另一方面,系统净负荷高峰低谷快速转换,电力电量平衡已从边界明确的静态优化问题,转变为强不确定性的动态时序优化问题。总体来看,新型电力系统建设正面临充裕性和灵活性不足带来的保供应、促消纳、稳运行等多重挑战。
需求侧资源可通过响应价格和市场信号灵活调整用电行为,相较于传统电源及调节手段,在应对短时供需紧张、促进新能源消纳等场景中具有明显经济性优势,已逐步成为电力系统灵活调节能力的关键组成部分,尤其在2022~2024年极端天气保供中发挥了重要作用。需求侧资源正逐步从保障电力电量平衡的应急手段演进为常规调节工具,其应用范围、频次不断拓展提升。《电力需求侧管理办法(2023年版)》等有关政策也明确提出“建立和完善需求侧资源与电力运行调节的衔接机制”。探索将需求侧资源纳入电力行业规划全局,将电力供需双侧资源进行统一优化,可有效提升系统运行效率,是实现新型电力系统安全充裕、经济高效目标的重要途径。
需求侧资源具有海量、多元、异质的特征,且与发电侧出力主要受转速、风速、光照等物理约束不同。需求侧资源调节能力需兼顾用电设备物理特性的“硬约束”和用户主观意愿的“软约束”,其调节特性受技术、经济多种因素影响,调节能力具有较大不确定性。在缺乏完备的管理机制和技术支撑的条件下,难以充分满足规划层面对资源的可靠性要求,这也是需求侧资源纳入规划的核心难题。未来,尚需从资源选取、资源管理、资源激励及调节策略四个维度进行系统性谋划。
在资源选取层面,主要解决“哪些需求侧资源可以纳入电力规划”的问题。需求侧资源涵盖行业众多,参与调节的方式和调节特性存在显著差异。需在深化重点行业负荷特性研究的基础上,对照发电机组出力特性描述及规划模型的相关约束,细化需求侧资源调节参数。如最大调节容量、调节速率、调节最大/最小持续时间、可调节时段、调节可靠性、价格弹性等,选取部分调节性能优、经济性好、可靠性高的需求侧资源纳入电力规划,并探索构建规划调节资源储备库,对入库资源进行分级分类管理。
在资源管理层面,主要解决“夯实资源调控能力,保障资源高效调节”的问题。需求侧资源的精准刻画、持续监测、动态校核和智能自动响应是其常态化、规模化、精细化参与系统调节的基础,也是提升用户调节可靠性的重要途径。需持续加大负荷资源排查工作力度,健全需求侧资源全寿命精细化管理机制,加强快上快下、高可靠性需求侧资源的挖掘,推进虚拟电厂等新型主体聚合资源及分布式光伏、用户侧储能、电动汽车等独立资源排查。同时,加快新型负荷管理系统建设、加大负荷管理装置推广应用力度,开展需求侧资源动态评估与监测应用,支撑实现资源可观可测、可调可控。
在资源激励层面,主要解决“通过经济和政策激励提升用户调节积极性和可靠性”的问题。经济激励是影响用户调节意愿的关键要素,需持续完善价格和电力市场机制,加快推动需求侧资源参与市场,充分发挥市场发现价格的作用,全面评估需求侧资源的价值,合理制定补偿标准。此外,完善需求侧资源调节效果和可靠性评估体系,逐步探索引入守信激励机制。如对积极响应且执行率高的用户,给予额外经济奖励或优先服务权等守信激励。
在调节策略层面,主要解决“经济影响最小与调节效果最优的多目标协同”的问题。新型电力系统的功能定位正由服务经济社会发展向保障经济社会发展和引领产业升级转变,电力系统规划运行需高效统筹保供应、保民生和保发展等多重目标。一方面,优化不同类型需求侧资源以不同调节方式在不同时间尺度参与电力电量平衡的方式,并妥善处理与负荷预测的时序关系,如分时电价在较长时间尺度上影响基础用电行为,可作为影响电力需求的关键因素,在电力需求预测阶段进行统筹考虑;通过激励型需求响应或电力交易等参与的需求侧资源,在负荷预测基础上以提供备用、爬坡等方式参与短期电力电量平衡。另一方面,以全社会福利最大化为目标,统筹考虑绿色低碳、用户影响最小化等其他边界要求,从降低用户影响角度增加调用约束,统筹考虑调节容量、单次/累计时长、频次等关键指标,在地区和单用户层面合理设置单次调节持续时间、调节频次、年度累计调节时间等约束。
“十五五”是实现“双碳”目标的冲刺期、新型电力系统建设关键期和电力体制改革突破期,需求侧资源作为提升电力系统灵活性、支撑供需高效协同的重要载体,将在提升系统综合调节能力和运行效率方面发挥更为关键的作用。未来,还需政策和技术层面共同发力,保障需求侧资源“真实可靠、切实可用”。
(作者单位:国网能源研究院有限公司)
标签:需求侧资源,电力规划,关键问题