前言

(资料图)

在本文中，我们基于美国的经验探讨用户端能效资源参与容量市场的方式，通过讨论终端能效资源参与容量市场的资质、测量和验证能效项目的有效指标等主题，为推进容量市场与能效资源的共同发展提供有益的参考。

能效资源参与容量市场的经验总结

参与容量市场能让终端能效资源与其他备选资源公平竞争，从而以更经济、低碳的方式决定系统的最优资源配置。有研究指出，能效资源通常是比传统供应侧资源（如发电厂等）更具经济性的替代方案[2]。意识到能效项目在传统机制中的发展壁垒，以PJM、ISO-NE为代表的美国区域输电组织（RTO[3]）逐渐开始让能效资源参与容量市场。尽管目前具体参与规则和程序仍在不断修订和优化，但能效资源的潜力也在逐渐得到发掘。以ISO-NE为例，自允许能效资源参与容量市场竞价以来，经容量市场出清累积的能效容量在七年内已经翻了一倍[4]。基于此经验，以下将总结几个将能效资源纳入容量市场的步骤建议。

确定参与市场竞价的能效资源的资质

在容量市场上，能效项目通常可以分为两类竞价项目：第一类是通过使用高效低碳的设备直接减少负荷，大到选用高效的工业机床，小到使用节能LED灯。第二类则是通过优化系统间接削减负荷：如工业上可运用智能化管理系统或培训人员节能意识来提高用电效率，商业上则可提升建筑隔热性能或重新布局商品陈列以减少冷气需求[5]。

第二类能效项目无需消费者调整用能模式或无需电网调度便能削减负荷。这一分类用于区分因市场设计或调度行为而减少负荷的需求响应措施，以避免重复补偿。

为了易于市场的运行管理，RTO通常会设置一个竞价容量的门槛。不过，不管是在ISO-NE还是PJM，区域容量市场都允许多种能效项目聚合，然后根据组合的成本效益和节能效果投标竞价。这样，无法单独达到市场最小容量要求的能效项目也有机会参与竞争。但要注意，准入门槛应在维护市场运行效率和鼓励能效项目参与市场竞争之间达成平衡，避免由于准入门槛过低造成竞价资源数量过多，或由于准入门槛过高错失较小项目发挥作用的机会。

以ISO-NE和PJM为例，它们对于竞价容量的最低要求为100千瓦，大约相当于在用电高峰期间降低2万个紧凑型荧光灯泡（CFL）的负荷[6]。即使这与传统中小型发电厂的规模（约100兆瓦）不在一个量级，也被允许参与竞争。

取决于各RTO的规则，出清的能效项目能获得容量补偿的年限可能有所不同。例如，ISO-NE允许达到预期节能效果的能效措施在整个有效期内都获得容量补偿，而PJM只准许项目在出清的四年之内获得容量市场的收益，即使该项目在未来都会持续削减用电需求[7]。PJM认为，在预测未来高峰负荷和资源容量需求时，会将四年前实施的能效项目的节能效果纳入考虑，因此缩短支付年限可以简化负荷预测并避免重复支付。

衡量能效项目的有效容量

为更好地支持能效项目在容量市场中与传统资源公平竞争，终端能效项目应通过科学的模型量化其削减尖峰电力需求的“有效容量”。美国普遍采用失负荷概率模型（Loss of Load Probability Modeling）来模拟资源在不同负荷情景和极端条件下的出力特性，并用有效载荷能力（Effective Load Carrying Capability，ELCC）量化其有效容量[8]。此类测算主要是为了从系统规划的角度来测算能效项目对满足负荷峰值的贡献，RAP过去的研究也曾多次探讨过量化资源可靠性贡献以及对各类资源进行横向对比的方法[9][10]。

节能效果测量和验证（M&V）过程

通过提高使用效率而节约的能源通常很难在电表中直接计量，因此需要有标准、清晰的框架准则来衡量能效项目实施前后产生的实际节能量，以评价其有效性和影响力。

国际节能效果测量和验证规程（IPMVP）[11]是目前行业内较为通用的测量和验证节能量的准则，对正确测定节能量的基本概念和方法做出了阐释。随着能效资源重要性的提升，这一标准也在不断改进。

简单来说，节能量是通过对比基准耗能和实施能效项目后的耗能来计算的能源节约量，通过节能量还可以估算能源成本节约量。例如，对改造前后的用能产品或节能措施进行单个测量,或从设施整体的角度来定义能耗基线并测量节能量等。另外，还可以使用统计学的方式确认节能量测量的准确度和可信度，或是在历史用能数据不存在的情况下，通过软件模拟能耗改变幅度等方式来计算节能量。

国内外能效资源的利用都已发展多年，其测量方法也相对成熟[12]。在容量市场中交付的能效项目也可直接运用这些被广泛采纳的规程来制定能效项目的M&V方案。

在验证能效项目的节能量后，电力系统运营商应按效果支付补偿，并对出力不足、表现不佳的能效项目采取跟其他资源种类同等的惩罚措施。

避免错估系统资源需求：负荷上调

美国RTO的负荷预测里会假定已实施部分基准能效项目（主要来自用电行业的节电容量潜力），并由此下调总负荷预测，再以下调后的需求为基准，在概率模型中估算满足系统可靠性所需的备用容量。这些基准能效项目应该被鼓励继续参与容量市场的竞争，但任何被选中出清的基准能效项目的能效值都必须在负荷预测中重新上调，以消除其先前对负荷预测的影响。此步骤旨在确保系统能获得足够的容量资源，并避免同一项目的重复计算[13]（见下图）。

图：基准能效项目出清时负荷上调的原理

总结

终端能效资源参与容量市场，将产生广泛效益，促进能源转型，并助力实现节能减碳目标。

本文详细讨论了将能效资源纳入容量市场的实践方式，包括：

确定能效项目资质：确保项目符合能效资源的特征，设置最小市场准入容量但准许项目聚合，并规定能效项目获得容量补偿的年限。

采用ELCC等指标来科学衡量有效容量。

使用成熟的节能效果测量和验证（M&V）规程来考核能效项目的绩效。

值得注意的是，这些规则应当避免不必要的限制导致门槛过高，由此降低能效项目参与容量市场的效率。

目前，在中国的电力市场中，容量市场仍处于规划阶段。其设计理念不仅着眼于确保电力供应，还强调降低碳排放和优化供电成本。通过合理引入能效资源作为市场主体参与竞争，可以充分发挥其优势，降低供电成本，增强系统灵活性，并减少负荷高峰期电力系统对其他可调度资源的需求。