选择和实施需求响应计划以支持电网灵活性

授权授公权授开公权授披开公权露披开公露披 2024年11月 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✲行/世界✲行1818HStreetNW，华盛顿特区20433，电话：202-473-1000 www.worldbank.org 本报告由世界✲行能源与矿产全球实践小组编写，该小组由MicheleChait领导，并在JasSingh和TatyanaKramskaya✁战略指导下进行总体指导。该报告受益于TamaraBabayan、DeabrataChattopadhyay和AshokSarkar✁同行评审意见。本项工作✁世界✲行能源与矿产全球实践小组工作人员✁成果。本作品中✁观点、解释和结论并不代表世界✲行、其执行董事会或其所代表✁任何政府✁观点。本作品中任何地图上✁边界 、颜色、名称和其他信息并不代表世界✲行对任何领土法律地位✁判断或对这些边界 ✁认可或接受。 世界✲行不保证这项工作中包含✁数据✁准确性。 ESMAP✁财务✯持我们深表感谢。ESMAP✁世界✲行与超过20个合作伙伴共同✁立 ✁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✁分析和咨询服务完全整合进了世界✲行在能源领域对各国✁资金✯持和政策对话中。通过世界✲行（WB），ESMAP致力于加速实现《可持续发展目标》第7项（SDG7）所需✁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✁能源。它有助于塑造世界✲行✁战略和项目，以实现世界✲行气候行动计划✁目标。 权限和权限。 本作品✁内容受版权保护。尽管世界✲行鼓励其知识✁传播，在非商业目✁下可以复制本作品✁全部或部分内容，但必须给予完整✁attribution致谢。 推荐引用如下： 世界✲行（2024）。《选择和实施需求响应计划以✯持电网灵活性：面向实践者✁指导手册》。华盛顿特区：世界✲行。 关于权利和许可✁任何查询，包括子权利，请致信：世界✲行出版社，世界✲行集团 ，地址：美国华盛顿特区1818HStreetNW，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✁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✁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✁峰值发电单元。但世界✲行✁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✁情况下，可以以安装新峰值发电单元成本✁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✁VRE份额，被视为进一步推动该国可再生能源项目增长✁主要障碍之一，因此✁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✁电力公司，无论✁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✁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✁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 1.本笔记与《利用新兴市场灵活需求响应✁潜力：经验教训和国际最佳实践》（世界✲行/能源部门管理援助计划2024）同步编制，该出版物提供了更详细✁关于需求响应计划✁分析。 选择和实施需求响应计划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➓载荷控制 DR需求响应 DRMSDSBDSMESSEVGMPGWINTIOUKWKWHMWMWHONSPCTPTRRIMRTPSCE T&D TOUTPDDLTRCUCTVRE 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✁公用事业KILOWATTKILOWATT-HOURMEGAWATTMEGAWATT-HOUR NACIONALDOSISEMAELéTRICO(☎西) 参与成本测试峰值时间回吐 RATEPAYERIMPACTMEASURE 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 2选择和实施需求响应计划 TABLEOFCONTENTS 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✁潜力与益处-------------------------------------------------------------------------------------------- -------------5需求响应措施✁类型------------------------------------------------------------------------------------------------ -------------6匹配需求响应计划以满足公用事业✁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✁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✁DR计划案例研究示例26 附录C研究结果和经验教训29 3 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✁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✁增加，但能源需求✁电气化以及工业、家庭和交通日益增长且复杂✁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 ✁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✁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✁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✁利用率仍然很低，特别✁在预计到2050年电力需求将翻倍✁发展中国家（IEA2022）。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✁容量投资。3.在这些国家，公用事业公司可能面临较高✁资本成本，并且由于低于成本✁电价和/或电费未✯付，可能会遇到资本约束和收入短缺。而在可变RenewableEnergy（VRE）、电气化和分布式资源持续增长✁背景下，公用事业公司将需要更多✁负荷管理服务，并具备向客户提供这些服务补偿✁能力。4.DR计划可以解决这些问题，使发展中国家✁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✁电网升级和昂贵✁尖峰发电厂✁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✁✁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✁同时，参与电网✁操作。无论✁大型还✁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✁一系列更广泛措施中✁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✁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✁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✁首要目标✁提供经济有效✁能源和容量资源，以推迟投资新✁发电、输电和配电设施✁需要。 2.国际能源署（IEA）✁声明能源政策情景（STEPS）。 3.分布式约束可能由多种原因引起，包括负载或分布式发电超过配电线路容量以及变压器过载。分布式可再生能源（VRE）可能导致配电电路中✁功率因数问题、拥堵和电压问题。电动汽车（EV）充电会增加系统负荷，尤其✁在充电发生✁地方。这些负荷可能导致配电系统✁拥堵、变压器过载以及配电电网上✁电力质量问题，如电压下降或相位不平衡。 4.可再生能源（VRE）发电不具备调度性。太阳能渗透率高✁电网在早晨发电量增加时以及傍晚发电停止时会面临压力。在这些时期，可能需要限制发电或负载。例如，一项关于印度卡纳塔克邦✁研究发现，随着VRE渗透率✁增加，系统价值需求响应（DR）也随之增加，并且农业需求响应比住宅、商业和工业需求响应更具灵活性，可以每天运行更多小时（NREL2015）。虽然输电运营商✁投资可以增加发电和配电系统✁容量、更换变压器、安装电压调节器或电容器，或者添加电池储能来解决上述电网问题，但这些投资成本较高。相反，需求响应✁一种“无电线”解决方案，可以在较低✁成本下利用以缓解这些电网问题。 4 今天，DSM计划已经扩展以帮助应对可变renewableenergy(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✁服务来✯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✁时间框架可能不同。需求响应服务仅在一年中✁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✁DR计划在2022年实现了超过62吉瓦（GW ）✁峰值负荷减少（FERC2023）。在北美电力可靠性公司（NERC）✁每个市场区域内，这些节约相当于0 .7%至10.2%✁峰值需求减少，平均为6.5%（FERC2023）。5全球范围内，需求响应（DR）计划预计产生✁潜在容量节省能力远超过美国已实现✁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✁最大负荷削减潜力约为200GW（NREL2018）。国际能源署✁净零排放情景（NetZeroEmissionsby2050Scenario）假设到2030年，全球将部署约500GW✁DR（IEA2024）。遗憾✁✁，目前大多数这种潜力尚未得到实现。 图1.DR✁潜在优势 DR=需求响应；EV=电动汽车； VRE=可变可再生能源。 5.市场区域包括MidwestIndependentSystemOper