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摘要：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)我國(guó)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的有效措施。電力需求響應(yīng)從需求側(cè)著力，是協(xié)同構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的低成本戰(zhàn)略路徑。我國(guó)電力需求響應(yīng)實(shí)踐自華東起步，陸續(xù)向十余省市推廣，在需求側(cè)潛力挖掘、響應(yīng)能力建設(shè)、市場(chǎng)模式設(shè)計(jì)、可再生電力消納等多方面取得顯著成績(jī)，有效緩解當(dāng)?shù)仉娏┬杳?。調(diào)研分析，電力需求響應(yīng)的開展仍存在普遍性與地區(qū)差異化的問題，需從功能價(jià)值定位、市場(chǎng)主體培育、市場(chǎng)機(jī)制創(chuàng)新以及響應(yīng)能力建設(shè)等方面多措并舉予以解決。
構(gòu)建新能源占比逐漸提高的新型電力系統(tǒng)，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的有效抓手。為確保新型電力系統(tǒng)安全、高效、綠色運(yùn)行，保障系統(tǒng)中靈活性資源的充裕性是至關(guān)重要的一環(huán)。電力需求響應(yīng)作為一種從需求側(cè)著力的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)節(jié)手段，可為電力系統(tǒng)提供靈活性資源、緩解短時(shí)電力供需矛盾和促進(jìn)可再生能源消納。目前已有十余個(gè)省份陸續(xù)出臺(tái)電力需求響應(yīng)實(shí)施方案，均取得顯著成效。自 2020 年開始，我們選取各區(qū)域代表省市，以實(shí)地調(diào)研、專家訪談、文獻(xiàn)調(diào)研、企業(yè)座談等形式，對(duì)近年來需求響應(yīng)發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題、制約因素及實(shí)施效果進(jìn)行研究。
一、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)
中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議明確提出，“十四五”時(shí)期是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)， 深化電力體制改革，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。
近年來，我國(guó)電力系統(tǒng)低碳化轉(zhuǎn)型加速，可再生能源發(fā)電量、裝機(jī)容量均快速提高(見表 1、表 2)。
據(jù)預(yù)測(cè)， 到 2025 年， 我國(guó)可再生能源裝機(jī)將突破電力總裝機(jī)容量的 50%，可再生能源在全社會(huì)用電量增量中的比重將達(dá)到三分之二左右。由于風(fēng)、光等可再生能源普遍存在間歇性、波動(dòng)性特點(diǎn)，其大規(guī)模并網(wǎng)將對(duì)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來重大挑戰(zhàn)，主要集中在以下三方面。
(一)電力系統(tǒng)供給充裕性的挑戰(zhàn)
目前，我國(guó)電力系統(tǒng)主要依靠常規(guī)發(fā)電機(jī)組，如水電、火電等提供電力電量保障。未來，當(dāng)常規(guī)發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量占比低于可再生能源，特別是秋冬季節(jié)， 水電機(jī)組出力大幅降低，火電機(jī)組對(duì)系統(tǒng)支撐能力減弱，可再生能源中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)難、長(zhǎng)時(shí)間發(fā)電出力不確定性高、短時(shí)波動(dòng)性大， 都會(huì)對(duì)新型電力系統(tǒng)中長(zhǎng)期規(guī)劃和供應(yīng)保障帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
(二)可再生能源大規(guī)模消納的經(jīng)濟(jì)性挑戰(zhàn)
為保障可再生能源大規(guī)模消納，電力系統(tǒng)需要具備足夠的靈活性調(diào)節(jié)能力，通常來源于具備大容量調(diào)節(jié)功能的水電、經(jīng)過靈活性改造的煤電、燃?xì)獍l(fā)電以及互聯(lián)電網(wǎng)等。近年來，部分新興主體，如虛擬電廠、儲(chǔ)能等也開始參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)。隨著可再生能源裝機(jī)規(guī)?？焖僭黾樱瑸楸Ｕ舷到y(tǒng)安全運(yùn)行，調(diào)節(jié)資源投資也隨之增加，電力系統(tǒng)總成本或?qū)⒚黠@上升。該趨勢(shì)已在歐美等國(guó)家電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型中充分顯現(xiàn)，可以成為我國(guó)推動(dòng)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要考量。
(三)市場(chǎng)主體多元化帶來的機(jī)制設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
隨著分布式電源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等新興主體的發(fā)展和成熟， 在新型電力系統(tǒng)中，源、荷的定義邊界逐漸模糊，只要能為系統(tǒng)平衡服務(wù)，電力系統(tǒng)的消費(fèi)端也可以成為供應(yīng)端，電力系統(tǒng)潮流將發(fā)生時(shí)空變化，電力輔助服務(wù)需求愈發(fā)多樣化。
在環(huán)境、安全和經(jīng)濟(jì)的多維目標(biāo)下，我國(guó)電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行和市場(chǎng)交易機(jī)制將面臨復(fù)雜挑戰(zhàn)。二、電力需求響應(yīng)是協(xié)同構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的低成本戰(zhàn)略路徑面對(duì)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的三方面挑戰(zhàn)，僅從供給側(cè)著力已顯力不從心，亟須擴(kuò)寬渠道、創(chuàng)新思維，引入需求側(cè)資源協(xié)同構(gòu)筑新型電力系統(tǒng)已成為必然選擇。
電力需求響應(yīng)是電力需求側(cè)管理的重要組成部分，是指為應(yīng)對(duì)短時(shí)的電力供需緊張或可再生能源消納利用困難等情況，通過實(shí)時(shí)電價(jià)信號(hào)、可中斷負(fù)荷電價(jià)補(bǔ)償、長(zhǎng)期備用容量補(bǔ)償?shù)冉?jīng)濟(jì)激勵(lì)措施，引導(dǎo)電力用戶通過自主調(diào)整用電行為、提高電能精細(xì)化和智能化管理水平，在特定時(shí)段減少或增加用電，實(shí)現(xiàn)削減電力系統(tǒng)負(fù)荷高峰或填充負(fù)荷低谷(即削峰和填谷)，從而促進(jìn)電力供需平衡，助力新能源消納，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和綠色低碳發(fā)展。
近年來，電力需求響應(yīng)積極適應(yīng)電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型，在原有實(shí)踐基礎(chǔ)上，不斷擴(kuò)充內(nèi)涵。通過在需求側(cè)配置多品種分布式電源、多類型的儲(chǔ)能裝置、電動(dòng)汽車和智能化傳感裝置等方式，可在不顯著影響電力用戶用電習(xí)慣的前提下，以虛擬電廠的形式實(shí)現(xiàn)參與電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡調(diào)節(jié)的功能，是電力需求響應(yīng)的創(chuàng)新模式。
在短時(shí)負(fù)荷快速調(diào)整的場(chǎng)景下，電力需求響應(yīng)具有較好的經(jīng)濟(jì)性。據(jù)初步測(cè)算，為應(yīng)對(duì)東部負(fù)荷中心短時(shí)出現(xiàn)的尖峰負(fù)荷，開展電力需求響應(yīng)的年單位綜合成本約為新建頂峰煤電的 37% ～ 50%、新建調(diào)峰燃機(jī)53% ～ 70% 以及新建抽蓄電站的32% ～ 41%。同時(shí)，近年來電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的新型儲(chǔ)能，可以通過與電力需求響應(yīng)融合，進(jìn)一步提高儲(chǔ)能電站的利用效率， 從一定程度上降低新型電力系統(tǒng)中靈活性資源新增投資的需求。
由此可見，積極推動(dòng)電力需求響應(yīng)與現(xiàn)有靈活性調(diào)節(jié)資源協(xié)同構(gòu)筑新型電力系統(tǒng)，是切實(shí)可行的清潔、低成本戰(zhàn)略路徑。
三、我國(guó)電力需求響應(yīng)的地方實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)
我國(guó)自 2012 年啟動(dòng)電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作，選取北京、蘇州、唐山和佛山為試點(diǎn)城市，明確將推廣電力需求響應(yīng)作為試點(diǎn)的重要內(nèi)容之一。2013 年以上海為電力需求響應(yīng)試點(diǎn)城市，我國(guó)首次電力需求響應(yīng)正式實(shí)施，并逐步在綜合城市試點(diǎn)或相關(guān)省份中推廣。表3為電力需求響應(yīng)政策要點(diǎn)，圖1為電力需求響應(yīng)試點(diǎn)開展時(shí)間線。此后，電力需求響應(yīng)以華東為主要應(yīng)用區(qū)域逐步向全國(guó)推廣，已在山東、天津、重慶、江西、廣東、陜西、河南等省份陸續(xù)開展。
(一)我國(guó)電力需求響應(yīng)實(shí)踐的區(qū)域特點(diǎn)
近年來，各地負(fù)荷峰谷差逐年擴(kuò)大，尖峰負(fù)荷不斷攀高，發(fā)展電力需求響應(yīng)的迫切性顯著提升。典型地區(qū)最大負(fù)荷如表 4 所示。依托于所處區(qū)域電網(wǎng)的不同特征以及自身的負(fù)荷特點(diǎn)，各地探索出多元化的需求響應(yīng)“地方樣板”。
1. 華東電網(wǎng)。華東電網(wǎng)區(qū)域最大用電負(fù)荷位居全國(guó)首位，是全國(guó)電力消費(fèi)大區(qū)。該區(qū)域大部分省份電力供需基本平衡。其中， 江蘇、浙江、上海外來電占比超過 20%，安徽、福建為區(qū)域內(nèi)主要電力外送省份。在極端天氣、跨區(qū)域線路運(yùn)行故障、機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)、天然氣供應(yīng)短缺等特殊背景情況下，面臨顯著供需缺口。電力需求響應(yīng)工作起步較早，資源開發(fā)和市場(chǎng)培育水平較高，需求響應(yīng)精細(xì)化和智能化建設(shè)走在全國(guó)前列。
江蘇自 2015 年在蘇州推動(dòng)首次需求響應(yīng)以來，不斷擴(kuò)大實(shí)施范圍。2020 年， 削峰、填谷需求響應(yīng)規(guī)模均位居全國(guó)第一。最大削峰響應(yīng)能力達(dá) 700 萬千瓦，最大填谷響應(yīng)能力超過 300 萬千瓦，自動(dòng)需求響應(yīng)能力達(dá) 100 萬千瓦，全年累計(jì)促進(jìn)清潔能源消納達(dá) 1.8 億千瓦時(shí)。
浙江需求響應(yīng)精細(xì)化管理水平較高。依托容量、電量雙補(bǔ)償形式，率先構(gòu)建日前、小時(shí)級(jí)、分鐘級(jí)和秒級(jí)等 4 個(gè)時(shí)間尺度的需求響應(yīng)資源池，形成需求響應(yīng)和有序用電共享用戶機(jī)制。2021 年， 秒級(jí)需求響應(yīng)能力建設(shè)目標(biāo)達(dá)到200 萬千瓦。
上海近年來積極開展虛擬電廠應(yīng) 用。2020 年，黃浦區(qū)商業(yè)建筑虛擬電廠作為上海電力需求響應(yīng)日常調(diào)度資源，累計(jì)調(diào)度近1500 幢次 /26 萬千瓦，單次最大響應(yīng)電量達(dá) 50.5 兆瓦時(shí)。
2. 華中電網(wǎng)。華中電網(wǎng)區(qū)域電力供需總體平衡，其中，湖北為主要電力外送區(qū)域，并在電力供需緊張時(shí)與三峽的增量發(fā)電能力實(shí)現(xiàn)互濟(jì)平衡。河南、湖南外來電占比超過 15%，江西外來電占比超過 9%，湖南、江西等省級(jí)電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)互濟(jì)能力有待提高。該區(qū)域近年來負(fù)荷增長(zhǎng)迅速，特別是夏、冬期間電力供需形勢(shì)嚴(yán)峻， 保平衡需求迫切，深度挖掘需求側(cè)資源已成為該區(qū)域省份提升電力系統(tǒng)運(yùn)行安全的重要舉措。
河南于 2018 年啟動(dòng)需求響應(yīng)工作，積極發(fā)揮售電公司、電能服務(wù)機(jī)構(gòu)等負(fù)荷集成商作用，2020 年已實(shí)現(xiàn)響應(yīng)儲(chǔ)備能力達(dá)432 萬千瓦。
湖南、湖北均于 2021 年首次發(fā)布需求響應(yīng)方案。根據(jù)預(yù)判的電力缺口情況適時(shí)開展削峰響應(yīng)，主要面向工商業(yè)用戶，通過集中競(jìng)爭(zhēng)性招標(biāo)方式開展并與有序用電銜接。迎峰度夏期間，湖北已初步實(shí)現(xiàn) 180 萬千瓦可調(diào)節(jié)負(fù)荷儲(chǔ)備，湖南成功實(shí)施削峰響應(yīng) 117 萬千瓦。
3.華北電網(wǎng)。華北電網(wǎng)區(qū)域電力供需總體平衡，其中，山西為主要電力外送區(qū)域，北京、天津及河北外來電總占比超過 30%，山東外來電占比超過 15%。該區(qū)域近年來新能源和外來電占比不斷上升，系統(tǒng)調(diào)峰難度日益增加。為提升電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，該區(qū)域積極推動(dòng)電力需求響應(yīng)，既形成了以山東、天津?yàn)榇淼氖〖?jí)需求響應(yīng)市場(chǎng)，又依托華北電網(wǎng)探索了區(qū)域電網(wǎng)需求側(cè)資源交易模式。
山東自 2018 年啟動(dòng)需求響應(yīng)試點(diǎn)，積極推動(dòng)需求響應(yīng)市場(chǎng)化建設(shè)。該省采用雙品種模式，即容量電量雙補(bǔ)償?shù)木o急型、與電力市場(chǎng)融合的經(jīng)濟(jì)型，按照經(jīng)濟(jì)型優(yōu)先、緊急型次之、有序用電保底方式實(shí)現(xiàn)削峰填谷。同時(shí)， 利用經(jīng)濟(jì)型填谷響應(yīng)，積極推進(jìn)可再生能源與電力用戶構(gòu)建點(diǎn)對(duì)點(diǎn)市場(chǎng)交易新模式。
天津自 2018 年開始，不斷擴(kuò)大參與用戶類型范圍。引入“城鎮(zhèn)型虛擬電廠”實(shí)施模式，重點(diǎn)在春節(jié)、夏季等重點(diǎn)時(shí)段，開展削峰填谷響應(yīng)。
華北電網(wǎng)自 2020 年啟動(dòng)獨(dú)立第三方主體參與調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)。允許區(qū)域內(nèi)的需求側(cè)資源參與華北電網(wǎng)市場(chǎng)交易，實(shí)現(xiàn)省級(jí)電網(wǎng)與區(qū)域電網(wǎng)調(diào)節(jié)資源的互濟(jì)。
4. 西南與西北電網(wǎng)。西部是我國(guó)“西電東送”戰(zhàn)略的輸送端，電力供應(yīng)能力總體富余。近年來， 除 2020 年受疫情影響外，西部電力外送省份的本地電力消費(fèi)普遍高速增長(zhǎng)( 見圖 2)， 季節(jié)性、時(shí)段性、地區(qū)性供需緊張頻現(xiàn)，亟須挖掘需求側(cè)潛力以緩解電力供需矛盾。
西南電網(wǎng)之重慶市，自 2019 年首次啟動(dòng)需求響應(yīng)試點(diǎn)。通過在豐水期(一般為 7—9 月)與四川外送水電協(xié)同，實(shí)現(xiàn)削峰和填谷的功 能，2021 年預(yù)期形成 40 萬千瓦削峰能力。
西北電網(wǎng)之陜西省，于 2020 年首次開展需求響應(yīng)試點(diǎn)。目前， 已構(gòu)建日前邀約和實(shí)時(shí)響應(yīng)的需求響應(yīng)雙品種，以約定補(bǔ)償方式調(diào)動(dòng)削峰能力。
5. 南方電網(wǎng)。南方電網(wǎng)以廣東為用電負(fù)荷中心。廣東外來電占比超過 25%，云南、貴州、廣西為主要電力外送區(qū)域，海南依靠海底電纜與廣東電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)。該電網(wǎng)與國(guó)家電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)互濟(jì)能力較弱。近年來， 南方電網(wǎng)用電增速較快。特別是電網(wǎng)內(nèi) 3 個(gè)外送省電力需求猛增，季節(jié)性電力供需矛盾不斷加劇。
廣東自 2015 年在佛山率先啟動(dòng)需求響應(yīng)試點(diǎn)，成功實(shí)施了 15 次不同層次的需求響應(yīng)事件，需求響應(yīng)能力達(dá) 19.8 萬千瓦。2021 年，以日前邀約削峰需求響應(yīng)起步，首次在全省范圍開展市場(chǎng)化需求響應(yīng)，并由需求地區(qū)市場(chǎng)用戶分?jǐn)傃a(bǔ)償資金。
(二)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)
通過對(duì)各典型省份需求響應(yīng)政策要點(diǎn)進(jìn)行分析(見表 1、2)可以看出，各典型地區(qū)電力需求響應(yīng)的成功實(shí)施，離不開對(duì)先行先試省份的學(xué)習(xí)與參考，更重要的是基于自身?xiàng)l件，通過地區(qū)試點(diǎn)、擴(kuò)大范圍、積極培育市場(chǎng)以及滾動(dòng)完善規(guī)則等措施，不斷提升需求側(cè)資源參與電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)的意愿和能力，形成了以下新的特點(diǎn)。
1. 響應(yīng)主體的多樣化。響應(yīng)主體準(zhǔn)入門檻不斷降低，包括居民在內(nèi)的各類型電力用戶逐步具備參與響應(yīng)的資格，為電力需求響應(yīng)提供充足的資源庫(kù)。負(fù)荷聚合商、虛擬電廠運(yùn)營(yíng)商等主體的引入，為中小型電力用戶、居民、黨政工團(tuán)和公共建筑用電開展精準(zhǔn)響應(yīng)創(chuàng)造了條件。用戶側(cè)儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車的推廣已逐步成為龐大的可開發(fā)需求響應(yīng)資源。
2. 市場(chǎng)建設(shè)的多元化。各地結(jié)合當(dāng)?shù)仉娏κ袌?chǎng)建設(shè)特點(diǎn)，探索電力需求響應(yīng)的市場(chǎng)化推進(jìn)模式， 深入研究需求側(cè)主體在電力系統(tǒng)中的功能定位，針對(duì)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)、補(bǔ)償資金來源、響應(yīng)組織形式等， 構(gòu)建了形式多樣的地區(qū)市場(chǎng)化建設(shè)新模式，為加快構(gòu)建適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的市場(chǎng)化交易機(jī)制開展有益實(shí)踐。
3. 實(shí)時(shí)響應(yīng)的規(guī)?；橥貙掚娏ο到y(tǒng)應(yīng)急狀況的處理手段， 需求響應(yīng)實(shí)踐的先行區(qū)域重點(diǎn)推廣實(shí)時(shí)需求響應(yīng)，采用積極的價(jià)格激勵(lì)政策并廣泛應(yīng)用“云大物智移”等技術(shù)，已在需求側(cè)形成了穩(wěn)定可靠的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力， 為在新型電力系統(tǒng)中構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同的資源互濟(jì)模式奠定基礎(chǔ)。
4. 綠色響應(yīng)的可溯化。為助力新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，滿足終端電力用戶對(duì)綠色電力的消費(fèi)需求， 各地以電力需求響應(yīng)為有效抓手， 進(jìn)行了有益的實(shí)踐，加快探索實(shí)現(xiàn)了可量化、可追溯的綠色電力響應(yīng)模式，為滿足終端消費(fèi)中日益高漲的綠色電力需求創(chuàng)造條件。
四、面臨的主要問題及原因
總體上看，各典型省份電力需求響應(yīng)實(shí)施范圍、頻次與力度均顯著提升，特別是山東、廣東、浙江等現(xiàn)貨試點(diǎn)省份，結(jié)合當(dāng)?shù)仉娏ΜF(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)的進(jìn)度，加速探索與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)協(xié)同的電力需求響應(yīng)市場(chǎng)化開展模式。但是， 在各省市的實(shí)踐中，也存在一些問題亟待解決。
(一)電力需求響應(yīng)發(fā)展中存在的普遍性問題
1. 需求響應(yīng)資源的可靠性仍待提高。各地實(shí)踐中，由于不同類型用戶響應(yīng)能力和意愿的差異，實(shí)現(xiàn)響應(yīng)資源的可靠調(diào)用仍存困難。部分省市為確保調(diào)用可靠性，通常采用提高備案容量的方式，如重慶的備案響應(yīng)負(fù)荷總量暫按響應(yīng)需求的 130% 考慮，其中 30% 作為響應(yīng)儲(chǔ)備。
調(diào)研了解到，中小型電力用戶參與較為積極，但其用電行為相對(duì)無序，響應(yīng)能力弱，單體響應(yīng)成功率一般在 60% 左右甚至更低。大型用戶用電管理精細(xì)化程度較高，響應(yīng)能力強(qiáng)，成功率高， 通常以獨(dú)立主體身份參與響應(yīng)。其參與意愿易受主營(yíng)業(yè)務(wù)的市場(chǎng)行情影響，且許多情況下是為了規(guī)避有序用電而參與需求響應(yīng)。特別是 2021 年，大宗商品行情上漲背景下，鋼鐵、水泥等企業(yè)產(chǎn)銷兩旺，華東地區(qū)最高補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)雖已達(dá) 45 元 / 千瓦。不少企業(yè)擔(dān)心影響生產(chǎn)，參與意愿并不強(qiáng)烈。部分地區(qū)放開了居民負(fù)荷參與電力需求響應(yīng)，從實(shí)施初期的情況看，居民用戶參與積極性較高， 但實(shí)施精準(zhǔn)度、負(fù)荷調(diào)節(jié)能力等方面仍差強(qiáng)人意。電動(dòng)汽車作為新型主體參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)的應(yīng)用中， 公交車輛、物流車輛等集中響應(yīng)的參與度較好，但私家車受個(gè)體行為隨機(jī)、價(jià)格敏感性差異化大等因素影響，難以成為可靠的調(diào)用資源。
2. 補(bǔ)償激勵(lì)資金來源仍是制約需求響應(yīng)發(fā)展的重要難題。電力需求響應(yīng)補(bǔ)償激勵(lì)資金來源一般按照購(gòu)電側(cè)價(jià)差資金池、售電側(cè)價(jià)差資金池、超發(fā)超用形成的盈余空間以及輸配成本統(tǒng)籌考慮。在電力需求響應(yīng)的實(shí)踐過程中， 資金來源的穩(wěn)定性仍然是限制各地實(shí)施需求響應(yīng)的重要難題。如， 因政策調(diào)整，城市公用附加費(fèi)取消導(dǎo)致部分地區(qū)資金來源一度中斷，致使需求響應(yīng)工作進(jìn)一步開展受限。
近年來，部分地區(qū)結(jié)合電力市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)度，加快探索按“誰受益誰承擔(dān)”原則向終端疏導(dǎo)的模式并取得成效。但是，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及可再生能源裝機(jī)比重不斷增加，特別是2020 年疫情緩解后經(jīng)濟(jì)快速反彈， 各區(qū)域電力需求響應(yīng)的響應(yīng)頻次、規(guī)模不斷加大，補(bǔ)償資金需求規(guī)?？焖僭黾?。如，浙江省 2020 年度(含 2021 年 1 月初)總響應(yīng)電量達(dá) 4047 萬千瓦時(shí)，實(shí)際補(bǔ)償資金總額達(dá) 1.28184 億元，分別較 2019 年增長(zhǎng)了約 118% 和 474%。
為擴(kuò)充資金來源，各地積極提出有關(guān)解決方案。江蘇 2021 年尖峰電價(jià)執(zhí)行時(shí)段增加至 2 個(gè) [36]; 廣東 2021 年 6 月起調(diào)高向市場(chǎng)主體分?jǐn)偵舷?，?5 厘/ 千瓦時(shí)提高至1分/ 千瓦時(shí) [37] ;安徽已發(fā)布的征求意見稿中，明確提出通過增設(shè)季節(jié)性尖峰電價(jià)解決響應(yīng)資金來源 [38]。但是，上述做法均存在提高終端整體用電成本的風(fēng)險(xiǎn)。
3. 組織實(shí)施方式的計(jì)劃性仍較明顯。為保證新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，靈活性資源需要處于隨時(shí)可用的狀態(tài)以應(yīng)對(duì)可再生能源的間歇性波動(dòng)，形成有效的源荷互濟(jì)協(xié)同。從國(guó)際主流電力市場(chǎng)中需求響應(yīng)的運(yùn)行情況看，需求響應(yīng)通常作為一種常態(tài)化運(yùn)行的品種參與電力市場(chǎng)。如美國(guó)PJM 市場(chǎng)中，需求響應(yīng)采用了緊急型響應(yīng)和經(jīng)濟(jì)型響應(yīng)的雙品種設(shè)計(jì)，并可參與容量市場(chǎng)、電能量市場(chǎng)和輔助服務(wù)市場(chǎng) [39][40]。
目前，各省市在電力需求響應(yīng)的推廣中，已開始采取電力、電量、容量競(jìng)價(jià)等市場(chǎng)化方式。個(gè)別地區(qū)，如山東、廣東、浙江等，積極探索需求響應(yīng)作為常規(guī)調(diào)節(jié)手段參與系統(tǒng)運(yùn)行。大部分地區(qū)實(shí)施的需求響應(yīng)仍呈現(xiàn)較強(qiáng)的季節(jié)性、節(jié)假日性和響應(yīng)總量計(jì)劃性特點(diǎn)，僅將需求響應(yīng)作為有序用電的前置保險(xiǎn)措施，尚未成為常態(tài)化、充分市場(chǎng)化運(yùn)行的系統(tǒng)調(diào)節(jié)手段。
(二)地區(qū)電力需求響應(yīng)存在的差異化問題
1. 電力需求響應(yīng)資源儲(chǔ)備方面。目前，電力需求響應(yīng)尚未在全國(guó)范圍內(nèi)普遍推廣，且各地電力需求響應(yīng)推廣程度和電力基礎(chǔ)設(shè)施條件等方面差異大，也造成了近中期各地區(qū)推進(jìn)電力需求響應(yīng)資源儲(chǔ)備的主要目標(biāo)，極具地方特色。
江蘇、浙江、山東、天津等省份，經(jīng)過多年市場(chǎng)培育已形成了一定規(guī)模的響應(yīng)資源儲(chǔ)備。但是，響應(yīng)資源的構(gòu)成仍主要以用戶自主調(diào)整的邀約式為主，可與電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)的實(shí)時(shí)響應(yīng)儲(chǔ)備仍待進(jìn)一步提高，特別是將需求響應(yīng)儲(chǔ)備資源納入電力中長(zhǎng)期規(guī)劃、電網(wǎng)調(diào)度管理仍需創(chuàng)新推進(jìn)。廣東、湖南、湖北、陜西等省份，盡管也提出了實(shí)時(shí)響應(yīng)的目標(biāo)，但擴(kuò)大電力需求響應(yīng)實(shí)施范圍、提升電力需求響應(yīng)削峰填谷總體能力仍是當(dāng)務(wù)之急，亟須加快培育市場(chǎng)、形成具備規(guī)模的響應(yīng)資源儲(chǔ)備。
2. 電力需求響應(yīng)資源潛力方面。電力需求響應(yīng)潛力在不同行業(yè)中差異化極大。據(jù)調(diào)研，僅考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)性因素的情況下，商場(chǎng)、辦公樓宇等大型公共建筑，調(diào)節(jié)空調(diào)、照明、電梯等電力負(fù)荷手段多樣，響應(yīng)潛力較大。鋼鐵、水泥等行業(yè)， 可調(diào)節(jié)電力負(fù)荷一般為工藝流程中的輔助部分，在全工藝流程中能耗的占比不高，響應(yīng)潛力相對(duì)有限。電解鋁行業(yè)，可調(diào)節(jié)或終止主工藝流程以實(shí)施需求響應(yīng)，但對(duì)電解槽等設(shè)備影響較大，甚至造成設(shè)備損壞。數(shù)據(jù)中心用電量主要受運(yùn)算需求影響，且考慮差異化的數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)指標(biāo)，目前參與響應(yīng)的潛力和方式仍待探索。
結(jié)合目前各地的產(chǎn)業(yè)發(fā)展及分產(chǎn)業(yè)用電看，江蘇、浙江、廣東、北京、上海等地區(qū)近年來在多領(lǐng)域積極實(shí)施電能替代，二產(chǎn)、三產(chǎn)和居民用電量穩(wěn)定增長(zhǎng)，終端電氣化率快速攀升，通過實(shí)施需求響應(yīng)引導(dǎo)大量無序化用電向有序化轉(zhuǎn)變， 是近中期挖掘電力需求響應(yīng)資源潛力的重要挑戰(zhàn)。西北、西南等地區(qū)，近年來重點(diǎn)發(fā)展鋼鐵、水泥、有色等高載能產(chǎn)業(yè)，且部分省份產(chǎn)業(yè)分布集中，整體調(diào)節(jié)性能較差， 且三產(chǎn)、居民用電占比低，需求側(cè)可挖掘潛力不高是近中期發(fā)展電力需求響應(yīng)的重大難題。
(三)主要原因
1.電力需求響應(yīng)綜合價(jià)值未得到完整體現(xiàn)。電力需求響應(yīng)發(fā)揮作用的關(guān)鍵是清晰、合理、可量化的用電收益以及與之匹配的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。在多地實(shí)踐中，補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)通常考慮電力需求響應(yīng)對(duì)短時(shí)電力平衡的貢獻(xiàn)、用戶參與響應(yīng)產(chǎn)生的直接和間接成本，未充分考量促進(jìn)可再生電力消納、提供電力系統(tǒng)備用容量及引導(dǎo)能源消費(fèi)多元化轉(zhuǎn)型的價(jià)值。
從促進(jìn)可再生電力消納方面考慮，可再生電力的價(jià)值不僅包括電力供應(yīng)的基本價(jià)值，更重要是隨著電力系統(tǒng)中可再生電力占比不斷增高，低碳電力系統(tǒng)所產(chǎn)生的環(huán)境價(jià)值，一般包括減少二氧化碳、硫化物、氮氧化物、固體廢物以及廢水等排放的價(jià)值。目前，隨著我國(guó)電力市場(chǎng)的加速推進(jìn)、碳市場(chǎng)的正式啟動(dòng)以及綠色電力消費(fèi)權(quán)益市場(chǎng)的不斷完善，通過電力需求響應(yīng)促進(jìn)可再生電力的實(shí)際電力消納量已實(shí)現(xiàn)可追溯與計(jì)量。同時(shí)，結(jié)合市場(chǎng)化的碳排放和綠證的交易價(jià)格可進(jìn)一步量化促進(jìn)可再生電力消納的環(huán)境價(jià)值。
從提供電力系統(tǒng)備用容量方面考慮，電力系統(tǒng)中，為保障系統(tǒng)安全運(yùn)行，在系統(tǒng)規(guī)劃階段一般按照 15% 左右考慮備用裝機(jī)容量，通常采用火電機(jī)組的技術(shù)方案。近年來，電力系統(tǒng)運(yùn)行不斷呈現(xiàn)短時(shí)尖峰特性，完全通過新增火電裝機(jī)的方式予以滿足，極易造成新增設(shè)備全年利用率偏低的狀況。特別是， 隨著虛擬電廠、實(shí)時(shí)需求響應(yīng)等技術(shù)的發(fā)展，電力需求響應(yīng)的可靠性不斷提高，可以作為電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)短時(shí)尖峰負(fù)荷的穩(wěn)定儲(chǔ)備資源，應(yīng)通過優(yōu)先發(fā)用電計(jì)劃、容量市場(chǎng)等方式獲得相應(yīng)的價(jià)值實(shí)現(xiàn)。
從引導(dǎo)電力消費(fèi)多元化轉(zhuǎn)型的方面考慮，隨著電力需求響應(yīng)推廣力度的不斷加大以及響應(yīng)規(guī)則的不斷完善，在持續(xù)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)和多品種響應(yīng)模式的引導(dǎo)下，終端用戶電力消費(fèi)的智能化、精細(xì)化、綠色化轉(zhuǎn)型積極性逐步增強(qiáng)， 帶動(dòng)需求側(cè)整體用能水平的提高， 其綜合價(jià)值可通過能耗“雙控”、用能權(quán)交易等制度機(jī)制予以體現(xiàn)。
2.電力需求響應(yīng)業(yè)態(tài)的培育需要多維驅(qū)動(dòng)。電力需求響應(yīng)能力的充分發(fā)揮，既依賴于經(jīng)濟(jì)手段的激勵(lì)，也依賴于用電終端響應(yīng)能力的建設(shè)和響應(yīng)意愿的充分調(diào)動(dòng)。然而，電力用戶差異化的用電特性和利益訴求，決定了需求響應(yīng)資源難以像發(fā)電機(jī)組一樣，可單純靠電價(jià)驅(qū)動(dòng)以及電網(wǎng)調(diào)度調(diào)節(jié)。特別是， 近年來，非工商業(yè)用電在全社會(huì)用電中的占比持續(xù)提高，而目前電力需求響應(yīng)的大部分組成仍為工商業(yè)用電，如欲進(jìn)一步挖掘需求側(cè)潛能，需從政策機(jī)制、終端建設(shè)、科普宣傳和效能信用評(píng)價(jià)等多維度開展長(zhǎng)期工作和創(chuàng)新實(shí)踐。
從各省的實(shí)踐來看，江蘇基于長(zhǎng)期實(shí)施電力需求響應(yīng)的儲(chǔ)備， 在 2021 年春節(jié)期間，將需求響應(yīng)與統(tǒng)籌疫情防控、助力企業(yè)留工穩(wěn)崗相結(jié)合，在促進(jìn)清潔能源消納的同時(shí)，大幅提升了需求側(cè)主體參與的積極性，參與用戶數(shù)量較 2020 年同期增長(zhǎng) 347%，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益 。
浙江以國(guó)管局《關(guān)于 2021 年公共機(jī)構(gòu)能源資源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作安排的通知》的要求為契機(jī)，積極推動(dòng)全省公共機(jī)構(gòu)開展電力需求響應(yīng)集中示范工程，進(jìn)一步擴(kuò)大電力需求響應(yīng)參與主體的范圍， 力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)全省公共機(jī)構(gòu)具備最大用電負(fù)荷 30% 的需求響應(yīng)能力 。
廣東于 2021 年首次在全省范圍實(shí)施電力需求響應(yīng)，盡管該省電力市場(chǎng)建設(shè)相對(duì)成熟，但需求響應(yīng)參與者主要為經(jīng)營(yíng)性用電主體，且缺乏長(zhǎng)期培育，因此，在需求響應(yīng)啟動(dòng)初期并未達(dá)到預(yù)期效果。
3.電力市場(chǎng)機(jī)制不完善限制需求響應(yīng)發(fā)揮作用。建設(shè)真實(shí)反映供需、權(quán)責(zé)清晰的市場(chǎng)機(jī)制是解決補(bǔ)償費(fèi)用來源、提高用戶積極性的根本出路。然而，我國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)仍待多維深化。市場(chǎng)限價(jià)方面，市場(chǎng)建設(shè)初期出于避免價(jià)格大幅波動(dòng)的考慮，各省級(jí)電力市場(chǎng)限價(jià)偏保守，而需求響應(yīng)因未與電力市場(chǎng)完全協(xié)同運(yùn)行，執(zhí)行的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)較高，造成了電力需求響應(yīng)與電力市場(chǎng)價(jià)格體系的脫離。如，廣東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)上限為 1.5 元 / 千瓦時(shí)，而需求響應(yīng)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)上限達(dá) 4.5 元 / 千瓦時(shí); 山東需求響應(yīng)的最高價(jià)格為電力現(xiàn)貨實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清價(jià)的 2 倍。主體責(zé)任方面，目前，我國(guó)電力系統(tǒng)主要強(qiáng)調(diào)供給側(cè)保供責(zé)任，對(duì)需求側(cè)應(yīng)承擔(dān)的供電可靠性成本不明晰，造成許多用電主體片面認(rèn)為高可靠用電保障“與己無關(guān)”和“理所當(dāng)然”，增加需求響應(yīng)執(zhí)行難度。
五、加快全面推行電力需求響應(yīng)的建議
11省開展電力需求響應(yīng)的成效表明，電力需求響應(yīng)是應(yīng)對(duì)電力經(jīng)濟(jì)新形勢(shì)和新要求的有效手段。加快構(gòu)建電力需求響應(yīng)的功能價(jià)值體系，因地施策推動(dòng)地區(qū)電力需求響應(yīng)工作，對(duì)推進(jìn)我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)具有重要意義。
(一)進(jìn)一步明確需求響應(yīng)在新型電力系統(tǒng)中的定位和作用，構(gòu)建政策標(biāo)準(zhǔn)完善、理念技術(shù)先進(jìn)、應(yīng)用場(chǎng)景豐富、源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)的電力需求響應(yīng)體系
建議中長(zhǎng)期電力規(guī)劃明確電力需求響應(yīng)能力建設(shè)指標(biāo)。加快推進(jìn)和完善電力需求響應(yīng)與電力調(diào)度、電力市場(chǎng)、可再生能源消納責(zé)任權(quán)重、碳排放權(quán)、能源“雙控”考核等項(xiàng)政策的銜接。
(二)積極構(gòu)建以能源主管部門統(tǒng)籌、市場(chǎng)化手段主導(dǎo)的電力需求響應(yīng)運(yùn)行模式
注重效率兼顧公平，從政策宣貫、終端建設(shè)、實(shí)戰(zhàn)演練、效能信用評(píng)價(jià)等多方面著力，強(qiáng)化需求響應(yīng)業(yè)態(tài)培育，完善需求響應(yīng)資源調(diào)查和分級(jí)分類管理。
積極培育儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心、5G 基站、充電樁、冷鏈冷庫(kù)等新興用戶，鼓勵(lì)綜合能源服務(wù)商、負(fù)荷集成商、小微園區(qū)、虛擬電廠等負(fù)荷集成模式，進(jìn)一步擴(kuò)大重點(diǎn)區(qū)域及省市需求響應(yīng)資源池規(guī)模范圍。
(三)加快探索區(qū)域多元化需求響應(yīng)發(fā)展模式和路徑
建議華東、廣東、山東等地， 立足當(dāng)前市場(chǎng)建設(shè)基礎(chǔ)，進(jìn)一步強(qiáng)化需求響應(yīng)綜合能力建設(shè)，重點(diǎn)創(chuàng)新推進(jìn)需求響應(yīng)市場(chǎng)化模式， 探索需求響應(yīng)常態(tài)化運(yùn)行。
華中等地，近期電力供需矛盾突出，宜多措并舉加快需求響應(yīng)業(yè)態(tài)培育，加快構(gòu)建并壯大需求響應(yīng)資源儲(chǔ)備能力。同時(shí)，進(jìn)一步優(yōu)化需求響應(yīng)與有序用電銜接配合。
西北、西南等地， 由于局部地區(qū)負(fù)荷超預(yù)期發(fā)展，造成輸配電時(shí)段性阻塞矛盾凸顯，宜加快培育需求響應(yīng)新模式，特別是針對(duì)部分地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一、負(fù)荷調(diào)節(jié)互補(bǔ)性不強(qiáng)的特點(diǎn)，探索構(gòu)建跨省、市、縣區(qū)的區(qū)域需求側(cè)資源互濟(jì)共享機(jī)制。選取試點(diǎn)地區(qū)，研究并試點(diǎn)提高電力交易價(jià)格上限，加快推進(jìn)可中斷負(fù)荷電價(jià)，并按“誰受益誰承擔(dān)”原則向終端疏導(dǎo)。
(四)加快構(gòu)建以行業(yè)類型、用電類型為主要分類標(biāo)準(zhǔn)的需求響應(yīng)政策，在電價(jià)基礎(chǔ)上擴(kuò)展需求響應(yīng)的激勵(lì)效果
針對(duì)大型工業(yè)，特別是高耗能行業(yè)，強(qiáng)化需求側(cè)管理，積極推動(dòng)需求響應(yīng)與能源消費(fèi)權(quán)益市場(chǎng)協(xié)同的試點(diǎn)應(yīng)用。
針對(duì)商業(yè)用戶，積極完善峰谷電價(jià)機(jī)制，進(jìn)一步擴(kuò)大峰谷價(jià)差，穩(wěn)步推動(dòng)用戶側(cè)儲(chǔ)能或源儲(chǔ)一體化項(xiàng)目規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)踐。針對(duì)中小型電力用戶，特別是居民、黨政工團(tuán)與公共建筑空調(diào)負(fù)荷，鼓勵(lì)通過負(fù)荷聚合商、虛擬電廠服務(wù)商、售電公司等專業(yè)能源服務(wù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)整合。
(五)夯實(shí)能力建設(shè)，為有效調(diào)用靈活性需求側(cè)資源鞏固基礎(chǔ)
加強(qiáng)國(guó)家電力需求側(cè)管理平臺(tái)功能建設(shè)。結(jié)合數(shù)字新基建， 加強(qiáng)需求側(cè)資源的全面監(jiān)測(cè)和電力供需形勢(shì)預(yù)測(cè)預(yù)警。
完善有序用電、需求響應(yīng)等信息披露工作，推動(dòng)信息公開透明，拓寬信息發(fā)布渠道，加強(qiáng)輿論引導(dǎo)。
強(qiáng)化電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和推廣，形成可復(fù)制模式，大力拓展電力需求側(cè)管理實(shí)施范圍。積極推動(dòng)終端計(jì)量、響應(yīng)能力建設(shè)。
【作者信息】
趙曉東，中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)研究院能源研究所，高級(jí)工程師，研究方向：電力市場(chǎng)、綜合能源服務(wù);
王娟，中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)研究院能源 研究所，副研究員，研究方向：能源市場(chǎng)、能源產(chǎn)業(yè);
周伏秋，中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)研究院能源研究所，研究方向：新型電力系統(tǒng)、綜合能源服務(wù);
鄧良辰，中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)研究院能源研究所，助理研究員，研究方向：綜合能源服務(wù)、電力系統(tǒng)。
