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面向智能电网的需求响应商业运作模式研究


面向智能电网的需求响应 商业运作模式研究

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主要内容
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智能电网下需求响应项目运作模式研究 需求响应促进可再生能源消纳运作模式研究 需求响应实施机制研究 基于系统动力学的需求响应激励机制设计

一、智能电网下需求响应项目实施模式研究
研究概述 智能电

网下需求响 应项目实施特点
需求响应商 业运作模式 设计的基本 原则

分阶段DR运作 模式框架设计
起步期 成长期 成熟期

国内外DR实施情况
项目运作模式
激励机制研究(用户/电网)

智能电网下需求响应项目实施的特点

DR项目实施进程
试点选择和实施 技术创新和制度创新 区域推广实现

DR项目实施特点
1)项目初期投入较大 2)参与的实体范围广泛:政府、电网公司、用户、技术和服务机构等 3)要求完善的运作体系和激励机制

国内外需求响应项目的运作模式和激励机制

国外需求响应运作模式——以美国为典型
? 中介机构主导的运作模式>高日废高盉别碍蛙茎拭辖丰仍柔桃躺轧麻 禾八簧 ? 政府主导的运作模式>眼办社织镇雷躺轧客拖DR麻禾豪列咖辅看旋 击 ? 电力公司主导的运作模式:至图天夜明工闭看眼办六叹你主 DSM 审景 举何碍邻你毫弓

国内需求响应运作模式
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国内外需求响应项目的运作模式和激励机制

国外配套的激励机制
针 对 电 网 补贴机制:且麻辖闻寻拭全找柏聚争乙宛泄侍碍异旋诊储幸贯乙宛 碍扔膜国宛?闻。 奖励金机制: 楔摩抗蛙罪卖低眼闸咖宽闸都访套劲。 获利分享

机制>又专乙宛碍蛙罪旧磅切罗 族全专唯眼闸分离机制: 贯素
年识转投0楔摩年识转投圭乙宛曳 枢冈跃星眼任泪年0尾闸例具族全与侦辨云陶唯闸碍天少。 针对用户的激励机制
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国内配套的激励机制
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需求响应项目的运作模式设计的基本原则

政策体制保障 监督指导

以政府为主导

需求响应 需求响应 商 商 业运作模式 业运作模式 设计原则 设计原则

垂直一体化执行力强 技术和管理优势

以电力公司为主体
整合小型分散资源 引入市场竞争机制

鼓励第三方机构参与

分阶段需求响应项目的运作模式框架设计

起步期

分阶段需求响应项目的运作模式框架设计

成长期

分阶段需求响应项目的运作模式框架设计

成熟期

主要内容
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智能电网下需求响应项目运作模式研究 需求响应促进可再生能源消纳运作模式研究 需求响应实施机制研究 基于系统动力学的需求响应激励机制设计

二、需求响应促进可再生能源消纳运作模式研究
研究概述

融入DR和RES 的市场运作模式 设计目标

配套政策研究

需求响应(DR)
互补作用

能源法规政策
融资和激励政策

可再生能源 (RES)

不同环境下 市 场运作模式研究

技术和服务政策 市场运作政策

单边开放条件下
双边开放条件下

需求响应(DR)和可再生能源(RES)的互补关系

? 接入提出的安全性和经济性要求 安全性: RES机组引起的 ? 大规模 大规模RES RES接入提出的安全性和经济性要求 大规模 接入提出的安全性和 经济性要求 出力偏差可能,需要充足的正旋转备用 经济性:RES机组单位发电成本较高
在竞价上网中仍处劣势,其出力具有很强 的反调峰特性,在低谷时段大量的可能性弃风浪费。

? DR RES具有良好的互补特性 R ?D DR R对于对于 RE ES S具有良好的互补特性具有良好的互补特性
长期的经济型DR项目:具有“移峰填谷”的效果,特别是在低谷时段增加的用电 需求可以更多的消纳部分机组出力。 短期的激励型DR项目:充当部分昂贵的正旋转备用资源,在高峰时段可再生能 源出力预测偏差时削减部分用电需求。

融入DR和RES的市场运作模式设计目标

单边开放环境下融入DR和RES的运作模式设计
(1)组织体系设计

单边开放环境下融入DR和RES的运作模式设计
(2)交易机制
? 遵循“合约交易为主、现货交易为辅”的原则 ? 政府设置可再生能源的机组的年基准发电量,主要通过中长期合约交 易的方式组织可再生能源发电商和电网公司双方签订合约。 ? 合同形式一般为年度、月度合同,配合地区负荷需求呈现峰谷季节交 替的特性以及部分需求响应措施(有序用电、峰枯电价等),可以季 度合同的形式开展。

(3)价格机制
? 针对可再生能源的定价:通过制定上网电价补贴额度,考虑机组单位 成本和资源分布的特性,将各类型机组评级,同一评级的机组采用相 同的补贴上网电价。 ? 需求响应资源的定价:价格型DR项目的电价一般以单一电量电价的 方式确定;激励型DR项目的价格制定分为电量电价和容量电价部分。 结算方式宜采用按合同报价结算的方式进行。

单边开放环境下融入DR和RES的运作模式设计
(3)价格机制
? 提出可再生能源发电补贴机制,随着发电量(或年运行小时数)的增 加,固定上网电价中针对可再生能源发电商的补贴比例下降;或设置 补贴基准发电量分界点。

? 通过合理的补贴价格机制设计,既利于保证可再生能源发电生回收投 资成本,也能激励需求响应参与用户发挥更大的潜力消纳可再生能源 发电。

单边开放环境下融入DR和RES的运作模式设计

(4)融资和技术服务方式
? 针对可再生能源发电商:经审批的可再生能源发电项目可通过财政部 门提供的信用担保获取低息或无息的商业机构贷款,获取政府基金支 持和减小售电增值税比重。 ? 针对节能设备商和用户:资金补助以补贴和低息贷款方式开展。 ? 针对电网公司的融资渠道:财政部门设立的需求响应启动基金、电力 附加费征收、部分商业贷款、高能耗企业的排污税费征收等。 ? 需求响应项目保障的主要提供方是政府指导下的技术服务机构。

双边开放环境下融入DR和RES的运作模式设计
(1)组织体系设计

双边开放环境下融入DR和RES的运作模式设计
(2)交易机制
? 充分利用开放竞争的优势,培育可再生能源配额交易市场、需求侧资 源参与的主能量市场、辅助服务市场、容量市场 ? 采用合约交易、现货交易、期货和期权等多种金融手段,形成稳健、 灵活的价格响应链。

(3)价格机制
? 以配额制作为可再生能源的定价基础:针对普通的发电商,由政府部 门规定其发电总量中可再生能源电力的比重;对售电部门和部分用户, 规定其用电总量中可再生能源电力的比重。 ? DR和RES同时参与竞价:价格制定采用两部制电价制定的方法。电 量价格部分由市场竞争形成;容量价格针对不同类型的用户制定不同 的容量价格标准,并以统一出清价的方式结算。

双边开放环境下融入DR和RES的运作模式设计

(4)融资和技术服务方式
? 主要融资途径:政府设立的需求响应专项基金、财政奖励和税费减免、 用户侧征收电力附加费用、国内外商业机构贷款和其它社会资金筹集。 ? 鼓励能源相关行业机构直接参与可再生能源发电项目开发,从项目运 营中获取利益,由此吸引社会资金流向可再生能源发电的项目运作。 ? 再生能源发电的技术和服务准入机制:由政府部门制定可再生能源发 电机组发电上网的标准(包括容量、效率、功率预测和可控性等方面 要求),鼓励技术进步。 ? 需求响应服务公司为用户提供技术和服务支撑的方式还可延展至相关 设备的开发、租赁、销售环节。

不同市场环境下融入DR和RES的运作模式对比

配套政策建议

能源法规政策
?RES发展目标纳入能源法规范 畴,作为地区政府工作考核的 指标和项目审批的依据; ?颁布节约电力和电量目标并以 此作为DR开展计划的基础。

融资和激励政策
?针对项目、设备和部门的区别 设计补贴机制; ?减小DR服务公司和中小企业参 与的资金壁垒。

技术和服务政策
?制定需求响应项目规划、建设、实 施和评估的技术服务规范; ?制定需求响应各方沟通、服务标准, 培育有效、快速、多样化的服务机 制 。

市场运作政策
?指明需求响应项目市场化运作的主 管和参与部门,以及各部门的权 责 ; ?制定多种交易方式的规范制度和相 应的市场监管制度。

主要内容
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智能电网下需求响应项目运作模式研究 需求响应促进可再生能源消纳运作模式研究 需求响应实施机制研究 基于系统动力学的需求响应激励机制设计

三、需求响应实施机制研究
现有实施机制

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折扣补贴机制 效益分享机制 收入和售电量分离机制 ……

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适应我国市场环境的需求响应实施机制研究
实施机制细则 电力用户积分评价机制
适用范围
价格型和激励性DR项目, 针对各类电力用户

保险合同机制
激励型DR项目,主要面向大用户

实施要则

用户根据电网公司发布的信 息调整自身负荷,依照积分 标准加分或扣分

政府发布电力供需情况预测,电 力 公司和大用户协调签订合同并 且交 纳保障金,根据单位电力的 保障金 额高低来安排供电计划

效益和结算 积分可兑换电价折扣或峰时
段的负荷指标

违背合同的情况下电网公司向用 户 缴纳一定倍额的赔偿金

适应我国市场环境的需求响应实施机制研究
电网和用户的成本效益
用户 电力用户 积 分评价 机制
投入

电网公司

系统软件、管理费用和用户积分兑 生产损失成本和转 换的电费折扣 移成本 电费折扣以及停电 概率降低

收益

可免容量成本和可免电量成本

投入

管理和宣传费用、对未参保用户的
安抚金和未保障参保用户供电时的 补偿

投保金额支付

保险合同 机 制
收益

可避免容量、电量成本和参保用户 停电概率降低或者 的投保金收入 赔偿金额收入

适应我国市场环境的需求响应实施机制研究
总结

基于电力积分的实施机制
?可以有效的利用现有的电力资源,在供需紧张时期,将其分配给负荷 控制较好的用户,对改善用户负荷特性具有良好的激励作用。 ?在缺电时期,可以通过积分制度优化电力分配的效果。对于电网公司 而言,积分评级制度具有管理成本低,实施灵活的特点。

基于保险合同的实施机制
克服了传统有序用电方案对某一类用户统一限制的缺点,电力用户可以 按照自身的生产状况,与电力公司签订合同保障用电。协调配置了具有 转移能力的用户以及对供电保障要求高的用户需求。

主要内容
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智能电网下需求响应项目运作模式研究 需求响应促进可再生能源消纳运作模式研究 需求响应实施机制研究 基于系统动力学的需求响应激励机制设计

四、基于系统动力学的需求响应激励机制设计
研究概述
系统动力学的 仿真的原理和 特点 影响需求响应 实施机制的关 键因素分析

需求响应实施过程 的因果关系分析

基于系统动力学的 需求响应激励机制 场景分析

激励机制设计关键 因素的灵敏度分析

结论

系统动力学仿真特点和需求响应实施的影响因素
系统动力学(System Dynamics SD)仿真特点
通过因果关系分析构建复杂系统的影响因素和作用机理; 以反馈单元作为复杂 复杂系统建模的基本结构; 通过时域仿真手段模拟非线性、高阶次、复杂时变 系统的行为特征和行为结果。

需求响应项目实施效果的影响因素
? 参与部门影响: 政府、电网
公司、用户和发电侧 ?技术和机制条件的影响: 持续的技术服务投入、良好的成本 回收机制和开放的政策环境

需求响应实施过程的因果关系分析

需求响应激励机制的场景设置
场景一
对用户AMI装设进行补贴比例设置70%,不存在“发电—电网”效益共享和电价联动

场景二 对用户装设的AMI补贴比例设置为70%,将“发电—电网”效益共享比
例设置为40%, 不存在上网电价和和销售电价的联动

场景三
对用户装设的AMI补贴比例设置为70%,将“发电—电网”效益共享比例设置为40%, 同时设置销售电价随着上网电价变化联动的比例为50%

需求响应激励机制的场景分析结果

需求响应激励机制的场景分析结果

需求响应激励机制设计关键因素的灵敏度分析
“发电-电网”效益共享比例灵敏度分析

需求响应激励机制设计关键因素的灵敏度分析
销售和上网电价联动比例的灵敏度分析

不同电价联动比例下 电网侧效益对比

不同电价联动比例下 用户侧效益对比

基于系统动力学的需求响应激励机制设计结论

1

参与方的积极配合是影响实施效果的 关键因素; “发电—电网”效益分享机制能够均衡发电和 电网侧的效益,在一定程度上发电侧分享自身 的部分收益有助于其净收益的最大化; 电价联动机制能够将需求响应效益从电网侧 传导到用户侧,用户受到激励政策的作用有助 于发掘需求响应的潜力。

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