criticalpeakpricing dispatchableintermittentresource demandresponse energyimbalancemarket effectiveloadcarryingcapacbility effectiverampingcapability ElectricReliabilityCouncilofTexas expectedunservedenergy FederalEnergyRegularoryCommission insufficientyrampingresourceexpectation lossofloadexpectation lossofloadhours lossofloadprobability minimumgeneration megawatt megawatt-hour periodofflexibilitydeficit productiontaxcredit regionaltransmissionorganization real-timepricing SouthwestPowerPool timeofuse 需求響 儲 其他規劃考慮因素/問 6CAISO201813 圖16.2008–2014年按市場劃分?PJM需求響應收 圖17.CAISO基于可靠性?需求響應?機 圖19.MISO中遵守可調度間歇性資源協議?風力發電廠調 圖20.FlexiRamp單周期、當前時間步長多周期（綁定）和下一時間步長多周期（咨詢）靈活發電機(G1)和不太靈活發電機(G2)CAISOFlexiRamp輔助服務產品?比 圖21.循環成本，雖然對于電廠所有者來說可能非常巨大，但由于可再生能源并網，對系統整體 表A-1.每年以及在需求最大?20小時期間，在科羅拉多州測試系統中提供電力?需求響應?可用 2011）。近年來，可再生能源并網和系統靈活性之間?關系受到密切關注（Holttinen等，2013）。美國?并網研究表明，當波動性能源發電供應超過系統年度用電需求?30%時，系統靈活性?需求顯著增加（假定隨著波動性能源發電逐漸增加至該水平，系統進行了某些運營方面?改進）（enhomn，201）。類似?結論也可在中國?風電30%Li2015)。然而，30%?情況下，某些地區（如吉林和新FoundationFundCIFFeneabeFriendlyGridDevelopment陽能逆變器,連同自動發電控制，現可提供模擬頻率響應和慣性響應，甚至可以響應調度于一些像市場結算過程這樣簡單?因素而被阻撓，即便市場?其它方面設計良好。1結了本文和題為enabeFriendly’GridDevelopmentStrategies（Hurlbut?關聯兒童投資基金會計劃論文中討論?靈活性來源，以及其他方法（見gan9），并指明了它們?主要歸類（實體靈活性、制度靈活性或兩者）。如果靈活性措為實體靈活性。例如，穩健?電網依賴于具有足夠容量和余量?輸電線；地理上分散?波動性能源發電涉及在較大地理區域建設波動性能源發電資源，以使總供給平穩。?實體靈活性加以適當?運營、監管或市場結構?靈活性措施被歸類為“二者并存”。例如，著眼于經濟性和可靠性?區域輸電規劃需要規劃一個連接靈活發電機?強大傳輸網絡，以及獲得該網內靈活性?適當協調和市場信號；將波動性能源發電預測有效地整合至運營需要準確預測波動性能源發電?變化性和可充分利用該信息?運營實踐；新波動性能源發電技術?原頻率響應、慣性響應和調度信號響應，有賴于通過運營和市場結構來獲取這些物理屬性5Grid要求，(23關于顯著、不相關差異?實例，可見于12011)，Duignan2012)Keane2011)。12.40.1事件是在美國使用的標準不同于一般的“101天”標準；在一些國際市場中使用0.0001%規范化電量不足期望值標準（Pfeifenberger等，2013）。來源：Pfeifenberger給定資源或資源組?容量貢獻被稱為有效載荷能力，在2Y平越差。X（藍線）顯示，對于給定?資源組合，峰值需1010峰值需求，同時滿足可靠性目標（橫紅線）。向該組合中增加新資源（例如，2000400400CaliforniaIndependentSystemOperatorCAISO)機容量（CAISO，2014）5.7波動性能源發電對系統平衡需求?影響——靈活性——通常通過凈負荷估量，凈負荷”即負荷減去每小時（可使用其他時間增量）常規發電機組滿足?負荷（如果所有波動性能源發電均被使用）。3作時間更少；這會影響基于能源而形成?成本回收，從而可能妨礙長期供應安全（gan20aEa214a。較陡?斜坡要求更快地增加或減少可調度發電量。較低?波谷要求可調度發電機降低輸出（能源發電輸出時段），但仍時刻待命以使輸出可再次迅速上升（ochan04）。太陽能發電會產生特征相似?影響。來源：Cochran客戶對市場信號或直接負荷控制作出響應（Cochran等，2014）方法。圖4提供了按類別和相對成本劃分?可能?靈活性方法?替代性總結（與表1來源：Cochran慮（Milligan2012b）。集正是并網分析和建模?主體工作所需?相同數據集（北美電力可靠性公司，2010）。替代負荷狀況（即至少一年內且涵蓋規劃期限?每小時或次小時級需求曲線）第一個數據集。因為這是標準規劃要求，在本文中我們不描述該過程。根據凈負荷行為，可通過時序分析對爬坡需求進行分析。示例如5來源：Milligan2014b性能源發電數據從凈負荷開始著手。AISOAISO3（兆瓦）納入其對系統容量規格?要求（AISO，014）。3（但通常不是這種情況）。6131331小時爬坡量中占據更大比例（CAISO，2014）。一些月份（如三月、十和十一月）16CAISO201813間曲線，以獲得不同水平?統計控制。790%100%?控制水平，且擁有12499%100控制水平進行比較，可能會對選取某種形式?需求響應，而避免來源：King2011其他方法用于了解基于每日時間/每年時間?爬坡需求。8?“魔毯”繪圖，總結來源：King2011估緩解措施（Ela2012b）。Peos、EAPS、GdewPood適用于整個大容量電力系統?運作。這些工具有時被稱為生產成本”和合和經濟調度模型?！鞍踩s束模擬需要輸入?數據包括各項成本（合同購買和銷售價格；輸電轉運；能源、輔助服務、燃料；市場價格等）資源?分配（Kiviluoma等，2010；CPUC2014；CAISO，2015b）?？傁蛏?向下儲備短缺、最大向上/向下儲備短缺、向上/向下儲備短缺?小時數、總可再生負荷損失期望值（單位為小時/年）或電量不足期望值。CAISO（如上文討論）?！芭榔沦Y源不足期望值”使用定輸出、啟動時間、提升和下調速率、強制中斷概率和生產水平（Lannoye等，2012b）。EPRI2014)。有效爬坡能力描述了一個機組在一段特定時間內對系統上調和下調能力?貢獻（Lannoye等，2012a）。如1在美國，關鍵?物理和制度靈活性?機制正在逐步擴大平衡區?發展規模。2這通常涉及其他廣域經濟調度概念（MilliganKirby，2010a；DenholmCochran，2015）。平衡達到線性增加?程度（9）。2平衡（機構）區是一個實體（平衡機構）計量范圍內發電、輸電和負荷的集合該實體提前整合資源計劃并維持該區域的負荷-交換-發電量平衡平衡機構實時支持互連頻率。來源：MilliganKirby，2007103平衡區足跡從小型增長到中型再（分SouthwestPowerPoolSPPPJM都是美國實際擴展以獲取平衡區規模效益?區域輸電組織?相關實例。MISO2013改善及降低調節和旋壓儲備要求?收效（MISO4）。SPP20092014FERC，2014）。自2004年以來，各電力公司加入賓夕法尼亞州-新澤西州-馬里蘭州互連（PJMInterconnection，PJM），足跡從北卡羅來納州擴展到伊利諾伊州（PJM5網站）。在美國西部，一個新?能源不平衡市場已經形成（CAISO126“EnergyImbalanceMarket.”2015。加州佛森：加州獨立系統運營商。20159月訪所占比例多少，均可實現由此產生?經濟性和可靠性收益。如11?波動性能源發電（7%–20%），系統總成本（生產缺電期望值目標，藍點域?儲備余量為15%，而研究區域輸電組織擁有11,000，“長鄰案例”20%（聯鎖電力網容量與基礎案例相同）；相對于基礎案例，50%輸電案例”聯鎖電力網為50%（鄰近區域?儲備余量為15%）；“島嶼案例”沒有聯鎖電力網容量（Pfeifenberger2013）。來源：Pfeifenberger2013這些比較通過美國西部互連?一項分析進一步?說明（IbanezMilligan，2012），該TheWesternndandSolarIntegrationStudyPhase2分析了替代風電/太陽能發電?增建（Lew等，2013）。參考案例中每年有8電力來自風能，3來自太陽33%?需求供應由風電和太陽能平分，其中存在高風電/低太陽能源妥適性評估?輸電代替?數量。主要結果如127和整個互7假定的完美輸電——沒有擁塞或輸電限制（即能量在系統中任何兩點之間完美轉移）——通常被稱為“銅

類實體靈活性在不精密?操作時間步長內無法得到利用。1310（底部，紅線）?結果是，旋壓和補充儲備要求顯著降低。由于更快?調來源：Milligan2011雖然美國所有區域輸電組織市場采用5分鐘?經濟調度，但市場結算卻不一定是基于555（所有美國區域輸電組織/獨立系統運營商市場均使用節點邊際價格）5為了探索結算對靈活性激勵?影響，Ela2014a45555（來源：改編自Ela2014a(FederalEnergyRegulatoryCommissionFERCOrder764，美國所有重組市場（即獨立系統運營商/區域輸電組織）5158。受管(Electric場改進一起），以提升系統?運行，導致波動性能源發電縮減顯著減少（Bird2014）。最近?聯邦法規也在協助推動實現更快?調度。2012FERCOrder8這僅指鄰近區域調度。在一些地區15分鐘交換可能尚未完成764（其中包括其他細節）15應。FERCOrder755“資源中立”和“基于性能”付款?理論依據，對于以前提問題（Ela2012a）。東部能源市場對于不能滿足能源交付計劃要求?市場參與者Ela（2014b；2014c）。NREL?網站上查閱。9預測相結合，以及節點或分區市場，在eneabeFriendlyGridDevelopment15（和相關但不同?能源效率機制）如何調整負載曲線。這些響應在光燈或發光二極管照明，而不是白熾燈泡，能源效率使得總能耗降低（需求時間，如照明）可靠性和調節響應作為輔助服務，可以非常迅速地應對預定凈負荷偏離（調節）斷（意外）。需求響應在特定高負荷時段可用于供應發電量（即負向負荷），因而也可以作為一種容量資源。MilliganKirby，2010b件?機制（Goldman2010）。價格型方案（有時也被稱為經濟需求響應）通過不同?電價來鼓勵用戶調整他們?電力使用。激勵或事件型需求響應方案（需求響應），因終端用戶降低負荷或或讓方案管理人員直接控制某些耗電設備（要指空調和熱水器），4010/dan20）。以往更多?美國電力公司向客戶提供?是價格型方案而非激1011%），appes205）。2來源：Goldman(PG&E)企業客戶?例子如表3所示。來源：GoldmanPJM供應側資源（發電）一樣執行并付費。正如一個發電機組那樣，PJM（調峰）、日前和實時能源市場?價格響應需求”（作為負向負荷）和輔助服務市場?頻率調節和同步儲備2014）。能源需求響應方案進一步分為應急類（自愿減負荷）和經濟類（調度減負荷）。PJM（16。162008–2014PJM來源：MonitoringAnalytics然而，需求響應怎樣與發電機組進行競爭或者不競爭，目前還存在法律問題（EPSAE，2014），如，關于如何實施需求響應，以在保留系統?可靠性?同時履行所有法律義務，PJM款（供應側）轉變為避免能源或容量產生?避免成本（需求側）（PJ，2014）。及相關費用降低。調低負荷比建設新?發電容量更為便宜。圖17CAISO1）2）達到給定水平?峰值容量減少所需?需求響520PublicServiceCompany似?情況，該平衡區一年中僅123.5%（Denholm等，2015）4010017CAISO來源：Goldman2010需求響應方案還可通過通過輔助服務，如促進調節儲備需求讓系統受益，。18EnbalaPowerNetwork3OE。Enbala是一個適用于工商業和機來源：Milligan2014bHummon等，(2013)Olsen(201310（類似于發電機容量因數）或全年累積可用量11（美元/兆瓦時）（Hummon等，2013）。此值基于可用資源?數量及其與高生產成本時期（通常是系統靈活性需求達到最大?時候10年度可利用率是每個時間段內可用的最大容量之和除以可用峰值容量乘以時間間隔數（即每年總小時數）11累積年度可用量是通過需求響應變得靈活的總終端用電量的電力部分這反映了每個資源的可用性與運行儲備的高市場價格以及其利用一天中各小時較大能源價格差異的能力之間的相關性。電力合同?細節條款（Bird2014）。在美國，這種經濟權衡對于利用生產性補貼?12、頻率和調節服務。在任何時刻做出?經濟性棄風、棄光反映了所產生能源?接將波動性能源發電?發電量（和任何后續?過多發電量）（在（NewYorkIndependentSystemOperator）MISO13。如果這是經濟?，那么風電將會向下調度，幫助避免發電量過剩。考慮到b2011年，MISO實施了一個經濟限電計劃，稱為可調度間斷能源機制（Dispatchable12上調服務是一種輔助服務其提供的容量可在設定的時間內（ERCOT5秒）開始對信號作出響應。這樣的容量高于任何基點但低于發電資源的可持續上限并在必要時可用來在整個可用容量范圍內改變輸出，以保持適當的系統頻率這通常需要留出一部分可能以其他方式用于能源（或以其他方式被削減）的輸出用于頻率。有關更多詳情ERCOT(2014)。13在向下的調度市場中在發電量過大時將對符合條件的發電機付款以減少其輸出對機組在能源市場和透明度有所提高。MISO14千兆瓦，在對特定風19顯示了兩方面?內容，一方面是月度可調度間歇性資源所調度?風電總量，另一方面是根據該向下調度?百分比（低于經濟最大值）MISO95%?潛在風電可以通過經濟調度獲得。MISO中?所有新風力發電設施必須注冊為可調度間斷能MISO中超過80%?風力發電是可調度?。19MISO美國一些市場領域正在對一種新?輔助服務產品（eap）激勵能源靈201AISOAISO，011Abuahan0）。該約束中所需?AISO1)2)3)每小時”、15和5之間?差異。為了滿足該調節約束，機組通過保留用于提供其他輔助服統成本增量。目前，該約束僅適用于向上調節容量需求。然而，AISO515定性（不可預見?爬坡率）。NRELFlexiRamp圖20G1（100能力），G2（10）。正向現金流（藍柱）（紅條紋柱）是成本，產生?凈利潤或虧損（菱形格）?FlexiRamp產品單周期調度結果在左邊顯示。無FlexiRamp產品多周期（超前）經濟FlexiRamp“運行”?角度，而非“定價/激勵?角度來執行與安全約束經濟調度類似?功能。如果綁定價格不是根據咨詢值設定，則提供未來（咨詢）這一市場時失去了G2CAISOFlexiRamp80下