前言
在本文中，我們基于美國的經(jīng)驗探討用戶端能效資源參與容量市場的方式，通過討論終端能效資源參與容量市場的資質(zhì)、測量和驗證能效項目的有效指標(biāo)等主題，為推進(jìn)容量市場與能效資源的共同發(fā)展提供有益的參考。
能效資源參與容量市場的經(jīng)驗總結(jié)
參與容量市場能讓終端能效資源與其他備選資源公平競爭，從而以更經(jīng)濟(jì)、低碳的方式?jīng)Q定系統(tǒng)的最優(yōu)資源配置。有研究指出，能效資源通常是比傳統(tǒng)供應(yīng)側(cè)資源（如發(fā)電廠等）更具經(jīng)濟(jì)性的替代方案[2]。意識到能效項目在傳統(tǒng)機(jī)制中的發(fā)展壁壘，以PJM、ISO-NE為代表的美國區(qū)域輸電組織（RTO[3]）逐漸開始讓能效資源參與容量市場。盡管目前具體參與規(guī)則和程序仍在不斷修訂和優(yōu)化，但能效資源的潛力也在逐漸得到發(fā)掘。以ISO-NE為例，自允許能效資源參與容量市場競價以來，經(jīng)容量市場出清累積的能效容量在七年內(nèi)已經(jīng)翻了一倍[4]?；诖私?jīng)驗，以下將總結(jié)幾個將能效資源納入容量市場的步驟建議。
確定參與市場競價的能效資源的資質(zhì)
在容量市場上，能效項目通常可以分為兩類競價項目：第一類是通過使用高效低碳的設(shè)備直接減少負(fù)荷，大到選用高效的工業(yè)機(jī)床，小到使用節(jié)能LED燈。第二類則是通過優(yōu)化系統(tǒng)間接削減負(fù)荷：如工業(yè)上可運用智能化管理系統(tǒng)或培訓(xùn)人員節(jié)能意識來提高用電效率，商業(yè)上則可提升建筑隔熱性能或重新布局商品陳列以減少冷氣需求[5]。
第二類能效項目無需消費者調(diào)整用能模式或無需電網(wǎng)調(diào)度便能削減負(fù)荷。這一分類用于區(qū)分因市場設(shè)計或調(diào)度行為而減少負(fù)荷的需求響應(yīng)措施，以避免重復(fù)補償。
為了易于市場的運行管理，RTO通常會設(shè)置一個競價容量的門檻。不過，不管是在ISO-NE還是PJM，區(qū)域容量市場都允許多種能效項目聚合，然后根據(jù)組合的成本效益和節(jié)能效果投標(biāo)競價。這樣，無法單獨達(dá)到市場最小容量要求的能效項目也有機(jī)會參與競爭。但要注意，準(zhǔn)入門檻應(yīng)在維護(hù)市場運行效率和鼓勵能效項目參與市場競爭之間達(dá)成平衡，避免由于準(zhǔn)入門檻過低造成競價資源數(shù)量過多，或由于準(zhǔn)入門檻過高錯失較小項目發(fā)揮作用的機(jī)會。
以ISO-NE和PJM為例，它們對于競價容量的最低要求為100千瓦，大約相當(dāng)于在用電高峰期間降低2萬個緊湊型熒光燈泡（CFL）的負(fù)荷[6]。即使這與傳統(tǒng)中小型發(fā)電廠的規(guī)模（約100兆瓦）不在一個量級，也被允許參與競爭。
取決于各RTO的規(guī)則，出清的能效項目能獲得容量補償?shù)哪晗蘅赡苡兴煌?。例如，ISO-NE允許達(dá)到預(yù)期節(jié)能效果的能效措施在整個有效期內(nèi)都獲得容量補償，而PJM只準(zhǔn)許項目在出清的四年之內(nèi)獲得容量市場的收益，即使該項目在未來都會持續(xù)削減用電需求[7]。PJM認(rèn)為，在預(yù)測未來高峰負(fù)荷和資源容量需求時，會將四年前實施的能效項目的節(jié)能效果納入考慮，因此縮短支付年限可以簡化負(fù)荷預(yù)測并避免重復(fù)支付。
衡量能效項目的有效容量
為更好地支持能效項目在容量市場中與傳統(tǒng)資源公平競爭，終端能效項目應(yīng)通過科學(xué)的模型量化其削減尖峰電力需求的“有效容量”。美國普遍采用失負(fù)荷概率模型（Loss of Load Probability Modeling）來模擬資源在不同負(fù)荷情景和極端條件下的出力特性，并用有效載荷能力（Effective Load Carrying Capability，ELCC）量化其有效容量[8]。此類測算主要是為了從系統(tǒng)規(guī)劃的角度來測算能效項目對滿足負(fù)荷峰值的貢獻(xiàn)，RAP過去的研究也曾多次探討過量化資源可靠性貢獻(xiàn)以及對各類資源進(jìn)行橫向?qū)Ρ鹊姆椒╗9][10]。
節(jié)能效果測量和驗證（M&V）過程
通過提高使用效率而節(jié)約的能源通常很難在電表中直接計量，因此需要有標(biāo)準(zhǔn)、清晰的框架準(zhǔn)則來衡量能效項目實施前后產(chǎn)生的實際節(jié)能量，以評價其有效性和影響力。
國際節(jié)能效果測量和驗證規(guī)程（IPMVP）[11]是目前行業(yè)內(nèi)較為通用的測量和驗證節(jié)能量的準(zhǔn)則，對正確測定節(jié)能量的基本概念和方法做出了闡釋。隨著能效資源重要性的提升，這一標(biāo)準(zhǔn)也在不斷改進(jìn)。
簡單來說，節(jié)能量是通過對比基準(zhǔn)耗能和實施能效項目后的耗能來計算的能源節(jié)約量，通過節(jié)能量還可以估算能源成本節(jié)約量。例如，對改造前后的用能產(chǎn)品或節(jié)能措施進(jìn)行單個測量,或從設(shè)施整體的角度來定義能耗基線并測量節(jié)能量等。另外，還可以使用統(tǒng)計學(xué)的方式確認(rèn)節(jié)能量測量的準(zhǔn)確度和可信度，或是在歷史用能數(shù)據(jù)不存在的情況下，通過軟件模擬能耗改變幅度等方式來計算節(jié)能量。
國內(nèi)外能效資源的利用都已發(fā)展多年，其測量方法也相對成熟[12]。在容量市場中交付的能效項目也可直接運用這些被廣泛采納的規(guī)程來制定能效項目的M&V方案。
在驗證能效項目的節(jié)能量后，電力系統(tǒng)運營商應(yīng)按效果支付補償，并對出力不足、表現(xiàn)不佳的能效項目采取跟其他資源種類同等的懲罰措施。
避免錯估系統(tǒng)資源需求：負(fù)荷上調(diào)
美國RTO的負(fù)荷預(yù)測里會假定已實施部分基準(zhǔn)能效項目（主要來自用電行業(yè)的節(jié)電容量潛力），并由此下調(diào)總負(fù)荷預(yù)測，再以下調(diào)后的需求為基準(zhǔn)，在概率模型中估算滿足系統(tǒng)可靠性所需的備用容量。這些基準(zhǔn)能效項目應(yīng)該被鼓勵繼續(xù)參與容量市場的競爭，但任何被選中出清的基準(zhǔn)能效項目的能效值都必須在負(fù)荷預(yù)測中重新上調(diào)，以消除其先前對負(fù)荷預(yù)測的影響。此步驟旨在確保系統(tǒng)能獲得足夠的容量資源，并避免同一項目的重復(fù)計算[13]（見下圖）。
圖：基準(zhǔn)能效項目出清時負(fù)荷上調(diào)的原理
總結(jié)
終端能效資源參與容量市場，將產(chǎn)生廣泛效益，促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，并助力實現(xiàn)節(jié)能減碳目標(biāo)。
本文詳細(xì)討論了將能效資源納入容量市場的實踐方式，包括：
確定能效項目資質(zhì)：確保項目符合能效資源的特征，設(shè)置最小市場準(zhǔn)入容量但準(zhǔn)許項目聚合，并規(guī)定能效項目獲得容量補償?shù)哪晗蕖?/em>
采用ELCC等指標(biāo)來科學(xué)衡量有效容量。
使用成熟的節(jié)能效果測量和驗證（M&V）規(guī)程來考核能效項目的績效。
值得注意的是，這些規(guī)則應(yīng)當(dāng)避免不必要的限制導(dǎo)致門檻過高，由此降低能效項目參與容量市場的效率。
目前，在中國的電力市場中，容量市場仍處于規(guī)劃階段。其設(shè)計理念不僅著眼于確保電力供應(yīng)，還強調(diào)降低碳排放和優(yōu)化供電成本。通過合理引入能效資源作為市場主體參與競爭，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，降低供電成本，增強系統(tǒng)靈活性，并減少負(fù)荷高峰期電力系統(tǒng)對其他可調(diào)度資源的需求。
