我國電力需求響應(yīng)發(fā)展現(xiàn)狀與分析
郭平平 楊迪 陳晨
（中電聯(lián)科技開發(fā)服務(wù)中心、工業(yè)領(lǐng)域電力需求側(cè)管理促進(jìn)中心）
需求響應(yīng)作為電力需求側(cè)管理實(shí)施的重要內(nèi)容，是指通過分時(shí)電價(jià)等市場價(jià)格信號(hào)或資金補(bǔ)貼等激勵(lì)機(jī)制，引導(dǎo)鼓勵(lì)電力用戶主動(dòng)改變原有電力消費(fèi)模式的市場參與行為，以促進(jìn)電力供需平衡，保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。自2012年起需求響應(yīng)在我國開始科研實(shí)證，經(jīng)過逐步試點(diǎn)應(yīng)用和演變，特別是隨著電力市場的發(fā)展，需求響應(yīng)與電力市場交易有機(jī)結(jié)合，取得了長足的進(jìn)步。
一、我國需求響應(yīng)發(fā)展現(xiàn)狀
2014年8月，上海首次啟動(dòng)了國內(nèi)需求響應(yīng)試點(diǎn)，6家工業(yè)用戶和28家樓宇用戶成功響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)降低峰負(fù)荷5.5萬千瓦，展示了需求響應(yīng)對電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化及改善的潛力。之后在國家發(fā)展改革委電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)政策指引下，北京、蘇州、佛山等地陸續(xù)啟動(dòng)需求響應(yīng)試點(diǎn)。截至2019年末，國內(nèi)開展需求響應(yīng)試點(diǎn)的省（區(qū)、市）達(dá)到10個(gè)，其中8個(gè)?。ㄊ校┌l(fā)布了試點(diǎn)支持政策。
在需求響應(yīng)實(shí)施早期，實(shí)施目的主要是為了應(yīng)對夏季高峰時(shí)段電力消費(fèi)緊張狀況，最大程度削減高峰電力負(fù)荷對電網(wǎng)安全的影響，保障了民生用電和重點(diǎn)用電安全平穩(wěn)。2014~2019年度國內(nèi)開展削峰需求響應(yīng)的情況如下表所示。
2014~2019年度國內(nèi)開展削峰需求響應(yīng)情況
隨著我國可再生能源裝機(jī)比例不斷提高，冬季低谷時(shí)段調(diào)峰壓力越來越大，特別是北方地區(qū)冬季供暖期間，由于熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱電比調(diào)節(jié)能力有限，用電負(fù)荷過低導(dǎo)致發(fā)電機(jī)組出力不足，進(jìn)而影響供熱能力，需要通過市場化手段引導(dǎo)用戶在用電低谷時(shí)段實(shí)施反向需求響應(yīng)，同時(shí)促進(jìn)新能源消納。2018年春節(jié)期間，天津市組織開展了國內(nèi)首次填谷需求響應(yīng)試點(diǎn)，采用市場化激勵(lì)方式鼓勵(lì)和引導(dǎo)用戶低谷時(shí)段用電。試點(diǎn)參與用戶抬高低谷時(shí)段負(fù)荷約40萬千瓦，電網(wǎng)負(fù)荷較2017年同期增長7.2%，有效促進(jìn)了熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電供熱，兼顧電力供需平衡、清潔能源消納及民生供熱保障。2018年，江蘇省首次在國慶期間實(shí)施填谷電力需求響應(yīng)，并在國內(nèi)首創(chuàng)競價(jià)模式，促進(jìn)了清潔能源發(fā)電全額消納，保障了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)期最大填補(bǔ)低谷負(fù)荷142萬千瓦，累計(jì)填谷719萬千瓦。2019年，重慶市首次組織豐水期電力需求響應(yīng)試點(diǎn)，重慶電網(wǎng)豐水期需求響應(yīng)實(shí)施方案包括低谷電增量交易試點(diǎn)和主動(dòng)移峰負(fù)荷需求響應(yīng)試點(diǎn)，主要利用四川豐水期低谷水電豐富、價(jià)格較低的資源優(yōu)勢，將價(jià)差空間作為需求響應(yīng)補(bǔ)貼資金來源，并傳導(dǎo)至工業(yè)用戶，引導(dǎo)用戶調(diào)整生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷削峰填谷。
2019年，全國累計(jì)實(shí)施填谷響應(yīng)8次，參與工業(yè)用戶2861戶、商業(yè)用戶444戶、居民用戶288戶，增加用電負(fù)荷543.55萬千瓦，消納低谷電量13300.24萬千瓦時(shí)。
二、我國需求響應(yīng)發(fā)展特點(diǎn)
（一）各地逐步探索創(chuàng)新需求響應(yīng)實(shí)施內(nèi)容
我國開展需求響應(yīng)研究實(shí)踐工作的時(shí)間較短，但隨著需求響應(yīng)實(shí)施意義的突顯，已有越來越多的省市結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行特征和負(fù)荷特點(diǎn)，開展削峰、填谷、促進(jìn)可再生能源消納、調(diào)動(dòng)儲(chǔ)能參與等需求響應(yīng)實(shí)施工作，響應(yīng)負(fù)荷類型和手段均呈現(xiàn)出了新的特點(diǎn)。目前，上海、江蘇已實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)工作常態(tài)化開展，山東、天津于2018年成功實(shí)施填谷需求響應(yīng)，天津還于2019年建立了需求響應(yīng)中心。2019年勞動(dòng)節(jié)期間，國網(wǎng)上海市電力公司在國內(nèi)率先開展了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)場景下虛擬電廠全域綜合響應(yīng)；2020年5月，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司儲(chǔ)能需求響應(yīng)資源管理系統(tǒng)向鎮(zhèn)江丹陽地區(qū)5家企業(yè)的儲(chǔ)能電站模擬發(fā)出削峰需求指令，標(biāo)志著江蘇電力首個(gè)客戶側(cè)儲(chǔ)能自動(dòng)需求響應(yīng)項(xiàng)目正式投運(yùn)。
（二）需求響應(yīng)補(bǔ)償價(jià)格市場化程度有所上升，補(bǔ)貼資金來源途徑獲得突破
江蘇作為實(shí)施需求響應(yīng)較早的省份，實(shí)行的是約定補(bǔ)償?shù)姆绞?，目前山東已嘗試通過需求側(cè)競價(jià)的模式確定補(bǔ)償價(jià)格，相比此前的約定補(bǔ)償，市場化程度有所提升。從補(bǔ)貼資金來看，江蘇來源于尖峰電價(jià)增收的資金，對315千伏安及以上大工業(yè)用戶于7月、8月上午10時(shí)至11時(shí)和下午14時(shí)至15時(shí)，在峰期電價(jià)的基礎(chǔ)上每千瓦時(shí)加價(jià)0.1元。尖峰電價(jià)增收的資金用于需求響應(yīng)可中斷電價(jià)和可再生能源消納補(bǔ)貼的支出，可跨年滾動(dòng)使用。2018年，山東在需求響應(yīng)實(shí)施方案中，創(chuàng)新性地采用了單邊集中競價(jià)方式確定客戶補(bǔ)償價(jià)格，并根據(jù)客戶響應(yīng)量比例優(yōu)化補(bǔ)償系數(shù)。2020年山東需求響應(yīng)方案明確規(guī)定，緊急型削峰、填谷需求響應(yīng)補(bǔ)償費(fèi)用計(jì)入供電成本，經(jīng)濟(jì)型削峰、填谷需求響應(yīng)補(bǔ)償費(fèi)用暫從電網(wǎng)公司參與跨省區(qū)可再生能源現(xiàn)貨市場試點(diǎn)形成的資金空間支出。浙江2020年度電力需求響應(yīng)補(bǔ)貼資金來源于2019年跨區(qū)域省間富余可再生能源電力現(xiàn)貨交易購電差價(jià)盈余部分。而河南則采用納入省級輸配電價(jià)核定方式。
（三）促進(jìn)了電力需求側(cè)管理信息系統(tǒng)的建立
電力需求側(cè)管理信息系統(tǒng)是實(shí)施需求響應(yīng)的基礎(chǔ)，各地制訂的需求響應(yīng)方案中均明確要求負(fù)荷集成商和電力用戶要建立需求側(cè)管理系統(tǒng)或電能在線監(jiān)測系統(tǒng)，并要求與國家或省電力需求側(cè)管理平臺(tái)進(jìn)行對接。通過需求響應(yīng)工作的開展，推動(dòng)了企業(yè)信息化的建設(shè)，促進(jìn)了企業(yè)能源管理的科學(xué)化、可視化。
三、我國需求響應(yīng)發(fā)展存在的問題
第一，在電力市場環(huán)境方面。需求響應(yīng)是電力需求側(cè)管理在競爭性電力市場下的新發(fā)展，良好的市場化機(jī)制是需求響應(yīng)資源融入市場、參與電力系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。我國電力市場建設(shè)還處于初期階段，尤其是現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場等的建設(shè)尚在起步探索，缺乏完整成熟的市場體系和運(yùn)行機(jī)制支撐需求響應(yīng)資源價(jià)值的開發(fā)，同時(shí)需求響應(yīng)資源的多樣性和分散性也決定了其難以在短期內(nèi)作為發(fā)電資源迅速放大。
第二，在需求響應(yīng)運(yùn)行機(jī)制方面。一是用戶市場意識(shí)有待培育；二是缺乏較為成熟的商業(yè)模式，負(fù)荷集成商或電力用戶可獲得的經(jīng)濟(jì)收益期待值有限；三是缺乏健全的需求響應(yīng)市場運(yùn)行機(jī)制，各類市場主體的角色不明晰，參與渠道仍未完全暢通；四是目前需求響應(yīng)地區(qū)發(fā)展不平衡，缺乏可復(fù)制、可推廣的電力需求響應(yīng)市場建設(shè)方案。
第三，在需求響應(yīng)技術(shù)方面。一是大規(guī)模靈活資源優(yōu)化配置、運(yùn)行調(diào)控策略與電網(wǎng)運(yùn)行控制等理論研究與實(shí)踐應(yīng)用有待深入；二是需求響應(yīng)資源雙向互動(dòng)技術(shù)、通信技術(shù)、能效管理系統(tǒng)及終端等技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步完善；三是需求響應(yīng)能力評估、效益評估等相關(guān)技術(shù)仍然欠缺。
四、發(fā)展建議
綜合來看，我國需求響應(yīng)已逐步深化應(yīng)用。需求響應(yīng)不僅能控制負(fù)荷量，優(yōu)化電能資源配置，還可以參與系統(tǒng)調(diào)度，提供調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)等，從而促進(jìn)分布式、可再生能源大規(guī)模發(fā)展，同時(shí)提升電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力和可靠性。為了更好地推動(dòng)和促進(jìn)國內(nèi)需求響應(yīng)發(fā)展，提出如下發(fā)展建議：
（一）建立需求響應(yīng)市場運(yùn)營機(jī)制
從長期看，構(gòu)建完善的市場機(jī)制是大規(guī)模發(fā)展需求響應(yīng)項(xiàng)目的關(guān)鍵。我國在逐步培育發(fā)展電力市場的同時(shí)，應(yīng)考慮電力需求側(cè)管理與需求響應(yīng)與電力市場的銜接機(jī)制，加快電力現(xiàn)貨市場與輔助服務(wù)市場建設(shè)步伐，以可反映電力供需情況的實(shí)時(shí)電價(jià)信號(hào)激發(fā)需求響應(yīng)資源潛力。
研究需求響應(yīng)的發(fā)展路徑，形成可復(fù)制、可推廣的市場建設(shè)方案。在即將編制的能源電力“十四五”發(fā)展規(guī)劃中，建議明確需求響應(yīng)的發(fā)展要求，將需求響應(yīng)資源統(tǒng)籌納入電力運(yùn)行調(diào)度，提高電網(wǎng)的靈活性，并為可再生能源電力的消納創(chuàng)造條件。
明確需求響應(yīng)各參與主體的角色定位，研究政府、電網(wǎng)企業(yè)、電力用戶、負(fù)荷集成商等各方的利益分享方式，特別是要充分發(fā)揮負(fù)荷集成商在整合用戶資源、為用戶提供專業(yè)服務(wù)上的優(yōu)勢，支撐用戶主動(dòng)參與。
（二）挖掘需求響應(yīng)資源價(jià)值
當(dāng)前許多國家已從能源戰(zhàn)略高度將需求響應(yīng)資源等同或優(yōu)先于發(fā)電側(cè)資源的地位，需求側(cè)彈性負(fù)荷、分布式電源、儲(chǔ)能、微電網(wǎng)、虛擬電廠、電動(dòng)汽車和綜合能源系統(tǒng)等資源可通過對價(jià)格信號(hào)的響應(yīng)實(shí)現(xiàn)削峰填谷、消納可再生能源出力、為系統(tǒng)提供調(diào)頻輔助服務(wù)等功能，與供應(yīng)側(cè)深度調(diào)峰、配置儲(chǔ)能等系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式相比成本更低、效果更好。
因此，政府主管部門應(yīng)充分調(diào)查統(tǒng)計(jì)各地需求響應(yīng)資源，引導(dǎo)、激勵(lì)電力用戶優(yōu)化用電方式，采用具備需求響應(yīng)的用電設(shè)備和設(shè)施，主動(dòng)參與實(shí)施電力需求響應(yīng)。充分發(fā)揮需求響應(yīng)資源在提升系統(tǒng)可靠性、促進(jìn)可再生能源消納方面的應(yīng)有作用。
（三）完善需求響應(yīng)激勵(lì)機(jī)制
《電力需求側(cè)管理辦法（修訂版）》明確提出，電網(wǎng)企業(yè)開展電力需求側(cè)管理工作的合理支出，可計(jì)入供電成本。同時(shí)，可采用設(shè)立專項(xiàng)基金的方式，基金可來源于電價(jià)外附加征收的差別電價(jià)收入、其他財(cái)政預(yù)算安排等。目前江蘇、山東、河南等地采取的補(bǔ)貼資金政策，已取得了良好的成效。
（四）培育需求響應(yīng)負(fù)荷集成商
作為系統(tǒng)與用戶的中介，負(fù)荷集成商是需求響應(yīng)工作的重要實(shí)施者之一。在開放的電力市場中，負(fù)荷集成商既可以在市場側(cè)進(jìn)行購售電，也可以在用戶側(cè)提供補(bǔ)償電價(jià)削減負(fù)荷來影響市場實(shí)時(shí)電價(jià)，同時(shí)，還可以為終端用戶提供綜合能源服務(wù)，提高用戶的能源利用效率。應(yīng)大力培育支持負(fù)荷集成商的發(fā)展，廣泛開展線上線下培訓(xùn)和宣傳，壯大負(fù)荷集成商和電力需求側(cè)管理專業(yè)人才隊(duì)伍，提升全民節(jié)電意識(shí)和知識(shí)水平。
（五）加強(qiáng)需求響應(yīng)技術(shù)體系架構(gòu)建立
探索“互聯(lián)網(wǎng)+”智能用電技術(shù)模式和組織模式，推進(jìn)需求響應(yīng)資源、儲(chǔ)能資源、分布式可再生能源電力以及新能源微電網(wǎng)的綜合開發(fā)利用。通過廣泛部署用戶信息、電網(wǎng)信息與發(fā)電信息等數(shù)據(jù)采集終端，建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)，打破源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)數(shù)據(jù)壁壘，整合系統(tǒng)運(yùn)行、市場交易和用戶用電數(shù)據(jù)，提高需求側(cè)大數(shù)據(jù)分析能力，實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)資源的智能調(diào)控。完善需求響應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，同時(shí)在需求響應(yīng)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行和維護(hù)中，應(yīng)重視現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的推廣和應(yīng)用，提高項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量，降低項(xiàng)目投資運(yùn)維成本。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年7月31日第29、30期
