中國儲能網(wǎng)訊：今年度夏期間，華東、華中地區(qū)遭遇了歷史罕見高溫天氣，四川、重慶出現(xiàn)極端高溫、干旱等災(zāi)害性天氣，多地電力供需形勢較為嚴峻。7月12-16日，國網(wǎng)浙江電力公司連續(xù)5天組織實施需求響應(yīng)，最大響應(yīng)負荷達到580萬千瓦。電力需求響應(yīng)技術(shù)，已經(jīng)成為電力市場化環(huán)境中各級電力主管部門、電網(wǎng)企業(yè)優(yōu)先采取的電力保供措施。同時，“雙碳”目標(biāo)的提出、新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，對提升電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)能力、提高電力用戶供電保障水平提出了更高要求，為電力需求響應(yīng)技術(shù)的進一步應(yīng)用與發(fā)展提供更為廣闊的平臺。
01
電力需求響應(yīng)發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
（一）需求響應(yīng)的基本概念
根據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，需求響應(yīng)的定義為電力用戶對實施機構(gòu)發(fā)布的價格信號或激勵機制做出響應(yīng)，并改變電力消費模式的一種參與行為。通俗一點說，當(dāng)電網(wǎng)受極端天氣、新能源出力波動以及可靠性事件等因素影響，在局部區(qū)域、局部時段出現(xiàn)供電缺口或低谷調(diào)峰能力不足時，由省級電力運行主管部門安排需求響應(yīng)實施機構(gòu)組織電力客戶或負荷聚合商參與日前級、小時級、分鐘級和準(zhǔn)實時級的互動響應(yīng)，由電力客戶直接或通過負荷聚合商間接調(diào)增或調(diào)減部分用電功率，并根據(jù)互動響應(yīng)效果獲得實施機構(gòu)發(fā)放的激勵資金?，F(xiàn)階段，需求響應(yīng)實施機構(gòu)一般為電網(wǎng)企業(yè)。
（二）需求響應(yīng)發(fā)展歷程
2000年初，需求響應(yīng)概念被引入我國。2012年，在中新天津生態(tài)城首次針對居民用戶試點需求響應(yīng)。2014年，上海市首次啟動全市范圍內(nèi)需求響應(yīng)試點。2015年11月，國家發(fā)展改革委、國家能源局《關(guān)于有序放開發(fā)用電計劃的實施意見》作為新一輪電改配套文件，首次提出逐步形成占最大用電負荷3%左右的需求側(cè)機動調(diào)峰能力。2022年1月，《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》提出，力爭到 2025 年，電力需求側(cè)響應(yīng)能力達到最大負荷的3%～5%，其中華東、華中、南方等地區(qū)達到最大負荷的5%左右。截至2022年6月，全國已有23個省份出臺需求響應(yīng)試點支持政策，政府專項資金、尖峰電價增收資金、跨區(qū)跨省富余可再生能源購電差價盈余、市場化用戶交易電量電費分攤、供電成本分攤等多種來源，已成為需求響應(yīng)發(fā)展初期的固定補貼來源；華北、西北部分區(qū)域啟動了需求側(cè)資源作為第三方主體參與電力調(diào)峰輔助服務(wù)的報價與結(jié)算試點，運行效果良好。
（三）需求響應(yīng)發(fā)展現(xiàn)狀
1.應(yīng)用情況
近年來，江蘇、上海、浙江、江西、重慶等地積極開展需求響應(yīng)試點工作。截至2021年底，國網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)內(nèi)累計開展削峰需求響應(yīng)191次，響應(yīng)用戶255024戶，響應(yīng)容量7680.66萬千瓦；填谷需求響應(yīng)85次，響應(yīng)用戶36795戶，響應(yīng)容量4457.71萬千瓦。
通過統(tǒng)計分析國網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)需求響應(yīng)資源庫建設(shè)與試點實施情況，發(fā)現(xiàn)工業(yè)可調(diào)節(jié)負荷資源潛力巨大，不同行業(yè)調(diào)節(jié)情況參差不齊。截至2021年底，削峰潛力、填谷潛力排名前15的行業(yè)均屬工業(yè)領(lǐng)域，總?cè)萘糠謩e為2078.2萬千瓦、674.56萬千瓦，主要集中在水泥、石灰和石膏制造，鋼壓延加工、煉鋼等領(lǐng)域。商業(yè)樓宇具有較高的需求響應(yīng)能力，主要可調(diào)節(jié)設(shè)備包括暖通空調(diào)設(shè)備、照明設(shè)備等，綜合可調(diào)節(jié)潛力最高可達到25%左右。截至2021年底，商業(yè)樓宇用戶參與需求響應(yīng)試點簽約戶數(shù)為5514戶，總可調(diào)節(jié)容量達到481萬千瓦。
2.科技攻關(guān)情況
近十年來，中國電力科學(xué)研究院需求響應(yīng)科研攻關(guān)團隊持續(xù)加強電網(wǎng)安全全國重點實驗室、需求側(cè)多能互補優(yōu)化與供需互動技術(shù)北京市重點實驗室、國網(wǎng)公司電力需求側(cè)協(xié)調(diào)控制技術(shù)（聯(lián)合）實驗室建設(shè)，累計研發(fā)完成“荷e聯(lián)”“荷e查”“荷e營”等需求響應(yīng)終端、互動響應(yīng)與運營支撐主站軟件、資源普查與潛力核證分析軟件、自動需求響應(yīng)數(shù)字物理混合仿真實驗平臺等科研成果，在北京、河北、山東、浙江等12個省試點應(yīng)用。建立了需求響應(yīng)產(chǎn)品檢測系統(tǒng)，常態(tài)化為需求響應(yīng)產(chǎn)品廠商、標(biāo)準(zhǔn)研制單位支撐檢驗測試服務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)驗證服務(wù)。
02
“雙碳”目標(biāo)下需求響應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展需求
（一）建立更加靈活的需求側(cè)資源管理模式是新形勢下電力保供迫切要求
2021年，受年初極端寒潮、夏季持續(xù)高溫以及9月份的電煤緊缺等因素影響，全國局部地區(qū)高峰時段存在電力缺口，國網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)累計共24省執(zhí)行需求側(cè)管理措施124天，涉及企業(yè)431.8萬戶次，單日最大有序用電負荷達到5082萬千瓦。在供給側(cè)，隨著“雙碳”工作加快推進，新能源快速發(fā)展，預(yù)計2022年公司經(jīng)營區(qū)新增新能源并網(wǎng)裝機達到9000萬千瓦。在需求側(cè)，夏冬季節(jié)性尖峰負荷快速增長，2021年1月7日，公司經(jīng)營區(qū)最高負荷達9.6億千瓦，同比增長27.7%。在嚴峻供需形勢下，限電風(fēng)險呈現(xiàn)逐步增大的趨勢，在“優(yōu)先限制兩高行業(yè)用電”“限電不拉閘、限電不限民用”等政策要求下，電力供應(yīng)保障面臨極大挑戰(zhàn)。迫切需要發(fā)揮需求側(cè)管理的供需調(diào)節(jié)作用，建立更加靈活的用戶側(cè)資源管理模式，常態(tài)化參與電網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)，保障居民、公共服務(wù)和重要用戶用電。
（二）常態(tài)化發(fā)揮需求側(cè)資源的靈活調(diào)節(jié)作用是解決新型電力系統(tǒng)源荷雙側(cè)不確定性問題的重要路徑
新型電力系統(tǒng)下源荷規(guī)模不斷擴大，預(yù)計2025年、2030年分布式光伏裝機將達到1.8億、3.0億千瓦。電動汽車、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施等給電力系統(tǒng)帶來的沖擊性、波動性負荷不斷增長，預(yù)計2025年全國新增電力負荷4.27億千瓦。隨著用戶側(cè)分布式電源裝機容量的提升以及需求響應(yīng)試點項目的開展，分布式電源出力和新興負荷響應(yīng)的不確定性增大了電網(wǎng)供需平衡的波動性，電力系統(tǒng)的平衡特征和方式正在發(fā)生深刻變化，維持系統(tǒng)平衡的難度不斷加大，靈活性調(diào)節(jié)資源缺乏的問題日益凸顯。需求側(cè)響應(yīng)可以有效緩解負荷高峰電網(wǎng)運行壓力，增強負荷低谷時新能源消納能力，促進供需平衡。常態(tài)化發(fā)揮需求側(cè)資源的靈活調(diào)節(jié)作用將成為保障新型電力系統(tǒng)電力可靠、穩(wěn)定和低成本供應(yīng)的關(guān)鍵手段，是解決新型電力系統(tǒng)源荷雙側(cè)不確定性的重要路徑。
（三）需求側(cè)資源聚合參與電力輔助服務(wù)市場交易是提升新能源消納水平的有效措施
新型電力系統(tǒng)背景下，新能源裝機和發(fā)電量增長迅速，預(yù)計到2025年，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)新能源裝機將達8.6億千瓦，占總電源裝機容量的37.7%；到2030年，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)新能源裝機將達13.8億千瓦，占總電源裝機容量的48.1%。一方面，分布式能源的大量接入會對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來沖擊；另一方面，可再生能源在時間上用能彈性較低、空間上地理分布較分散的特點會對電力系統(tǒng)的控制和管理帶來難題。在這一背景下，迫切需要深入挖掘現(xiàn)有需求側(cè)資源的潛力，引導(dǎo)需求側(cè)資源參與電力系統(tǒng)輔助服務(wù)。隨著需求響應(yīng)的深入發(fā)展，由于負荷側(cè)資源單個容量較小、數(shù)量眾多、隨機性較強、直接管理難度大，故出現(xiàn)了負荷聚合商等新興市場主體，代理用戶參與調(diào)峰、調(diào)頻、備用等各類交易市場。因此，需求側(cè)資源聚合參與電力輔助服務(wù)市場交易將成為保障電力市場供應(yīng)、降低用戶用電成本、提高新能源消納能力的重要措施。
（四）需求側(cè)資源協(xié)調(diào)優(yōu)化是提升用戶用電服務(wù)水平、促進節(jié)能降耗的重要手段
“雙碳”目標(biāo)下，預(yù)計2025年、2030年全社會用電量分別達9.2萬億千瓦時、10.3萬億千瓦時，增速分別達24.3%、39.2%，而最大負荷將分別達15.7億千瓦、17.7億千瓦，增速分別達26.6%、42.7%，最大負荷增速高于用電量增速?！笆奈濉逼陂g，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)內(nèi)區(qū)域電網(wǎng)負荷最大日峰谷差率將達到36%，“十五五”期間將達到40%，最大日峰谷差達到4億千瓦。在這一背景下，新興負荷規(guī)模不斷增長，負荷峰谷差逐年拉大，電網(wǎng)最高負荷持續(xù)攀升，負荷尖峰化特征明顯。針對這一挑戰(zhàn)，通過協(xié)調(diào)優(yōu)化需求側(cè)資源，加強用電管理、推動電力電量節(jié)約，通過開展需求響應(yīng)，提高電能利用效率，能夠在降低用戶用能成本的同時促進節(jié)能減排和經(jīng)濟社會健康發(fā)展。迫切需要需求側(cè)資源協(xié)調(diào)優(yōu)化，加強用戶雙向互動，能夠有效解決電網(wǎng)“雙峰”“雙高”帶來的用電質(zhì)量下降問題，保障電網(wǎng)運行可靠性。
03
需求響應(yīng)面臨的挑戰(zhàn)
一是用戶感知交互難度大。不同類型的工商企業(yè)，因其生產(chǎn)特殊性，生產(chǎn)負荷模型也不相同，設(shè)備品牌型號繁多，用戶設(shè)備信息及相關(guān)參數(shù)采集及監(jiān)測難度大。
二是用戶可調(diào)節(jié)潛力分析預(yù)測精度不高?？烧{(diào)節(jié)潛力分析涉及氣候、地域、用戶等多種因素，受用戶的生產(chǎn)工藝流程影響較大，當(dāng)前預(yù)測模型分析精度不高。
三是用戶設(shè)備控制風(fēng)險高。在接受用戶委托，對用戶側(cè)設(shè)備做調(diào)節(jié)控制時，要考慮用戶設(shè)備實時運行狀態(tài)、操作難易程度，如果引起用戶設(shè)備損壞等風(fēng)險，責(zé)任界定問題比較棘手。
四是用戶參與頻次低，收益不高，導(dǎo)致實施難度大。單個工商業(yè)用戶調(diào)節(jié)能力有限，參與頻次少，用戶收益不高，導(dǎo)致用戶參與度較低，用戶改造實施較困難。
五是需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)實施情況不理想。工商業(yè)負荷參與電網(wǎng)互動調(diào)節(jié)時，內(nèi)部設(shè)備和系統(tǒng)接口未按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行建設(shè)，導(dǎo)致用戶系統(tǒng)貫通和設(shè)備數(shù)據(jù)接入難度高。
04
總體解決思路
在政策機制建設(shè)完善方面，亟需由國家、?。ㄖ陛犑校﹥杉壵鞴懿块T進一步細化完善需求響應(yīng)支持政策，在不斷拓展需求響應(yīng)激勵資金來源、擴大激勵資金規(guī)模的同時，推動需求側(cè)可調(diào)節(jié)資源等常態(tài)化參與電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場，為需求響應(yīng)業(yè)務(wù)可持續(xù)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
在數(shù)據(jù)監(jiān)測與感知方面，總結(jié)分析針對用電設(shè)備運行狀態(tài)參數(shù)、用電參數(shù)、環(huán)境參數(shù)及需求響應(yīng)事件相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測感知和交互需求，建立基于IEC/CIM標(biāo)準(zhǔn)的需求響應(yīng)信息模型、信息交換模型，構(gòu)建基于邊緣計算的數(shù)據(jù)監(jiān)測感知架構(gòu)體系，支撐需求側(cè)各類資源便捷接入電網(wǎng)并常態(tài)化互動響應(yīng)。
在可調(diào)潛力分析方面，綜合用電、氣象、經(jīng)濟等數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)清洗分析，采用模型驅(qū)動與數(shù)據(jù)驅(qū)動相融合，微觀-中觀-宏觀交叉驗證的方法，構(gòu)建可調(diào)節(jié)負荷篩選、預(yù)測方法，建立細分工業(yè)、商業(yè)和居民的可調(diào)節(jié)負荷潛力測算模型，實現(xiàn)負荷可調(diào)節(jié)潛力精細化預(yù)測。
在控制策略設(shè)計方面，針對工業(yè)用戶生產(chǎn)負荷及非生產(chǎn)負荷，商業(yè)樓宇空調(diào)負荷、照明設(shè)備負荷及其他設(shè)備，結(jié)合用戶設(shè)備實時運行狀態(tài)，采用電壓型、電流型、頻率型等控制技術(shù)對用戶側(cè)設(shè)備進行調(diào)節(jié)控制，構(gòu)建設(shè)備級、用戶級、區(qū)域級負荷調(diào)控方案。
在互動響應(yīng)效果測量與驗證方面，構(gòu)建需求響應(yīng)基線負荷計算方法、響應(yīng)有效性判定方法，設(shè)計針對削峰響應(yīng)的節(jié)約電力測量與驗證算法，以及針對填谷響應(yīng)的消納電量測算方法。針對需求側(cè)資源直接參與電力調(diào)峰輔助服務(wù)，按照輔助服務(wù)市場準(zhǔn)入要求直接參與報價出清、結(jié)算分攤。
在效益價值綜合評估方面，建立考慮電力客戶、電網(wǎng)企業(yè)、火力發(fā)電企業(yè)、新能源發(fā)電企業(yè)及全社會的價值評估體系，并構(gòu)建量化分析評價方法，為需求響應(yīng)實施機構(gòu)、負荷聚合商、電力客戶分析需求響應(yīng)投入產(chǎn)出奠定基礎(chǔ)，也為更加合理地分析需求側(cè)資源參與電網(wǎng)互動價值提供依據(jù)。
在標(biāo)準(zhǔn)制定與實施監(jiān)督方面，依托SAC/TC 549全國智能電網(wǎng)用戶接口標(biāo)委會、IEEE PES（中國）能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)委員會智慧用能分委會等國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化組織和國際化學(xué)術(shù)團體，修訂完善電力需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系，持續(xù)開展需求響應(yīng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制修訂，面向需求響應(yīng)業(yè)務(wù)參與主體、產(chǎn)業(yè)鏈上下游單位開展宣貫，依托檢測機構(gòu)對相關(guān)軟硬件產(chǎn)品開展檢驗測試，針對需求響應(yīng)實施機構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用情況開展年度監(jiān)督評價。
05
需求響應(yīng)發(fā)展建議
（一）政府層面
一是進一步推動試點支持政策完善。短期來看，應(yīng)進一步擴大激勵資金來源，固化資金渠道；長期來看，應(yīng)推動需求側(cè)資源常態(tài)化參與輔助服務(wù)市場交易，最大限度引導(dǎo)客戶主動參與，充分體現(xiàn)客戶參與互動響應(yīng)的意愿。
二是加強統(tǒng)籌管理和頂層設(shè)計。由政府牽頭，組織電力用戶、電網(wǎng)企業(yè)、負荷聚合商、用電設(shè)備制造廠家等各方聯(lián)合發(fā)力，從源頭上將需求側(cè)響應(yīng)納入到新型電力系統(tǒng)建設(shè)的整體布局中，并在規(guī)劃層面提升需求側(cè)資源的地位。
三是推行需求響應(yīng)強制性標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品認證制度。國家質(zhì)檢總局、國標(biāo)委、住建部、工信部等多部門加強協(xié)調(diào)，聯(lián)合出臺針對需求側(cè)可調(diào)節(jié)負荷設(shè)備的統(tǒng)一互動接口標(biāo)準(zhǔn)，建立相應(yīng)的評價認證制度。
四是加強宣傳。通過各類媒體資源，向工業(yè)、商業(yè)、居民以及新型負荷用戶宣傳推廣需求響應(yīng)的作用意義、實施流程，以及在優(yōu)化用電成本、促進新能源消納和全社會降碳等方面的作用，為獲得用戶廣泛認可奠定基礎(chǔ)。
（二）電網(wǎng)企業(yè)層面
一是建立公司總部級、省級、地市級、縣級四級可調(diào)節(jié)資源管理機制，實現(xiàn)可調(diào)節(jié)資源池的定時更新，動態(tài)構(gòu)建和評估可調(diào)節(jié)資源池容量。
二是建立一體化的可調(diào)節(jié)資源應(yīng)用模式，針對需求響應(yīng)、虛擬電廠、源網(wǎng)荷儲一體化應(yīng)用、有序用電、應(yīng)急備用等場景，建立可調(diào)節(jié)資源分級分類、協(xié)同優(yōu)化應(yīng)用模式。
三是進一步豐富完善可調(diào)節(jié)資源實時感知、便捷接入、靈活互動、合作運營的技術(shù)支撐體系，深化完善省級智慧能源服務(wù)平臺，加快建設(shè)新型電力負荷管理系統(tǒng)，不斷提升電力客戶、負荷聚合商支撐服務(wù)能力。
四是推動完善需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系與入網(wǎng)測試制度，針對需求響應(yīng)試點實施所投資的軟硬件，對相關(guān)供應(yīng)商提出標(biāo)準(zhǔn)一致性要求，通過檢驗測試保障產(chǎn)品質(zhì)量、建設(shè)質(zhì)量，提升需求響應(yīng)業(yè)務(wù)運行效率和軟硬件系統(tǒng)互聯(lián)互通水平。
