分布式能源參與電力市場(chǎng)研究綜述

成謙 易瀟然 夏敏麗 鄧瑞龍

摘? 要：隨著國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的制定及構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)及新型電力系統(tǒng)目標(biāo)的提出，未來(lái)分布式能源將成為能源供應(yīng)的主體。因此未來(lái)分布式能源也將成為電力市場(chǎng)中交易的主體，由于分布式能源負(fù)荷特性和傳統(tǒng)能源存在較大差異，原有的電力市場(chǎng)交易機(jī)制難以適用。文章首先分析了我國(guó)分布式能源的現(xiàn)狀，接著對(duì)國(guó)內(nèi)外分布式能源參與電力市場(chǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，最后針對(duì)我國(guó)分布式能源參與電力市場(chǎng)進(jìn)行展望并提出了相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：分布式資源;電力市場(chǎng);參與機(jī)制

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2021）18-0124-04

Abstract： With the formulation of national carbon peak and carbon neutralization goals and the proposal of building a new power system with new energy as the main body and the goal of new power system， distributed energy will become the main body of energy supply in the future. Therefore， in the future， distributed energy will also become the main body of transactions in the power market. Due to the large difference between the load characteristics of distributed energy and that of the traditional energy， the original electricity market transaction mechanism is difficult to apply. This article first analyzes the current situation of distributed energy in my country， then analyzes the current status of domestic and foreign distributed energy participating in the power market， and finally looks forward to the distributed energy participating in the power market in my country and puts forward corresponding suggestions.

Keywords： distributed resources; power market; participation mechanism

0? 引? 言

近年來(lái)，由于化石能源消耗量巨大且逐年大幅提升，導(dǎo)致全球環(huán)境惡化，溫室效應(yīng)明顯，極端天氣增多。且近一年來(lái)，天然氣、煤炭等能源價(jià)格持續(xù)快速上漲，全球范圍內(nèi)的能源危機(jī)有愈演愈烈之勢(shì)。因此調(diào)整當(dāng)前能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展綠色清潔能源是各國(guó)家當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的必由之路。

同時(shí)國(guó)內(nèi)為促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，2020年9月22日中國(guó)提出了雙碳目標(biāo)，2021年3月15日又提出了構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。

根據(jù)各種政策導(dǎo)向及未來(lái)能源清潔發(fā)展方向可知未來(lái)分布式能源將迎來(lái)逐步的增長(zhǎng)，并在未來(lái)可能成為主要能源。而光伏、風(fēng)機(jī)等類(lèi)型的分布式能源由于出力的不確定性，造成了該類(lèi)分布式能源的消納成了一個(gè)難題，而隨著電力市場(chǎng)對(duì)分布式能源的準(zhǔn)入，對(duì)分布式能源的消納提供一條良好的路徑。因此本文首先分析了我國(guó)分布式能源現(xiàn)狀及其政策，接著分析了國(guó)外分布式能源參與電力市場(chǎng)的現(xiàn)狀，然后分析了國(guó)內(nèi)分布式能源參與電力市場(chǎng)的現(xiàn)狀，最后對(duì)分布式電源參與電力市場(chǎng)進(jìn)行了展望并提出相關(guān)的一些建議。

1? 我國(guó)分布式能源現(xiàn)狀分析

根據(jù)國(guó)家能源局2021年發(fā)布的1—6月份全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。截至6月底，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量約為22.6億千瓦，同比增長(zhǎng)9.5%。其中，風(fēng)電裝機(jī)容量約為2.9億千瓦，同比增長(zhǎng)34.7%。太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量約為2.7億千瓦，同比增長(zhǎng)23.7%。各類(lèi)別能源發(fā)電裝機(jī)容量占比如圖1所示。

同時(shí)在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的提出下，國(guó)內(nèi)各發(fā)電企業(yè)相應(yīng)提出十四五新能源新增裝機(jī)規(guī)劃，如表1所示。

同時(shí)為鼓勵(lì)分布式能源的發(fā)展，不同地區(qū)對(duì)分布式能源如光伏、風(fēng)力發(fā)電等均出臺(tái)相關(guān)政策，如表2所示。

在政策的導(dǎo)向及未來(lái)發(fā)展，當(dāng)前各發(fā)電集團(tuán)及電網(wǎng)公司均提出具體雙碳目標(biāo)下的實(shí)施方案。因此未來(lái)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)將會(huì)有較大程度的重構(gòu)，風(fēng)電和光伏將進(jìn)入倍增階段，同時(shí)為解決風(fēng)電和光伏出力的不確定性，未來(lái)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)也將會(huì)迎來(lái)增長(zhǎng)，其中包括化學(xué)儲(chǔ)能、物理儲(chǔ)能等不同形式的儲(chǔ)能方式。因此對(duì)于未來(lái)的電力市場(chǎng)，分布式能源可能是參與市場(chǎng)交易的主體。

2? 國(guó)外分布式能源參與電力市場(chǎng)現(xiàn)狀

由于國(guó)外一些國(guó)家發(fā)展分布式能源較早，規(guī)模較大且其電力市場(chǎng)發(fā)展較為成熟，因此其較早探索分布式能源參與電力市場(chǎng)的模式及機(jī)制。

美國(guó)在電力市場(chǎng)方面較為成熟，因此也較早通過(guò)電力市場(chǎng)消納分布式資源剩余出力。為促進(jìn)分布式資源參與電力市場(chǎng)，美國(guó)從兩個(gè)方面入手。在技術(shù)層面，美國(guó)相關(guān)部門(mén)推出了分布式能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化計(jì)劃。開(kāi)發(fā)能夠靈活調(diào)控并優(yōu)化分布式能源應(yīng)用的系統(tǒng)，對(duì)一定區(qū)域內(nèi)的分布式能源進(jìn)行優(yōu)化聚合，即虛擬電廠。所謂虛擬電廠，即采集區(qū)域內(nèi)分布式能源各類(lèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并建立相關(guān)分布式能源模型，通過(guò)多源數(shù)據(jù)分析技術(shù)挖掘分布式能源潛力，并通過(guò)優(yōu)化決策模型在參與不同目標(biāo)下電力市場(chǎng)時(shí)使其經(jīng)濟(jì)效益最大化。在電力市場(chǎng)制度層面，美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員會(huì)相繼發(fā)布相關(guān)政策允許消費(fèi)端能源產(chǎn)品和服務(wù)參與批發(fā)電力市場(chǎng)。

與美國(guó)聯(lián)邦能源管理委員發(fā)布的分布式能源參與電力市場(chǎng)不同，英國(guó)能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)英國(guó)燃?xì)庥?017年7月發(fā)布了“英國(guó)智能靈活能源系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略”，從消除分布式能源障礙，構(gòu)建市場(chǎng)機(jī)制和商業(yè)模型，建立靈活電力市場(chǎng)機(jī)制三個(gè)方面推動(dòng)分布式能源參與電力市場(chǎng)，并制定了一系列行動(dòng)方案。

德國(guó)由于發(fā)展分布式儲(chǔ)能發(fā)展較早，較早通過(guò)社區(qū)儲(chǔ)能模式參與電力市場(chǎng)，但在參與電力市場(chǎng)規(guī)程中在參與時(shí)間、參與規(guī)模等方面存在較多問(wèn)題，因此德國(guó)聯(lián)邦電網(wǎng)管理局后期對(duì)二次調(diào)頻和三次調(diào)頻的競(jìng)價(jià)時(shí)間和最低投標(biāo)規(guī)模進(jìn)行的調(diào)整。澳大利亞根據(jù)自身分布式能源參與電力市場(chǎng)暴露的問(wèn)題，后期主要從開(kāi)放市場(chǎng)，維持公平等方面進(jìn)行相關(guān)制度的改革。

3? 國(guó)內(nèi)分布式能源參與電力市場(chǎng)現(xiàn)狀

隨著我國(guó)分布式能源裝機(jī)容量的提升及電力市場(chǎng)的改革，為促進(jìn)分布式能源的消納及電力市場(chǎng)的，部分省市逐漸允許分布式能源參與電力市場(chǎng)。

2021年5月2號(hào)，上海供電局對(duì)某區(qū)域內(nèi)的各類(lèi)分布式資源進(jìn)行削峰填谷，消納清潔能源，其中包括光伏、儲(chǔ)能電站、電動(dòng)汽車(chē)充電站等在內(nèi)的11 536家電力用戶參與行動(dòng)，負(fù)荷總量約15萬(wàn)千瓦。

2021年8月29日深夜，廣州電網(wǎng)則通過(guò)其建設(shè)的虛擬電廠平臺(tái)對(duì)某小區(qū)附近的電動(dòng)公交車(chē)站削減負(fù)荷，調(diào)整其充電時(shí)間，保障了附近約2 000戶居民的空調(diào)用電。

由于大部分分布式資源容量較小且出力隨機(jī)，因此其單獨(dú)較難參與電力市場(chǎng)。

總體而言，國(guó)內(nèi)分布式能源參與電力市場(chǎng)仍處于初級(jí)階段，相關(guān)實(shí)施方式及其分布式資源參與電力市場(chǎng)相關(guān)制度仍有較多需要完善。

4? 分布式能源參與電力市場(chǎng)的關(guān)鍵問(wèn)題及建議

分布式能源難以有效參與電力市場(chǎng)的關(guān)鍵問(wèn)題在于以下幾點(diǎn)：

（1）從電源側(cè)來(lái)看，分布式能源空間分布較為分散、大部分規(guī)模較小、出力隨機(jī)性大，分布式資源的以上特點(diǎn)和傳統(tǒng)能源相比導(dǎo)致其競(jìng)爭(zhēng)性弱，難以參與電力市場(chǎng)。

（2）從電力市場(chǎng)側(cè)來(lái)看，分布式能源相較于傳統(tǒng)能源具有一定的特殊性，而針對(duì)分布式能源參與電力市場(chǎng)的相關(guān)制度細(xì)則如準(zhǔn)入機(jī)制、競(jìng)價(jià)周期、定價(jià)方法、參與流程并不完善。

（3）整體來(lái)看，電力市場(chǎng)側(cè)和分布式電源側(cè)雙方信息不完全對(duì)稱(chēng)，兩側(cè)需求供給可能存在不同步，電力市場(chǎng)價(jià)格和分布式能源生產(chǎn)成本倒掛。

根據(jù)以上存在的問(wèn)題，本文提出以下建議：

（1）建立分布式能源集成商，對(duì)區(qū)域內(nèi)分布式能源進(jìn)行集成，由分布式能源集成商代理其參與電力市場(chǎng)，如圖2所示。通過(guò)對(duì)區(qū)域內(nèi)分布式能源進(jìn)行集成，一方面可提高分布式資源參與規(guī)模，并且分布式能源集成商通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型分布式能源協(xié)調(diào)互補(bǔ)以提升其出力穩(wěn)定性，因此可提升分布式能源參與電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)性。同時(shí)分布式能源集成商由于集成不同類(lèi)型分布式能源運(yùn)行數(shù)據(jù)，因此要發(fā)揮自身數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，充分挖掘數(shù)據(jù)機(jī)制，提升其負(fù)荷預(yù)測(cè)精準(zhǔn)性在提升自身競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)降低雙方收益風(fēng)險(xiǎn)。

（2）分布式能源在參與電力市場(chǎng)初期，對(duì)不同類(lèi)型分布式能源參與電力市場(chǎng)初期實(shí)行配額制度，不僅可促進(jìn)分布式能源的消納，同時(shí)可探索分布式能源參與電力市場(chǎng)的流程;在分布式能源在參與電力市場(chǎng)成熟期，推進(jìn)分布式能源參與電力市場(chǎng)不同類(lèi)型的服務(wù)，并逐步構(gòu)建可再生能源參與完整電力市場(chǎng)體系，其中包括備用市場(chǎng)、調(diào)頻市場(chǎng)等。

5? 結(jié)? 論

分布式能源接入規(guī)模擴(kuò)大，不同地區(qū)針對(duì)分布式能源進(jìn)入電力市場(chǎng)也相繼進(jìn)行改革，因此分布式能源會(huì)成為電力市場(chǎng)中交易的主體。本文首先分析了我國(guó)當(dāng)前分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀及其相關(guān)政策，接著分析了國(guó)內(nèi)外分布式能源參與電力市場(chǎng)的現(xiàn)狀。針對(duì)國(guó)內(nèi)分布式能源參與電力市場(chǎng)現(xiàn)狀，本文給出以下建議：一是由于分布式能源空間位置分散且出力大小及其特性不同，建議可設(shè)立分布式能源聚合商對(duì)區(qū)域分布式能源進(jìn)行聚合，針對(duì)負(fù)荷出力、負(fù)荷預(yù)測(cè)、負(fù)荷協(xié)同優(yōu)化、負(fù)荷效益等方面進(jìn)行化數(shù)字運(yùn)維管理，由分布式能源聚合商代理參與電力市場(chǎng)交易，對(duì)電力市場(chǎng)而言，有分布式能源聚合商代理參與交易可減少市場(chǎng)中交易主體，且交易體量有一定規(guī)模便于管理;由聚合商對(duì)其分布式能源進(jìn)行代理，對(duì)分布式能源的所有者而言，可使其便利化運(yùn)維，同時(shí)可使其經(jīng)濟(jì)效益最大化。其二，雖然對(duì)分布式能源由聚合商代理參與電力市場(chǎng)交易，但其和傳統(tǒng)能源仍存在差異，因此分布式能源在參與電力市場(chǎng)交易時(shí)其準(zhǔn)入制度，報(bào)價(jià)出清機(jī)制，及其相應(yīng)的結(jié)算制度可在借鑒國(guó)外電力市場(chǎng)的機(jī)制上，在原有電力市場(chǎng)基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

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作者簡(jiǎn)介：成謙（1993—），男，漢族，陜西西安人，售電管理工程師，本科，研究方向：電力市場(chǎng)與電力改革;易瀟然（1990—），女，漢族，湖北宜昌人，能源技術(shù)工程師，碩士研究生，研究方向：新能源與電力市場(chǎng);夏敏麗（1981—），女，漢族，吉林榆樹(shù)人，電力市場(chǎng)工程師，本科，研究方向：新能院與電力市場(chǎng);鄧瑞龍（1988—），男，漢族，廣西玉林人，產(chǎn)品集成工程師，研究方向：光伏、能效、綜合能源。