美國需求響應參與PJM批發(fā)電力市場運行及對我國的啟示（下）

姜　勇，李婷婷，王蓓蓓，竇　訊

（1.江蘇省電力公司，南京　210036；2.東南大學 電氣工程學院，南京　210096；3.南京工業(yè)大學 自動化與電氣工程學院，南京　210009）

美國需求響應參與PJM批發(fā)電力市場運行及對我國的啟示（下）

姜勇1，李婷婷2，王蓓蓓2，竇訊3

（1.江蘇省電力公司，南京210036；2.東南大學 電氣工程學院，南京210096；3.南京工業(yè)大學 自動化與電氣工程學院，南京210009）

（續(xù)上期）

2.3緊急需求響應和經(jīng)濟需求響應的對比分析

（1）運行規(guī)則對比

PJM電力市場中的需求響應項目類型可分為緊急需求響應和經(jīng)濟需求響應2類，根據(jù)參與市場類型的不同，PJM市場中需求響應參與的交易范疇包括：容量市場交易（提前3年的容量競拍）、電量市場交易（日前市場、實時市場）和輔助服務交易（日前調度備用、同步備用、調頻備用）。表4從參與市場、競價方式、是否強制削減、是否受到懲罰以及所獲支付對緊急需求響應項目以及經(jīng)濟需求響應項目的差異進行了總結。

表4　PJM電力市場中緊急需求響應和經(jīng)濟需求響應實施規(guī)則對比

（2）運營情況對比

經(jīng)濟需求響應項目緊緊依賴于市場的價格信號，在日前以及實時市場中被調度的需求響應資源占注冊經(jīng)濟需求響應項目總容量的比例較小，因此，美國PJM電力市場中經(jīng)濟需求響應整體呈略微下降的趨勢。而參與緊急需求響應項目的資源自2007年以來，整體呈上升趨勢。2013年，負荷管理項目的收入為4.299億美元，與2012年的收入3.311億美元相比上升了0.988億美元，同比升高了29.9%［23—25］，容量市場收入成為需求響應參與者的最主要的收入來源。

3　對我國開展需求響應的啟示

相較于美國，我國的電力市場環(huán)境以及用戶響應特性均有較大差異，我國需求響應仍處于依賴于行政手段的強制型限電階段。借鑒美國PJM需求響應的實施，我國在開展和推廣需求響應的進程中應注意以下問題：

（1）注重需求響應由行政手段強制執(zhí)行向參與電力市場運行調度的轉變，建立較為完善的需求響應機制。

當前，我國的需求響應主要是依靠行政手段的夏季高峰拉閘限電，需求響應資源作為可用資源主動參與到電力市場調度中還處于探索階段。要實現(xiàn)我國需求響應的此種轉變，首先需要借鑒國外已實施的一些需求響應項目規(guī)則，從項目的規(guī)劃設計，項目的注冊登記，需求響應事件的調用（綜合考慮需求響應觸發(fā)條件、提前通知時間、可調用頻率、最大最小持續(xù)時間等約束條件），需求響應項目的測量與結算，建立一套較為完整的需求響應項目機制。需求響應資源在調度中，應充分考慮需求響應資源所在位置、提前通知時間等約束條件；同時，需求響應項目的測量方式以及結算方式對用戶參與積極性有較大影響。在PJM經(jīng)濟需求響應市場中，結算規(guī)則發(fā)生了3次變更，F(xiàn)ERC745規(guī)則的實施，促使PJM參與經(jīng)濟需求響應的用戶數(shù)量以及注冊容量明顯增加。

（2）需求響應項目的順利實施依賴于配套基礎設備的建設與完善，制定不同需求響應項目下測量設備以及通訊設備的統(tǒng)一標準。

不同的需求響應項目由于響應時間的不同，所需的測量儀器的精度會有所差別。例如：在PJM需求響應市場中，緊急需求響應項目的測量儀器要求可以記錄并上傳每小時的負荷，參與日前以及同步備用市場項目的測量儀器要求可以記錄并上傳每分鐘的負荷，參與調頻市場的用戶必須裝設先進的實時遙信計量裝置。因此，應針對具體的需求響應項目，制定所需測量設備以及通信設備的統(tǒng)一標準。

（3）注重對需求響應資源的實施效果的評價，項目監(jiān)督部門加強對需求響應資源的審核。

不同于傳統(tǒng)的電力資源，需求響應資源具有更大的不確定性，因此，需要對已實施的需求響應資源的效果進行分析評價，并在此基礎上，對需求響應資源所具備的負荷削減能力進行嚴格的審核。PJM通過注冊登記的CSP在參與電力市場中時，PJM、LSE以及EDC會根據(jù)其歷史用電數(shù)據(jù)以及相關因素，嚴格審核其是否具備相應的負荷削減能力。

（4）需求響應項目應從試點開始，由點到面，循序漸進，逐步實現(xiàn)需求響應項目的多元化，有利于充分調動用戶的積極性以及實現(xiàn)調度的靈活性。

建立種類多樣化的需求響應項目，有利于充分調動用戶的積極性以及調度的靈活性。目前，PJM負荷管理項目從響應時間、響應頻率等多方面對負荷管理項目進行了擴展，為用戶提供多樣化的選擇。在我國，由于沒有單獨的容量市場，因此，可以建立參與到電量市場以及備用市場的需求響應項目，用戶可以根據(jù)自身用電特點，選擇適合的需求響應項目。

（5）鼓勵第三方專業(yè)化需求響應管理機構參與項目實施——CSP參與市場需求響應的機制。

2001年，PJM建立了以CSP形式參與市場需求響應機制，大大促進了需求響應的發(fā)展。由于單個用戶缺乏需求響應方面的專業(yè)化知識，且不同的用戶在不同的時間可能表現(xiàn)出不同的響應程度，單個用戶的需求響應執(zhí)行效果波動較大。通過CSP對不同用戶的聚合，超額完成削減計劃以及未完成削減計劃的用戶能夠相互抵消，需求響應的執(zhí)行效果更加穩(wěn)定，有利于資源的統(tǒng)一調度。

4　結論

PJM作為北美最為活躍的電力市場獨立運營商，在將需求響應資源作為可調度的電力資源參與到批發(fā)市場運行的長期探索中，積累了豐富的實踐經(jīng)驗。本文系統(tǒng)性的介紹了PJM需求響應市場中緊急需求響應項目以及經(jīng)濟需求響應項目的項目特點、運行規(guī)則、測量結算以及運營情況，并對這2類需求響應項目參與到批發(fā)市場的方式以及運營情況進行了對比分析。針對我國開展需求側管理工作中遇到的困難，本文從需求響應項目參與方式的轉變、需求響應項目的設計、需求響應基礎設備的建設與完善、效果評價以及第三方專業(yè)化管理機構代理等方面參照PJM市場的成功運營經(jīng)驗提出了相關的改進建議，本文的研究成果對我國需求響應項目的開展，特別是需求響應資源參與市場調度的探索具有重要意義。D

［1］Rahul Walawalkar，Stephen Fernands，Netra Thakur，et al. Evolution and current status of demand response（DR）in［2 electricity markets：Insights from PJM and NYISO［J］. Energy，2010（35）：1 553-1 560.

［2］PJM Interconnection，L C C.Load Management Performance Report 2009/2010［R］.2009.

［3］PJM Interconnection，L C C.Overview of the Role of Demand Resources in PJM's Markets［R］.2013.

［4］Farrokh Rahimi，Ali Ipakchi.Overview of Demand Response under the Smart Grid and Market Paradigms［J］.IEEE，2010（5）：1-7.

［5］An economic welfare analysis of demand response in the PJM electricitymarket［J］.EnergyPolicy，2008（36）：3692-3702.

［6］FederalEnergyRegulatoryCommission.OrderAcceptingTariff Revision，Subject to Conditions［R］.2008

［7］PJMInterconnection，LCC.PJM2013AnnualReport［R］.2013.

［8］全生明，盧鍵明，謝傳勝，等.需求側響應機制的國際經(jīng)驗及對我國的啟示［J］.電網(wǎng)技術，2011，35（6）：161-166.

［9］葉斌，王秀麗，宋永華，等.我國用電側電力市場模式的初步探討［J］.中國電力，2002，35（6）：9-13.

［10］周建功.我國電力市場運行模式研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工程大學，2003.

［11］湯萌，沐明.我國區(qū)域電力市場規(guī)制的相關問題探析［J］.中國軟科學，2004（4）：123-126.

［12］梁文潮.我國區(qū)域電力市場研究［D］.湖北：武漢理工大學，2004.

［13］盧鍵明.我國電力需求側響應的模型方法及實施模式研究［D］.北京：華北電力大學，2009.

［14］魏玢.美國PJM電力市場及其對我國電力市場化改革的啟示［J］.電力系統(tǒng)自動化，2003，27（8）：32-35.

［15］王冬明，李道強.美國PJM電力容量市場分析［J］.浙江電力，2010（10）：50-53.

［16］王冬容.激勵型需求側響應在美國的應用［J］.電力需求側管理，2010，13（1）：74-77.

［17］許子智，曾鳴.美國電力市場發(fā)展分析及對我國電力市場建設的啟示［J］.電網(wǎng)技術，2011，35（6）：161-166.

［18］PJM Interconnection，L C C.PJM Demand Side Response Intermediate Overview［R］.2012.

［19］PJM Interconnection，L C C.Emergency Operations［R］. 2014.

［20］PJM Interconnection，L C C.PJM Capacity Market［R］. 2014.

［21］梁青，許諾，童建中.美國PJM容量市場的新模式及其對華東電力市場的啟示［J］.華東電力，2009，37（7）：1148-1152.

［22］PJM Interconnection，L C C.Emergency Demand Response（LoadManagement） PerformanceReport2013/2014［R］.2014.

［23］Monitoring Analytics，L L C.State of the Market Report for PJM［R］.2013. 4］PJM Interconnection，L C C.2012 Economic Demand Response Performance Report：Analysis of Economic DR participation in the PJM wholesale energy market after the implementation of Order 745［R］.2013. 5］PJM Interconnection，L C C.Energy&Ancillary Services Market Operations［R］.2014.

（本欄責任編輯孫晶）

The demand response to participate in the PJM wholesale electricity market operation and enlightenment to our country

JIANG Yong1，LI Ting?ting2，WANG Bei?bei2，DOU Xun3
（1.Jiangsu Electric Power Company，Nanjing 210036，China；2.Southeast University，Nanjing 210096，China；3.Nanjing University of Technology，Nanjing 210009，China）

美國PJM電力需求響應項目可分為緊急需求響應項目以及經(jīng)濟需求響應項目。介紹了PJM需求響應交易市場的參與主體，并從項目特點、參與到電力市場的方式、測量與結算以及運營情況等方面分別對緊急需求響應以及經(jīng)濟需求響應進行了分析與研究。最后，結合PJM電力市場中需求響應的運行情況以及我國電力市場環(huán)境，提出了對我國需求響應項目的開展的設想和建議。

PJM；緊急需求響應；經(jīng)濟需求響應；容量市場；電量市場

Demand response program in PJM can be divided into emergency demand response and economic demand response. This article describes the PJM demand response participation in the market.In addition，details of the emergency demand response and economic demand response are identified from the characteris?tic of the programs，the way to participate in the electricity mar?ket，measurements，settlements and operational conditions respec?tively.Finally，based on the demand response in PJM and the elec?tricity market in our country，ideas and proposals are put forward to the implement of the demand response programs in China.

PJM；emergency demand response；economic demand response；capacity market；energy market

F416.61；TK018

C

2014-08-29

國家自然科學基金項目（51277028）