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      售電公司在電力市場環境下開展電力需求側響應的必要性和應用

      發表時間:2021-07-05  |  點擊率:116
        程志芳
       
        安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801
       
        摘要:隨著2015年電改9號文的頒發,我國電力體制改革工作大刀闊斧地推進,目前已經明確將促進區域電力平衡和需求側負荷資源的優化配置列為今后電力工作開展的重點。目前我國需求側響應方面仍停留在政策性強制需求側管理階段,其時效性以及可持續性已無法滿足電力系統實時平衡的需求。售電公司作為連接批發側和零售側的重要主體,其開展需求側響應對提高電力市場的穩定性和運行效率以及維持自身長遠發展有著舉足輕重的意義。
       
        關鍵詞:需求側響應;電力零售市場;偏差考核;負荷集成商
       
        1 需求側響應定義以及我國需求側響應發展現狀
       
        1.1 需求側響應定義
       
        電力系統要維持實時供需平衡。傳統的做法是由發電機組在負荷需求時提高出力,但負荷尖峰時段往往持續時間很短,為了滿足這部分需求而增加的發電和輸配電投資利用率很低,而且調峰任務大多是由高成本、污染相對較重的火電機組承擔,而通過減少或者延遲需求側的電力負荷來實現實時供需平衡就會相對節省很多成本也更環保。需求側響應可以定義為: 當電力批發市場價格升高或者系統可靠性受到威脅時,電力用戶接收到供電方發出的誘導性減少負荷的直接補償通知或者電力價格上升信號后,改變其固有的習慣用電模式,達到減少或者推移某時段的用電負荷而響應電力供應,從而保障電網穩定,并抑
       
        制電價上升的短期行為。
       
        1.2 我國需求側響應發展現狀
       
        我國在上世紀90年代就引入了需求側管理的概念,但并沒有能夠大范圍推廣。直到2010年國家發改委印發了《電力需求側管理辦法》,2012年將北京市、蘇州市、唐山市、佛山市四個城市設立為首批電力需求側管理城市綜合試點,上海為需求側響應試點
       
        試點開展以來取得了一些成績,2014年以來,除唐山市外, 北京、上海、佛山三市和江蘇省已成功實施了幾次需求側響應項目, 基本是每年夏季實施一兩次。其中, 2017年
       
        7月江蘇省經信委組織省電力公司對張家港保稅區、冶金園啟動了實時自動需求響應,在不影響企業正常生產的前提下, 僅用1 秒鐘時間即降低了園區內55.8萬千瓦的電力需求, 創下了國際先例。
       
        2 售電公司開展需求側響應的必要性
       
        2.1 電量偏差控制的需要
       
        2015年11月, 廣東省、重慶市獲國家發改委、能源局批準, 成為了首批售電側改革試點,取得了豐碩的改革成果,各項市場機制也日趨完善。下面, 以廣東為例作出說明。
       
        廣東售電側改革試點全國電改, 以交易品種豐富、交易主體眾多、交易規模著稱, 各項交易規則以及相應市場監管體系也逐步完善, 但從實際運行情況來看,廣東市場電量偏差大、考核費用高的情況,也一直讓各售電主體畏之如虎, 甚至有部分售電公司因無力承擔偏差電量考核費用而黯然退市。
       
        廣東自2017年起實行偏差電量結算機制。2017年2月以來,累計組織了14次月度集中競爭交易,統一出清價差波動甚大,價差達- 189.45厘/千瓦時,高則為-36.5
       
        厘/ 千瓦時,因此售電側、用戶側獲利也高低起伏。而由于廣東電力市場上普遍由售電側代理用戶側競價,用戶用電偏差基本由售電公司承擔,因此,對于售電公司而言,偏差考核電費也是影響收益的主要因素之一。如圖1 所示,廣東售電公司獲利隨著月度競價價格起伏而大起大落,但對比2017年11月和2018年1月情況,月度競價價差相差僅為0.5厘/ 千瓦時,但收益卻相差超過3 倍。
       
      如圖2所示,2017年2月至2018年1月廣東市場需求側考核費用一直高居不下,此費用基本由售電公司買單, 其中2018年1月考核費用與售電公司獲利基本持平,這意味著售電公司的一半收益被用來支付考核費用, 反映出了目前廣東市場用戶對于自身用電負荷的預測能力較弱,而售電公司又極度缺乏控制實際用電量能力,因此,售電公司開展行之有效的需求側響應手段迫在眉睫。
      2.2 盈利模式創新的需要
       
        2017年以來,國內售電公司呈井噴式發展,2017年,全國已啟動售電公司準入程序的省份已達24個,電網背景、發電背景、民營資本等等紛紛進入市場,截至2017年12月
       
        25日,全國電力交易中心公示的售電公司數量多達3223家,競爭態勢異常激烈。
       
        目前,國內售電公司主要盈利模式依然是賺取批發、零售價差,客戶粘性不夠,抗風險能力很差。因此,售電公司迫切需要引入新的盈利增長點,保證自身的長遠發展。需求側負荷響應便是盈利點之一,售電公司可以將需求側負荷響應作為自身業務拓展的一個維度, 一方面,售電公司通過收集用戶的用電數據,對不同用電設備進行精細化管理, 為用戶提供智能化、個性化的用電與節電服務;另一方面,售電公司以負荷集成商的身份綜合利用自身具有的客戶資源參與到需求側互動響應( 電力市場引入需求側響應機制后) 的市場中去,同時,隨著大數據在智慧能源中的應用不斷深入,售電公司獲取的用戶側用電數據也可以加
       
        工完善,變成有市場價值的市場信息。
       
        2017年以來,各地紛紛啟動輔助服務市場建設,并且將逐步放開獨立調頻機構參與調頻, 售電公司可以考慮以合作控股的方式,引入儲能裝置參與調頻市場交易,并將調頻退役后的儲能裝置應用到需求側響應之中,如此,既可以獲得調頻收益又可以賺取需求側響應收益,投資收益率大大提高。
       
        2.3 電力市場發展的需要
       
        隨著電力體制改革的深入,各地都在逐步建立現貨市場,現貨市場發現價格, 價格劇烈波動, 屆時,售電公司面臨一個問題就是如何定價,如何對不同類型的消費者提供不同的價格選擇;如何管理由于消費者未來的負荷以及批發市場價格的雙重不確定性造成的財務風險。也就是說,面對未來的任意時段, 零售商既無法精確知道他們的消費者將要消費多少電量,更無法預測屆時批發市場的價格將會怎樣。
       
        以2018年廣東市場為例,廣東2018年全年市場交易總量預計達1 600億千瓦時,其中固定長協1000億千瓦時,核定發電側簽約上限1100億千瓦時, 發電側高價差讓利意愿并不十分強烈,但售電公司仍然沿用上年先圈用戶倒逼發電企業讓利的策略, 因此, 造成“批零倒掛”現象,發電企業直接對用戶的讓利遠遠高于對售電公司的讓利,造成售電公司大面積虧損。如果建立現貨市場后,影響實時電價的因素紛繁復雜,電價、用電負荷預測難度大大提高,可以預知,售電公司面臨的虧損風險將被幾何數放大,是以,售電公司必須通過與用戶簽訂基于激勵的可中斷負荷、直接負荷控制等特殊合同的方式來將經營風險加以對沖。
       
        3 安科瑞為售電公司提供解決方案
       
        安科瑞為售電公司提供了諸多解決方案用于解決痛點問題,輔助售電公司更準確預測用戶的用電量,降低人力成本,提高服務效率,為綜合能源服務提供軟、硬件一站式服務。
       
        3.1 AcrelCloud-1000變電所運維云平臺
       
        安科瑞變電站運維云平臺依托物聯網技術以數字化手段監測數以百計的用戶變電所運行狀況,可以較低成本采集用戶變電站的數據匯集到云平臺,提供24小時不間斷的實時數據服務,包括用戶用電量歷史數據采集記錄、變電所環境參數等。通過邊緣計算網關和云平臺分析功能,充分挖掘用戶數據價值,并通過云平臺、手機APP等方式實時告知用戶配電系統存在隱患和事故,快速派單消缺搶修,便于售電公司為用戶提供快捷的服務。
       
        3.1.1提高負荷預測精度,減少偏差考核
       
        運維平臺通過4G或互聯網采集用戶配電系統數據,包括電流電壓功率電能等數據,并形成日報、月報、年報以及歷史曲線、同比環比分析比較等,使售電公司掌握用戶的用電習慣和歷史數據,更準確的了解用戶實際用電量,為預測未來用電量提供依據,同時也可以為用戶提供用能數據服務。
       
        3.1.2閉環運維服務,降本增效
       
        運維平臺除了實時采集電氣數據外,還可以采集用戶變電站開關狀態、變壓器負荷率和組溫度、環境溫濕度、煙霧、浸水、視頻、門禁信息,發生異常情況會及時通過APP和短信向運維人員發出報警信息,并可生成派工單,通過GPS定位服務情況,快速排除故障,縮短故障停電時間,為用戶提供運維服務,提高用戶粘性。
       
        3.1.3能效分析,提供數據服務
       
        平臺可按照配電回路、區域、分項、部門統計日、月、年用電數據,并進行同環比分析,同時系統提供分時段電能及費用統計、實時需量、四象限電能、平均功率因數計算等功能,為用戶提供多維度數據服務。
       
        3.1.4數據對接
       
        運維平臺可以和售電平臺或者其它第三方平臺數據無縫對接,實時提供電力交易競價信息,及時獲取電價信息和交易情況。
       
        3.1.5用戶診斷報告
       
        運維平臺自動生成用戶用電及運行診斷報告,對用戶配電系統運行情況提供周期性診斷報告,總結配電系統運行情況,提出改進建議。
       
        3.2 Acrel-5000Cloud能源管理云平臺
       
        Acrel-5000Cloud能源管理云平臺可為售電公司針對園區或者眾多用戶的綜合能源服務提供數據支持和節能建議。
       
        平臺采集用戶電、水、氣、冷熱量等能源消耗數據和光伏、風力、儲能等新能源數據,對用能數據進行分析,按照區域、部門、用電設備類型進行細分,提供同比、環比分析比較和用能數據追溯,同時可以提供尖峰平谷各時段用能數據和報表,幫助用戶梳理能源賬單明細和制定能源績效考核。
       
      3.3 AcrelCloud-3200預付費管理云平臺
        隨著電改的進一步深入,除了工業企業外,未來居民用電和商業用電都會逐步開放,售電公司也會參與到居民和商業用戶的售電交易,安科瑞預付費云平臺可為售電公司提供先交費、后用電的方案,并且為用戶自助繳費提供支持。
       
        安科瑞預付費管理云平臺為居民小區、商業綜合體、辦公樓、酒店式公寓、學生宿舍以及連鎖超市提供用電預付費和用電安全管控解決方案,目前已經成功在上述各場景得到廣泛的應用并已經穩定運行多年。
       
        3.4 AcrelCloud-6000安全用電管理云平臺
       
        用電安全是綜合能源服務的一個重要環節,保障用戶的用能安全至關重要。安全用電管理云平臺對電氣引發火災的主要因素(線纜溫度、漏電電流、負荷電流、電壓)進行數據跟蹤與統計分析,通過2G/NB-IOT/4G方式采集現場數據,及時發現電氣線路和用電設備存在的安全隱患(如:線纜溫度異常、過載、過壓、欠壓及漏電等)并通過短信、APP推送、自動語音呼叫等方式及時預警,有效防止電氣火災的發生。系統可以顯示所有監測點位的漏電電流等電氣參數和線纜溫度,并支持巡檢記錄和派單操作,提供安全隱患分析報告,實時評估企業用電安全狀態。
       
        3.5 AcrelCloud-9000電動車(電瓶車)充電樁運營管理云平臺
       
        充電樁業務越來越多出現在售電公司的業務清單中,有助于幫助售電公司平衡偏差的同時也能獲取更多利潤,相輔相成。
       
        3.5.1資產管理
       
        充電樁運營管理云平臺幫助售電公司實時監測充電樁運行狀態,包括安裝地點、數量、充電樁空閑/使用狀態、故障信息等。
       
        3.5.2交易管理
       
        充電樁運營管理云平臺為需要充電的用戶導航尋樁,提供預存電費充電、掃碼充電等結算方式,解決充電難、管理難和收費難的問題。
       
        3.5.3安全管理
       
        近來電瓶車相關的安全和火災事故頻發,成為生命和財產安全隱患。政府部門發文對電瓶車火災的整治都放在規范停放和充電行為上。安科瑞充電樁運營管理云平臺除了資產管理和交易管理功能外,還提供充電安全管理功能,包括充電樁漏電、溫度的監測,有助于規范管理電瓶車停放和充電問題。
       
        4 結論
       
        國內零售市場還普遍執行著與時間無關,不能有效反映容量成本和邊際供電成本變化的價格。這一方面是因為傳統上政府部門和電力部門都認為電力用戶不愿意面對任何形式的隨時間波動的價格。但是,現在的售電公司事實上已經以風險收益的形式承擔著電力成本的波動以及電力供應鏈上的各種低效率。如果售電公司能在零售市場引入需求側響應管理措施, 那將大大降低其面臨的電量波動風險( 負荷偏差) 以及電價波動風險,這樣既能讓公司因參與風險管理的收益而主動作為,又讓售電公司以負荷集成商的身份而變成電力供應- 消費鏈上不可或缺的市場主體。
       
        【參考文獻】
       
        [1] 曾鳴. 電力需求側響應原理及其在電力市場中的應用[M].中國電力出版社,2011
       
        [2] 洪進亮. 電力市場環境下售電公司開展需求側響應的必要性
       
        [3] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊. 2020.06版
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