美国需求响应参与辅助服务市场规则

中国储能网讯：本文节选、翻译自美国劳伦斯-伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory）的工作论文，原题为《需求响应提供辅助服务：美国各大市场的机遇和挑战比较》（Demand response providing ancillary services: A comparison of opportunities and challenges in US wholesale markets）

电力市场的规则、监管方式和零售环境是影响需求响应参与辅助服务市场的重要因素。在本文将介绍需求响应资源参与辅助服务市场的规则。

辅助服务产品的定义，以及需求响应资源参与辅助服务市场的规则在所有ISO/RTO并不一致。在本节中，将比较美国6个市场（即加利福尼亚ISO（CAISO）、德克萨斯州电力可靠性委员会（ERCOT）、中西部ISO（MISO）、宾夕法尼亚-新泽西-马里兰州互连电网（PJM）、纽约ISO（NYISO）和新英格兰ISO（ISO-NE））的有关规则。

这些规则被归纳为三个方面：资源规模（Resource Size）、计量和可见性（Metering and Visibility）和投标主体和流程（ who and when resources are bid into the markets）。这些规则来自于各个ISO/RTO的业务手册、价格表和其他规章制度。

每项市场规则对参与的影响程度各不相同。关于资源规模的规则往往是最重要的，因为这些规则将很多资源排除在市场之外。影响计量和可见性的规则第二重要，因为它们会影响开发需求侧资源所需的资本投资。再次，有些资源可能无法直接进入市场进行投标报价，这也会影响利润流，并压制初创组织（ start-up organizations）的创新。最后，对投标流程的讨论也很重要，但可能不是最关键的，其关键程度与投标资源能力固有的不确定性有关。

还有其他一些因素可能被本文遗漏了，如零售市场规则，和电力市场的整体监管环境。

例如，在ERCOT中，需求响应供应商的商业模式面临零售能源市场竞争激烈竞争的挑战，零售能源供应商在客户留存方面存在相当大的不确定性，电力用户可能下个月就更换供应商的风险使需求响应有关投资的吸引力下降。在公用事业受管制的地区，辅助服务的成本往往是直接分摊传导的，这几乎无法激励公用事业公司在监管干预之外提供这些服务。通过ISO/RTO的市场规则调整来鼓励需求响应很重要，但仅有这些还不够。

“资源规模”方面的规定和要求

需求响应及其他需求侧资源比传统发电机单体容量小，并且所提供的服务可能持续性不足。表1和表2描述了各大ISO对需求响应资源提供调频和旋转备用的要求，具体包括最小规模、是否允许独立计量的需求侧资源聚合参与市场（Aggregation Allowed），以及调节持续时间等三个方面。此外，除了CAISO和ERCOT以外的ISO/RTO，均要求调频资源提供上下对称的调节能力。

ISO-NE是唯一一个禁止在其调频市场上常态化使用需求响应资源的ISO/RTO，尽管它一直在推进有关试点项目。CAISO正在开发一种允许需求侧资源提供调频和旋转备用的市场模式，尽管西部电力协调委员会（WECC，CAISO所在的可靠性监管机构）目前不允许需求侧资源参与辅助服务市场。

类似于ERCOT和CAISO，将调频市场分成两部分也许更能吸引市场主体参与，因为需求侧的资源可能更熟悉减负荷操作，而不熟悉增负荷操作。

在CAISO和MISO中，要求提供调频辅助服务的资源必须在指定的时间内保持其全部调节能力，才能获得认证并进入其调频市场投标。这种连续的出力要求在其他需要监管的ISO中并不存在。在大多数情况下，认证环节只需证明资源可以在特定时间段内跟踪测试AGC信号即可。这一要求人为地限制了一些能量有限资源的参与，如需求响应和储能。

允许聚合的规则被认为是至关重要的，因为允许聚合可以大大增加市场可用资源的规模，并使各个用户的响应更可靠、更一致。

“计量和可见性”方面的规定和要求

这是指ISO/RTO对市场参与者在结算和调度时，计量（Metering）和遥测（Telemetry）方面的要求。在本文中，计量指的是将用于结算的表计数据以较长的周期发送到ISO/RTO的过程。遥测是指表计数据通过安全的通信连接，迅速、周期性的发送到ISO/RTO的过程。

由于需求侧资源比传统的发电机要小得多，使同规模的需求侧资源在参与辅助服务市场时达到与传统资源一样的计量和遥测标准，可能会花费更多成本。表3显示各个市场中的有关要求。

各个市场的调频辅助服务产品中均对提供者的遥测能力有要求，一些市场对提供旋转备用的资源也有遥测方面的要求。通过优化这些方面的要求，可以推动需求响应的进一步发展。例如，PJM遥测数据的颗粒度要求是2秒，但只需要每分钟发送一次，这大大减轻了用户侧资源（尤其是聚合性资源）的压力，这些聚合性资源需要对各个底层资源的数据进行加和处理后才能发送。

一些ISO/RTO要求报告每个底层资源的数据，而另一些则只要求可验证的聚合后的数据。只要求聚合数据，可以为先进的聚合建模技术打开大门，进而可能降低提供辅助服务所需的遥测成本。

“投标”方面的规定和要求

表4展示了需求侧资源进入市场报价的流程。

表4需求侧资源参与市场的投标流程

对于实时市场，“-1D”表示前一天，“OH”表示运行时间，“OI”表示运行时段长度（CAISO为15分钟，MISO为5分钟）。ISO-NE利用其在能源市场上远期备用市场的出清结果来分配旋转储备，因此没有一个单独的市场。由于大多数辅助服务都是在日前市场中交易的，需求侧资源将希望参与这些市场。

在某些需求侧资源的应用中，投标时间设定可能会形成需求响应资源可用能力的不确定性。因此，较早的投标时间可能会减少市场上的资源数量。

除了投标流程外，市场还限制了需求响应资源的投标资质。在ERCOT和CAISO中，所有市场参与者必须由一个特定的实体，如ERCOT的合格调度实体（Qualified Scheduling Entity），或CAISO的调度协调员（ Scheduling Coordinator）所代表，该实体对与市场的所有互动负有财务责任，并需接受特殊认证。CAISO要求参与辅助服务市场的调度协调员必须是负荷服务实体（ Load Serving Entity），这将禁止削负荷服务提供商（Curtailment Service Providers ）参与辅助服务市场，MISO也是这样。而在NYISO，削负荷服务提供商想要参与辅助服务市场需要满足一个额外的条件，即必须与输电网所有者进行数据交互，因为输电网所有者通常是直接向NYISO提供遥测数据的人。