福島核事故暴露出大規(guī)模集中式電力供給的脆弱性。因此,日本痛下決心,要建設新一代電力系統(tǒng)和能源綜合管理,將實現(xiàn)電力需求側管理的智慧化向以可再生能源、蓄能為代表的小規(guī)模分布式能源體系的轉型,但分布式電源如何動態(tài)優(yōu)化組合、如何保證供需的實時平衡成為這一轉型的難題。在能源互聯(lián)網(wǎng)的大背景下,需求響應(Demand Response,簡稱DR)和虛擬電廠(Virtual Power Plant,簡稱VPP)成為日本電力市場的新寵,他們不僅能夠降低系統(tǒng)基本負荷和峰值負荷,彌補日本大量關閉核電帶來的電力供給不足;而且還在負荷側增加了電源多能集成的互補性,降低了火電調峰需求,提高了可再生能源的利用;并促使電網(wǎng)必須根據(jù)不同類型電源輸出特性實現(xiàn)優(yōu)化配置,推動電網(wǎng)智能化的提升。DR和VPP已成為當前日本分布式能源互聯(lián)網(wǎng)市場創(chuàng)新的一大亮點。
電力市場新變化
隨著大規(guī)?稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng)以及智慧能源技術日新月異的發(fā)展,近幾年來,推廣實施DR和VPP技術的新商業(yè)模式在日本百花齊放,DR和VPP的興起源于日本電力市場環(huán)境出現(xiàn)的新變化,這些變化的主要特征大體可以概括為“5個D”。
第一個是自由化(Deregulation)。
2016年4月日本電力零售市場實現(xiàn)了全面自由化,多元化市場主體紛紛加入電力市場競爭大軍。
截至2018年3月,新成立的售電公司超過500多家,售電占比已達13%,電力公司簽約換手率突破16.2%。電力用戶不僅可以自主選擇售電公司,而且還能直接參與到DR和VPP的市場交易中,電力供需平衡不再僅依靠發(fā)電側的“用多少發(fā)多少”,轉而通過供應和需求兩側的市場進行調節(jié),自由化是日本電力市場變革的起點。
第二個是脫碳化(De-carbonization)。
為完成巴黎協(xié)定國家自主減排目標,日本一方面從電力供給側入手,大力發(fā)展以光伏發(fā)電為主的可再生能源以彌補核電缺口和替代化石能源,但由于可再生能源發(fā)電本身所具有的間歇性和波動性,仍難以保障電力的穩(wěn)定供應;另一方面,從電力需求側管理入手,除了依靠傳統(tǒng)的節(jié)能措施外,深度挖掘用戶側的分布式能源潛力,這已成為日本實現(xiàn)脫碳化目標的一條新路徑。
第三個是分散化(Decentralization)。
相較依靠大規(guī);痣、核電等為中心的傳統(tǒng)集中式電力系統(tǒng)而言,日本正在構建以光伏、風電等小規(guī)模分布式電源以及結合儲能技術的新型分散化電力系統(tǒng),終端用戶不僅僅是電力的消費者,同時又是電力的“生產(chǎn)者”。
第四個是數(shù)字化(Digitalization)。
互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和AI技術加速了信息通訊與能源產(chǎn)業(yè)的深度融合,促進了電力數(shù)字化的發(fā)展,不僅可以遠程調控用戶側發(fā)電、蓄能和用電設備,而且能將大量散落的小規(guī)模電源聚合起來,形成強大的用戶側發(fā)電資源,配電系統(tǒng)由傳統(tǒng)的單向潮流向滿足供需平衡的雙向潮流轉變。
第五個是人口過少過疏化(De-population)。
據(jù)預測到2050年日本總人口將下降30%,到2100年將下降一半;電力需求在未來的10年預計將會減少10%左右,電力產(chǎn)業(yè)的規(guī)模經(jīng)濟性遭到前所未有的挑戰(zhàn)。