中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：本文節(jié)選、翻譯自美國(guó)勞倫斯-伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Lawrence Berkeley National Laboratory）的工作論文，原題為《需求響應(yīng)提供輔助服務(wù)：美國(guó)各大市場(chǎng)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)比較》（Demand response providing ancillary services: A comparison of opportunities and challenges in US wholesale markets）
電力市場(chǎng)的規(guī)則、監(jiān)管方式和零售環(huán)境是影響需求響應(yīng)參與輔助服務(wù)市場(chǎng)的重要因素。在本文將介紹需求響應(yīng)資源參與輔助服務(wù)市場(chǎng)的規(guī)則。
輔助服務(wù)產(chǎn)品的定義，以及需求響應(yīng)資源參與輔助服務(wù)市場(chǎng)的規(guī)則在所有ISO/RTO并不一致。在本節(jié)中，將比較美國(guó)6個(gè)市場(chǎng)（即加利福尼亞ISO（CAISO）、德克薩斯州電力可靠性委員會(huì)（ERCOT）、中西部ISO（MISO）、賓夕法尼亞-新澤西-馬里蘭州互連電網(wǎng)（PJM）、紐約ISO（NYISO）和新英格蘭ISO（ISO-NE））的有關(guān)規(guī)則。
這些規(guī)則被歸納為三個(gè)方面：資源規(guī)模（Resource Size）、計(jì)量和可見性（Metering and Visibility）和投標(biāo)主體和流程（ who and when resources are bid into the markets）。這些規(guī)則來(lái)自于各個(gè)ISO/RTO的業(yè)務(wù)手冊(cè)、價(jià)格表和其他規(guī)章制度。
每項(xiàng)市場(chǎng)規(guī)則對(duì)參與的影響程度各不相同。關(guān)于資源規(guī)模的規(guī)則往往是最重要的，因?yàn)檫@些規(guī)則將很多資源排除在市場(chǎng)之外。影響計(jì)量和可見性的規(guī)則第二重要，因?yàn)樗鼈儠?huì)影響開發(fā)需求側(cè)資源所需的資本投資。再次，有些資源可能無(wú)法直接進(jìn)入市場(chǎng)進(jìn)行投標(biāo)報(bào)價(jià)，這也會(huì)影響利潤(rùn)流，并壓制初創(chuàng)組織（ start-up organizations）的創(chuàng)新。最后，對(duì)投標(biāo)流程的討論也很重要，但可能不是最關(guān)鍵的，其關(guān)鍵程度與投標(biāo)資源能力固有的不確定性有關(guān)。
還有其他一些因素可能被本文遺漏了，如零售市場(chǎng)規(guī)則，和電力市場(chǎng)的整體監(jiān)管環(huán)境。
例如，在ERCOT中，需求響應(yīng)供應(yīng)商的商業(yè)模式面臨零售能源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，零售能源供應(yīng)商在客戶留存方面存在相當(dāng)大的不確定性，電力用戶可能下個(gè)月就更換供應(yīng)商的風(fēng)險(xiǎn)使需求響應(yīng)有關(guān)投資的吸引力下降。在公用事業(yè)受管制的地區(qū)，輔助服務(wù)的成本往往是直接分?jǐn)倐鲗?dǎo)的，這幾乎無(wú)法激勵(lì)公用事業(yè)公司在監(jiān)管干預(yù)之外提供這些服務(wù)。通過(guò)ISO/RTO的市場(chǎng)規(guī)則調(diào)整來(lái)鼓勵(lì)需求響應(yīng)很重要，但僅有這些還不夠。
“資源規(guī)?！狈矫娴囊?guī)定和要求
需求響應(yīng)及其他需求側(cè)資源比傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)單體容量小，并且所提供的服務(wù)可能持續(xù)性不足。表1和表2描述了各大ISO對(duì)需求響應(yīng)資源提供調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用的要求，具體包括最小規(guī)模、是否允許獨(dú)立計(jì)量的需求側(cè)資源聚合參與市場(chǎng)（Aggregation Allowed），以及調(diào)節(jié)持續(xù)時(shí)間等三個(gè)方面。此外，除了CAISO和ERCOT以外的ISO/RTO，均要求調(diào)頻資源提供上下對(duì)稱的調(diào)節(jié)能力。
ISO-NE是唯一一個(gè)禁止在其調(diào)頻市場(chǎng)上常態(tài)化使用需求響應(yīng)資源的ISO/RTO，盡管它一直在推進(jìn)有關(guān)試點(diǎn)項(xiàng)目。CAISO正在開發(fā)一種允許需求側(cè)資源提供調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用的市場(chǎng)模式，盡管西部電力協(xié)調(diào)委員會(huì)（WECC，CAISO所在的可靠性監(jiān)管機(jī)構(gòu)）目前不允許需求側(cè)資源參與輔助服務(wù)市場(chǎng)。
類似于ERCOT和CAISO，將調(diào)頻市場(chǎng)分成兩部分也許更能吸引市場(chǎng)主體參與，因?yàn)樾枨髠?cè)的資源可能更熟悉減負(fù)荷操作，而不熟悉增負(fù)荷操作。
在CAISO和MISO中，要求提供調(diào)頻輔助服務(wù)的資源必須在指定的時(shí)間內(nèi)保持其全部調(diào)節(jié)能力，才能獲得認(rèn)證并進(jìn)入其調(diào)頻市場(chǎng)投標(biāo)。這種連續(xù)的出力要求在其他需要監(jiān)管的ISO中并不存在。在大多數(shù)情況下，認(rèn)證環(huán)節(jié)只需證明資源可以在特定時(shí)間段內(nèi)跟蹤測(cè)試AGC信號(hào)即可。這一要求人為地限制了一些能量有限資源的參與，如需求響應(yīng)和儲(chǔ)能。
允許聚合的規(guī)則被認(rèn)為是至關(guān)重要的，因?yàn)樵试S聚合可以大大增加市場(chǎng)可用資源的規(guī)模，并使各個(gè)用戶的響應(yīng)更可靠、更一致。
“計(jì)量和可見性”方面的規(guī)定和要求
這是指ISO/RTO對(duì)市場(chǎng)參與者在結(jié)算和調(diào)度時(shí)，計(jì)量（Metering）和遙測(cè)（Telemetry）方面的要求。在本文中，計(jì)量指的是將用于結(jié)算的表計(jì)數(shù)據(jù)以較長(zhǎng)的周期發(fā)送到ISO/RTO的過(guò)程。遙測(cè)是指表計(jì)數(shù)據(jù)通過(guò)安全的通信連接，迅速、周期性的發(fā)送到ISO/RTO的過(guò)程。
由于需求側(cè)資源比傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)要小得多，使同規(guī)模的需求側(cè)資源在參與輔助服務(wù)市場(chǎng)時(shí)達(dá)到與傳統(tǒng)資源一樣的計(jì)量和遙測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，可能會(huì)花費(fèi)更多成本。表3顯示各個(gè)市場(chǎng)中的有關(guān)要求。
各個(gè)市場(chǎng)的調(diào)頻輔助服務(wù)產(chǎn)品中均對(duì)提供者的遙測(cè)能力有要求，一些市場(chǎng)對(duì)提供旋轉(zhuǎn)備用的資源也有遙測(cè)方面的要求。通過(guò)優(yōu)化這些方面的要求，可以推動(dòng)需求響應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)展。例如，PJM遙測(cè)數(shù)據(jù)的顆粒度要求是2秒，但只需要每分鐘發(fā)送一次，這大大減輕了用戶側(cè)資源（尤其是聚合性資源）的壓力，這些聚合性資源需要對(duì)各個(gè)底層資源的數(shù)據(jù)進(jìn)行加和處理后才能發(fā)送。
一些ISO/RTO要求報(bào)告每個(gè)底層資源的數(shù)據(jù)，而另一些則只要求可驗(yàn)證的聚合后的數(shù)據(jù)。只要求聚合數(shù)據(jù)，可以為先進(jìn)的聚合建模技術(shù)打開大門，進(jìn)而可能降低提供輔助服務(wù)所需的遙測(cè)成本。
“投標(biāo)”方面的規(guī)定和要求
表4展示了需求側(cè)資源進(jìn)入市場(chǎng)報(bào)價(jià)的流程。
表4 需求側(cè)資源參與市場(chǎng)的投標(biāo)流程
對(duì)于實(shí)時(shí)市場(chǎng)，“-1D”表示前一天，“OH”表示運(yùn)行時(shí)間，“OI”表示運(yùn)行時(shí)段長(zhǎng)度（CAISO為15分鐘，MISO為5分鐘）。ISO-NE利用其在能源市場(chǎng)上遠(yuǎn)期備用市場(chǎng)的出清結(jié)果來(lái)分配旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)備，因此沒(méi)有一個(gè)單獨(dú)的市場(chǎng)。由于大多數(shù)輔助服務(wù)都是在日前市場(chǎng)中交易的，需求側(cè)資源將希望參與這些市場(chǎng)。
在某些需求側(cè)資源的應(yīng)用中，投標(biāo)時(shí)間設(shè)定可能會(huì)形成需求響應(yīng)資源可用能力的不確定性。因此，較早的投標(biāo)時(shí)間可能會(huì)減少市場(chǎng)上的資源數(shù)量。
除了投標(biāo)流程外，市場(chǎng)還限制了需求響應(yīng)資源的投標(biāo)資質(zhì)。在ERCOT和CAISO中，所有市場(chǎng)參與者必須由一個(gè)特定的實(shí)體，如ERCOT的合格調(diào)度實(shí)體（Qualified Scheduling Entity），或CAISO的調(diào)度協(xié)調(diào)員（ Scheduling Coordinator）所代表，該實(shí)體對(duì)與市場(chǎng)的所有互動(dòng)負(fù)有財(cái)務(wù)責(zé)任，并需接受特殊認(rèn)證。CAISO要求參與輔助服務(wù)市場(chǎng)的調(diào)度協(xié)調(diào)員必須是負(fù)荷服務(wù)實(shí)體（ Load Serving Entity），這將禁止削負(fù)荷服務(wù)提供商（Curtailment Service Providers ）參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，MISO也是這樣。而在NYISO，削負(fù)荷服務(wù)提供商想要參與輔助服務(wù)市場(chǎng)需要滿足一個(gè)額外的條件，即必須與輸電網(wǎng)所有者進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，因?yàn)檩旊娋W(wǎng)所有者通常是直接向NYISO提供遙測(cè)數(shù)據(jù)的人。
