选择和实施需求响应计划以支持电网灵活性

从业人员指导说明 © 2024 国际复兴开发银行 / 世界银行 1818 H Street NW ， 华盛顿特区 20433 ， 电话 ： 202 - 473 - 1000 www. worldbank. org 本报告由世界银行能源与矿产全球实践小组编写，该小组由Michele Chait领导，并在Jas Singh和Tatyana Kramskaya的战略指导下进行总体指导。该报告受益于Tamara Babayan、Deabrata Chattopadhyay和Ashok Sarkar的同行评审意见。本项工作是世界银行能源与矿产全球实践小组工作人员的成果。本作品中的观点、解释和结论并不代表世界银行、其执行董事会或其所代表的任何政府的观点。本作品中任何地图上的边界、颜色、名称和其他信息并不代表世界银行对任何领土法律地位的判断或对这些边界的认可或接受。 世界银行不保证这项工作中包含的数据的准确性。 ESMAP 的财务支持我们深表感谢。ESMAP 是世界银行与超过20个合作伙伴共同建立的一个合作伙伴关系，旨在通过可持续能源解决方案帮助低收入和中低收入国家减少贫困并促进经济增长。ESMAP 的分析和咨询服务完全整合进了世界银行在能源领域对各国的资金支持和政策对话中。通过世界银行（WB），ESMAP 致力于加速实现《可持续发展目标》第7项（SDG7）所需的能源转型，以确保为所有人提供负担得起、可靠、可持续且现代化的能源。它有助于塑造世界银行的战略和项目，以实现世界银行气候行动计划的目标。 权限和权限。 本作品的内容受版权保护。尽管世界银行鼓励其知识的传播，在非商业目的下可以复制本作品的全部或部分内容，但必须给予完整的 attribution 致谢。 推荐引用如下：世界银行（2024）。《选择和实施需求响应计划以支持电网灵活性：面向实践者的指导手册》。华盛顿特区：世界银行。 关于权利和许可的任何查询，包括子权利，请致信：世界银行出版社，世界银行集团，地址：美国华盛顿特区1818 H Street NW，传真：202-522-2625；电子邮件：pubrights@worldbank.org SUMMARY 这份指导说明旨在为发展中国家的公用事业公司和监管机构提供一个入门指南，介绍如何选择和实施零售需求响应（DR）计划以解决电网问题。需求响应可以应用于缓解一系列挑战，包括高峰负荷增长、配电系统约束以及可变可再生能源（VRE）和电动汽车充电的集成。例如，在孟加拉国，高峰负荷从2008年至2018年间增加了超过四倍；不得不购买昂贵的峰值发电单元。但世界银行的一项研究发现，在结合使用发光二极管（LED）灯泡和直接负荷控制（DLC）计划的情况下，可以以安装新峰值发电单元成本的约五分之一来减少高峰需求（Islam等，2019）。在约旦，由于电力传输和分配（T&D）网络中难以整合不断增加的VRE份额，被视为进一步推动该国可再生能源项目增长的主要障碍之一，因此建议改进负载管理以匹配需求和供应，从而降低总体系统成本并减少增量集成基础设施投资（国际能源署，2021）。 这份简报专注于零售需求响应（DR）计划，因为这些计划适用于所有类型的电力公司，无论是否存在批发市场。实施指南考虑了发展中国家电力公司在开发DR计划时的能力和限制，并概述了根据新兴市场案例研究选择、设计和实施成功DR计划的指导原则。虽然DR不能解决所有电网约束问题，但在未来基础设施规划和资产管理工作时，监管机构和电力公司应考虑将DR纳入其工具箱中。1 ACRONYMS ADR自动需求响应CP重合峰CPP临界峰值定价DERMS分布式能源资源管理系统DLC直接载荷控制DR需求响应DRMSDSBDSMESSEVGMPGWINTIOUKWKWHMWMWHONSPCTPTRRIMRTPSCET&DTOUTPDDLTRCUCTVRE需求响应管理系统按需方投标需求侧管理储能系统电动车辆绿色山地力量GIGAWATT中断合同投资者拥有的公用事业KILOWATTKILOWATT - HOURMEGAWATTMEGAWATT - HOURNACIONAL DO SISEMA EL é TRICO (巴西)参与成本测试峰值时间回吐RATEPAYER IMPACT MEASURE实时定价加利福尼亚州南部 EDISON传输和分配使用时间塔塔电力 DELHI 配电有限公司总资源成本公用成本测试可变可再生能源 TABLE OF CONTENTS 全球背景------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4 定义需求响应和需求侧管理（DR和DSM）----------------------------------------------------------------------------------------------------- 4 需求响应的潜力与益处--------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 需求响应措施的类型------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6 匹配需求响应计划以满足公用事业的电网需求------------------------------------------------------------------------ 9 评估需求响应计划技术要求----------------------------------------------------------------------------------------------- 11 在开发中国家减轻需求响应采纳障碍的解决方案--------------------------------------------------------------------13 需求响应计划检查表-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 结论- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------19 补充资源--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20 参考资料------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 20 术语表--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22附录 A. DR 计划效益和成本效益指标------------------------------------------------------- 23附录 B. 发展中国家和发达国家的 DR 计划案例研究示例---------------------- 26附录 C 研究结果和经验教训------------------------------------------------------------------------------------ 29 全球上下文 全球范围内，电力行业正在经历重大变革。公用事业公司在满足伴随经济增长而增加的电力需求方面面临挑战。这些困难在发展中国家尤为突出。虽然电力供应去碳化将意味着可再生能源在发电组合中所占份额的增加，但能源需求的电气化以及工业、家庭和交通日益增长且复杂的电力需求也需要适当管理。随着电力供应和需求变得更加动态，波动性可能会增加。由于单独从供应侧采取行动通常成本高昂且不足以确保电力系统的最佳运行，需求响应（DR）正成为对公用事业公司和消费者都至关重要的负荷管理工具。对于消费者而言，DR措施可以利用电表另一侧的许多最新进展（例如屋顶太阳能光伏板和储能设备，以及智能家电、联网控制系统和电动汽车）。然而，全球范围内DR的利用率仍然很低，特别是在预计到2050年电力需求将翻倍的发展中国家（IEA 2022）。2发展中国家也面临电网可靠性问题，经常经历负荷削减事件，这可能需要投入高昂的容量投资。3. 在这些国家，公用事业公司可能面临较高的资本成本，并且由于低于成本的电价和/或电费未支付，可能会遇到资本约束和收入短缺。而在可变 Renewable Energy（VRE）、电气化和分布式资源持续增长的背景下，公用事业公司将需要更多的负荷管理服务，并具备向客户提供这些服务补偿的能力。4.DR计划可以解决这些问题，使发展中国家的电力公司在更好地优化其系统方面更具优势。这将有助于推迟或避免昂贵的电网升级和昂贵的尖峰发电厂建设，同时提高可靠性并帮助缓解电力公司预算短缺问题。 定义 DR 和 DSM DR指的是客户用电量暂时发生变化（增加或减少）以帮助优化电力系统（发电、输电和配电）。DR为消费者提供了机会，在自愿临时调整用电量以换取补偿的同时，参与电网的操作。无论是大型还是小型消费者，都可以通过DR发挥作用。DR已被美国及许多其他国家成功应用于通过降低峰值负荷、转移负荷到非高峰时段以及管理关键电网事件等方式来帮助电力公司管理需求。 DR 是一系列更广泛措施中的一项组成部分，这些措施可以改变客户用电量及其时间安排。这些措施包括能源效率、在客户侧的先进技术（例如太阳能发电、电池储能）以及客户对不同时间段价格信号的响应。总体而言，这些活动和技术统称为需求侧管理（DSM）。在过去，大多数DSM项目的首要目标是提供经济有效的能源和容量资源，以推迟投资新建发电、输电和配电设施的需要。 今天， DSM计划已经扩展以帮助应对可变 renewable energy (VRE)、电动汽车充电以及其它发展。所有 DSM措施，包括需求响应（DR），都能提供有价值的服务来支持电网运行并降低系统成本，从而惠及所有消费者。虽然两者都涉及改变客户用电量和/或用电时间，但服务提供的时间框架可能不同。需求响应服务仅在一年中的有限几个小时内提供，而某些 DSM措施，如能源效率和分布式太阳能发电，可能会在多年内每天运行。 DR 潜力和优势 在美国，由于需求响应（DR）计划已经成熟，零售和批发市场的DR计划在2022年实现了超过62吉瓦（GW）的峰值负荷减少（FERC 2023）。在北美电力可靠性公司（NERC）的每个市场区域内，这些节约相当于0.7%至10.2%的峰值需求减少，平均为6.5%（FERC 2023）。5全球范围内，需求响应（DR）计划预计产生的潜在容量节省能力远超过美国已实现的水平。例如，国家可再生能源实验室（NREL）在2023年估计全球DR计划的最大负荷削减潜力约为200 GW（NREL 2018