控制能力维度
首先应关注的是用户侧用电设备的数字化基础控制能力。
其一,根据功率控制的连续性,可分为曲线型和开关型。曲线型可实现一定功率区间内的连续调节,可参与现货、辅助服务等连续调节的交易品种;开关型通常通过回路、设备的投切实现功率的阶梯式调节,适合参与需求响应、可中断负荷、调峰等功率需求相对恒定的交易品种。
其二,根据用电设备是否具备EMS/DCS系统,可分为自动控制型和人工控制型。自动控制型可根据功率控制指令自动完成多级设备的关联调控,控制难度较小;人工控制型必须借助人工操作各类开关或阀门,控制难度较大。
其三,根据EMS/DCS系统是否具备对外接口能力,可分为直接控制型和间接控制型。直接控制型可自动通过接口接收控制指令并完成调节,响应速度较快;间接控制型需通过人工中转输入指令,响应速度较慢。
用户侧资源的基础控制能力决定了其适合参与的互动场景,控制自动化程度越高,越适合参与控制型的交易品种(如现货、辅助服务),否则仅适合参与邀约型交易品种。
技术参数维度
响应能力技术参数是最为常见的评价维度,通常包括调节容量、持续时长、调节速率、响应时间、调节精度等。这些参数从电网需求角度提出,描述的是负荷资源聚合后对外等值的结果。然而从聚合内部看,除了需要关注各类分散对象的上述参数外,还需要考虑设备级的调节可靠性、功率连续性和恢复灵活性。
除典型参数外,调节可靠性、功率连续性和恢复灵活性不同,负荷资源适合参与的电网互动场景也不同。简单而言,调节可靠性越高、功率连续性越好、恢复灵活性越差,越适合参与控制型的交易品种(如现货、辅助服务等);调节可靠性越低、功率连续性越差、恢复灵活性越强,越适合参与邀约型的交易品种(如日前、日内需求响应)。
激励方式维度
按照激励方式不同,业界通常将需求侧响应分为基于价格和基于激励两大类。结合国内的具体实践扩展来说,可分为以下几种情况:
第一种是自主调节型:电力用户用电成本占比较高,直接参与电力批发市场或与售电公司有较强的利益共享关系,电力批发市场价格信号能够穿透至该用户,使其有动力自主根据电力现货市场交易价格的波动调整用电行为。
第二种是额外激励型:电力用户用电成本占比相对较高,但电力现货市场价格峰谷差不足以弥补其调节成本、或者批发市场的价格信号无法穿透至该零售用户,需要通过需求响应、辅助服务等专门品种实施额外激励。
第三种是保底控制型:在政策要求下与电网公司签订了需求响应协议并接入新型负荷管理系统,以电力安全保供为核心目的,承诺提供高可靠性的负荷控制能力,可同步参与市场化交易品种并可能因具备电网直控能力而获得响应优先权。
用户侧天然能够参与自主调节型响应,但激励力度有限;通过额外激励能够进一步挖掘用户侧调节能力,但实施效果仍无法保证。因此,在电力保供的首要目标下,国家政策要求推进新型负荷管理系统建设,形成最大用电负荷20%以上的保底控制能力。
分布特性维度
按照用户侧资源在地理空间上的分布广度,可分为集中型、分散型两类。
第一种是集中型:以大型工商业负荷为主,如园区、工厂、楼宇、能源站等。此类资源的优势是单体响应能力强、控制可靠性高,劣势是各个单体相对独立、互补空间小、聚合接入的标准化程度较低。集中型资源的调节潜力空间巨大,是未来用户侧与电网互动的主力。
第二种是分散型:具有广域覆盖属性的分布式用电主体,如通信基站、加油站、充电桩、换电站(柜)等。此类资源通常单点用电量不大、调节能力有限,但是一个区域内往往布点密集且同属一家企业管理,可以实现规模化接入,以面的优势弥补点的不足,是天然可聚合的分布式资源。
集中型、分散型资源所能提供的调节能力本身对电网而言没有本质区别,但其可实现的控制方式有决定性的差异。集中型资源单体大、数量小,电网可在资源侧加装终端接入新型负荷管理系统生产控制区,获得高可信的监测计量信息和高可靠的控制通路,在短期控制型交易场景中(现货、辅助服务)较有优势。分散型资源由于点多面广,加装专网终端成本巨大,通常由资源运营方或负荷聚合商建设虚拟电厂平台后,通过加密网关接入电网互联网区再逐层穿透到生产控制区接收调度指令。平台对接方式使得计量和控制可信度下降,且过长的通信链路将降低调控可靠性和响应速度,使得此类资源在控制型交易场景中处于劣势。
外因耦合维度
用户侧资源的主要任务是开展工业生产和商业服务,其用电行为的调整必然会对生产过程和社会要素产生影响。按照用户侧资源与外界因素的耦合程度,可分为以下几种情况:
第一种是无耦合:相对独立可控的供能设施与工商业生产生活耦合较小或无耦合,如分布式光伏、储能、自备电厂等,可实现与网供电之间的灵活切换从而改变用户关口负荷曲线,通常只影响经济成本,没有安全和社会方面的成本或风险。
第二种是松耦合:生产工艺流程中存在储电、储气、储冷、储热、储料环节,依靠中间存储环节可在基本不改变输出工况的前提下调整电力输入,仅影响生产工序中的前后环节且影响程度较小、不易被感知,安全和社会风险较小。