中國儲能網(wǎng)訊：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是電力行業(yè)實現(xiàn) “雙碳”目標的必由之路。然而，新能源裝機的快速增長對電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)的靈活性提出了挑戰(zhàn)，開拓新的系統(tǒng)調(diào)節(jié)手段迫在眉睫。需求響應(yīng)是指為有效應(yīng)對短時的電力供需緊張、可再生能源消納困難等情況，通過經(jīng)濟激勵為主的措施，引導(dǎo)電力用戶根據(jù)電力系統(tǒng)運行的需求自愿調(diào)整用電行為，實現(xiàn)削峰填谷，提高電力系統(tǒng)靈活性，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，具有良好的經(jīng)濟性和靈活性。因此，需求響應(yīng)在各國的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程中被廣泛實施。
在我國電力體制改革的道路上，需求響應(yīng)擁有廣闊的發(fā)展空間，卻也面臨諸多艱險和挑戰(zhàn)。前路光明，道路曲折，構(gòu)建以市場化為主導(dǎo)的需求響應(yīng)模式仍需克服重重困難。
我國需求響應(yīng)發(fā)展現(xiàn)狀
當前，我國實施的需求響應(yīng)可分為基于價格和基于激勵兩種?；趦r格的需求響應(yīng)主要是指通過價格信號引導(dǎo)用戶主動調(diào)整用能習(xí)慣，電力現(xiàn)貨市場連續(xù)運行的地區(qū)通過現(xiàn)貨市場連續(xù)的價格信號引導(dǎo)市場化工商業(yè)用戶調(diào)整自身用能需求；現(xiàn)貨市場未運行的地區(qū)則主要以分時電價、峰谷電價、階梯電價等行政手段為主要引導(dǎo)手段。基于激勵的需求響應(yīng)執(zhí)行程序一般包括響應(yīng)啟動、邀約確認、響應(yīng)執(zhí)行、過程監(jiān)測、效果評估、結(jié)果公示、資金發(fā)放等環(huán)節(jié)。參與需求響應(yīng)的主體由各省市（地區(qū)）根據(jù)自身用戶結(jié)構(gòu)及特點進行確定，一般要求具有獨立的電力營銷戶號、具備完善且運行狀態(tài)良好的負荷管理設(shè)施及用戶側(cè)開關(guān)設(shè)備，同時可實現(xiàn)電能在線監(jiān)測的用戶也可以參與，包括分布式儲能、具備快速響應(yīng)能力的大型耗能用戶（如鋼鐵、水泥、冷庫等）、移動通信基站、電動汽車充電樁運營商，符合國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策和環(huán)保政策的工業(yè)企業(yè)，商業(yè)綜合體、大型商場、寫字樓等非工用戶。此外，可中斷負荷也包含在需求響應(yīng)之中，由電網(wǎng)企業(yè)視系統(tǒng)運行情況調(diào)用，并按標準給予補償。
目前，各地需求響應(yīng)的定價方式、補償標準及資金來源各不相同，大部分地區(qū)為固定補償標準，或根據(jù)削峰填谷需求邀約主體報價出清來定價，各地政策不盡相同。重慶在《2023年電力需求響應(yīng)實施方案》中明確，對參與需求響應(yīng)的工商業(yè)用戶，按照工業(yè)用戶（含臨時用電）20元/千瓦/次、商業(yè)及其他用戶25元/千瓦/次的標準進行補貼；廣東在印發(fā)的《廣東省市場化需求響應(yīng)實施細則（試行稿）》中明確，主體應(yīng)邀參與需求響應(yīng)申報，申報自身可響應(yīng)容量、可響應(yīng)時段、響應(yīng)價格等信息，參與市場出清，報價上下限分別為3500元/兆瓦時和70元/兆瓦時，相應(yīng)資金來源包括電力用戶分攤、現(xiàn)貨市場發(fā)電側(cè)市場考核及返還費用；江蘇需求響應(yīng)方式分為約定需求響應(yīng)和實時需求響應(yīng)，約定需求響應(yīng)補貼標準最高可達15元/千瓦，相應(yīng)資金來源于執(zhí)行尖峰電價政策產(chǎn)生的額外收益；云南在《2023年云南省電力需求響應(yīng)方案》中明確，實時響應(yīng)補貼標準為統(tǒng)一價格2.5元/千瓦時，邀約型削峰補貼申報區(qū)間為0～5元/千瓦時，產(chǎn)生的補貼費用由直接參與市場化交易的用戶（包括批發(fā)用戶及零售用戶）按月度凍結(jié)用電量比例進行分攤。
實踐過程中，需求響應(yīng)展現(xiàn)出良好的經(jīng)濟性和靈活性，是一種有效的電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)手段。自2015年以來，江蘇多次開展需求響應(yīng)，實踐規(guī)模、次數(shù)等均居國內(nèi)前列，對促進清潔能源消納、減少電網(wǎng)投資發(fā)揮了突出作用；山東于2018年冬季首次成功實施電力需求響應(yīng)，最大填谷響應(yīng)負荷43.9萬千瓦；云南省在2023年度首次電力需求響應(yīng)中，邀約削峰響應(yīng)成交容量150萬千瓦，邀約填谷響應(yīng)成交容量20萬千瓦，日內(nèi)實時削峰響應(yīng)成交容量80萬千瓦，實際最大響應(yīng)容量均超過響應(yīng)成交容量；此外，山東、天津、重慶、陜西等地區(qū)均多次開展過需求響應(yīng)。
國際實踐經(jīng)驗及做法
國外較早推動了需求響應(yīng)參與電力市場交易，其市場化改革的相關(guān)實踐經(jīng)驗和案例對于我國推動需求響應(yīng)資源參與電力市場具有一定的參考意義。美國、歐盟國家制定了相對完善的需求響應(yīng)參與市場的規(guī)則，并具備相對充分的計量、監(jiān)測條件，其需求響應(yīng)資源主要通過負荷聚合商參與電力市場，與其他系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源同臺競價，并按市場出清結(jié)果調(diào)用實施。國內(nèi)對于國外需求響應(yīng)參與市場交易的研究較為全面，本文在此僅對國外需求響應(yīng)實施情況進行簡短介紹。
2023年，歐盟能源監(jiān)管機構(gòu)合作局（ACER）指出，預(yù)計到2030年，歐洲可再生能源裝機占比將達42.5%。隨著可再生能源裝機的快速增長，電力市場價格波動更加顯著，未來，電力系統(tǒng)中靈活性資源將變得越來越重要。作為歐盟的重要成員之一，德國較早建立了電力市場體系，并在推進工業(yè)4.0建設(shè)的過程中持續(xù)挖掘工業(yè)領(lǐng)域需求響應(yīng)資源，按政府規(guī)劃，預(yù)計到2030年，靈活性調(diào)節(jié)的容量為3～4吉瓦，約為工業(yè)用電需求峰值的10%。其需求響應(yīng)主要由企業(yè)自身獨立申報參與，少數(shù)由電網(wǎng)運營商和負荷聚合商主導(dǎo)，參與主體多為能源密集型企業(yè)，如金屬冶煉、水泥、造紙、化工等，其生產(chǎn)制造過程中，電力價格信號對于其自身生產(chǎn)成本會產(chǎn)生明顯影響，降低負荷對于自身生產(chǎn)經(jīng)營不會產(chǎn)生不利影響。德國需求響應(yīng)分為直接需求響應(yīng)和間接需求響應(yīng)。間接需求響應(yīng)由用戶通過對價格信號的反應(yīng)來實現(xiàn)。用戶與售電公司簽訂浮動電價合同，或通過虛擬電廠聚合后直接參與日前、日內(nèi)市場報量報價。后一種方式主要適用于擁有自備電廠的大型工商業(yè)用戶，典型企業(yè)有大眾、戴姆勒等。直接需求響應(yīng)首先由電網(wǎng)企業(yè)對有意參與需求響應(yīng)的用戶進行資格預(yù)審，用戶需提供其負荷削減量和可中斷負荷量等信息，審批通過以后再參與交易。視中標結(jié)果，最高補償可達每周500歐元/兆瓦，參與交易的用戶需提供5～300兆瓦的容量，每周至少2次以上響應(yīng)，每次持續(xù)時間15分鐘至8小時，緊急調(diào)用則按400歐元/兆瓦時標準補償。相較之下，2023年，德國居民平均電價為450歐元/兆瓦時，需求響應(yīng)補償標準與居民用電價格相近。
美國PJM電力市場中，需求響應(yīng)容量占電力市場高峰負荷的比重在6%～7%之間，2020年，參加零售需求響應(yīng)計劃的客戶數(shù)量約為1160萬，約占美國家庭的1/10。2023年，PJM市場監(jiān)管報告顯示，從2010年至今，需求響應(yīng)資源每年獲得的收益都有所波動，其中2015年收益歷史最高，將近6億美元，從收入結(jié)構(gòu)來看，主要收益來源于參與容量市場，單項費用占比最低的年份都超過了80%。美國PJM市場的需求響應(yīng)包括經(jīng)濟型需求響應(yīng)、緊急型需求響應(yīng)及價格響應(yīng)型需求響應(yīng)，此外在PJM的覆蓋范圍內(nèi)，各州也會有額外的需求響應(yīng)項目。提供需求響應(yīng)的終端用戶必須通過專業(yè)的代理機構(gòu)（CSP）參與電能量市場、輔助服務(wù)市場及容量市場交易。經(jīng)濟型需求響應(yīng)可參與電能量市場交易和輔助服務(wù)市場，報量報價獲取收益。緊急型需求響應(yīng)則可參與電能量市場和容量市場，當系統(tǒng)運行備用不足、穩(wěn)定性受到威脅時，需求響應(yīng)資源按照調(diào)度中心指令削減負荷，實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)節(jié)。在積累了豐富實踐運行經(jīng)驗的同時，當前，美國需求響應(yīng)參與市場也面臨一些問題：一是市場力過強，其頭部四家聚合商持有的注冊需求響應(yīng)資源占總量比重達到了82.8%；二是電力市場采用節(jié)點電價結(jié)算，對于諸多被聚合起來的需求響應(yīng)資源來說，很難確定其自身的節(jié)點電價。
當前國內(nèi)需求響應(yīng)面臨的矛盾和難點
對比國外實踐經(jīng)驗可以看到，國外電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程中很少采用儲能設(shè)施，主要原因在于經(jīng)濟性不及需求響應(yīng)。當前，國內(nèi)的需求響應(yīng)資源仍存在充足的開發(fā)利用空間，未來的應(yīng)用前景頗為廣泛，但實踐過程中存在的問題制約了需求響應(yīng)的進一步發(fā)展，主要包括以下三個方面。
一是補償標準難以反映需求響應(yīng)的真實價值。當前，我國需求響應(yīng)采取的是單獨定價，當電力系統(tǒng)其他調(diào)節(jié)手段基本用盡仍無法滿足系統(tǒng)運行需求時，由電網(wǎng)公司報批后，邀約用戶報價削減負荷或按協(xié)議直接切負荷并給予補償。邀約報價是在事先確定削減量的基礎(chǔ)上，由各主體競爭確定量價，相應(yīng)費用主要由其余用戶分攤。不可否認，將需求響應(yīng)單獨定價對于調(diào)動用戶積極性、實現(xiàn)系統(tǒng)有效削峰發(fā)揮了積極作用，但補償標準往往超過了發(fā)電所需的成本，用戶參與需求響應(yīng)獲取的收益與其自身生產(chǎn)活動創(chuàng)造的社會價值難以有效平衡，缺乏明確的價格信號告知用戶當前時刻削減負荷與維持生產(chǎn)哪種方式更加經(jīng)濟。目前，各地區(qū)在實踐中實施需求響應(yīng)的次數(shù)較少，更多的是作為系統(tǒng)應(yīng)急手段使用。
二是市場主體的準入條件不統(tǒng)一。當前，我國各地區(qū)對參與需求響應(yīng)準入條件的要求并不相同，在A地區(qū)允許參與需求響應(yīng)的用戶到了B地區(qū)卻可能被拒之門外。目前，可參與需求響應(yīng)的主要是大型工商業(yè)用戶，但系統(tǒng)中可調(diào)節(jié)負荷資源更多地分布于中小型工商業(yè)用戶手中，參與需求響應(yīng)的補償則由未參與需求響應(yīng)的用戶分攤。囿于高聳的準入壁壘及缺乏可靠的聚合手段，中小型工商業(yè)用戶往往缺乏參與需求響應(yīng)的積極性，也無法通過參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)獲取合理收益，系統(tǒng)中大量的可調(diào)節(jié)負荷未能被有效聚合起來。
三是難以有效評價需求響應(yīng)實施成效。需求響應(yīng)結(jié)算的重要步驟就是對需求響應(yīng)實施評價，目前，各地區(qū)的需求響應(yīng)實施方案中對需求響應(yīng)實施效果的評估方法不盡相同，相關(guān)的行業(yè)標準《用戶參與需求響應(yīng)基線負荷評價方法》也屬于推薦性標準，缺乏統(tǒng)一且具有公信力的評價標準。在對需求響應(yīng)基線負荷的采集和認定方面，信息化智能采集手段還不完善，大量工商業(yè)用戶若要參與需求響應(yīng)仍需進行智能化改造，負荷聚合商組織的需求響應(yīng)資源的信息采集和響應(yīng)效果的確認方法及技術(shù)體系也需要完善。
如何構(gòu)建以市場化為主導(dǎo)的需求響應(yīng)模式
一是推動用戶側(cè)參與電力市場交易。隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，采取以往行政措施對用戶負荷進行管理越發(fā)困難，此時由市場價格信號引導(dǎo)用戶自行調(diào)節(jié)負荷就顯得很有必要。實際上，用戶全面參與市場就是覆蓋范圍最廣的需求響應(yīng)。因此，現(xiàn)貨市場具備條件的地區(qū)可以推動用戶側(cè)以報量報價的方式參與日前和實時市場，中小型用戶可通過售電公司代理參與市場，給予負荷側(cè)充分的彈性調(diào)節(jié)空間。通過市場交易實施需求響應(yīng)，補償標準由其提供的服務(wù)類型和市場競標結(jié)果共同決定，相比原先由管理機構(gòu)制定補償價格的方式更為科學(xué)合理，提高了需求響應(yīng)的經(jīng)濟性。在用戶參與市場的基礎(chǔ)上，現(xiàn)貨市場長期穩(wěn)定運行的地區(qū)可以深入研究需求響應(yīng)參與市場的方式，需求響應(yīng)資源可被視為“負瓦”機組參與相應(yīng)電能量市場交易；具有提供調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)能力的需求響應(yīng)，經(jīng)過測試評估后可允許參與輔助服務(wù)市場交易，并簽訂調(diào)度協(xié)議，按市場規(guī)則獲取經(jīng)濟收益；此外，可中斷負荷也可視為系統(tǒng)有效容量的一部分獲取容量補償，并無條件服從調(diào)度的統(tǒng)一指揮。現(xiàn)貨市場未連續(xù)運行的地區(qū)可進一步優(yōu)化分時電價、階梯電價等措施，引導(dǎo)用戶主動調(diào)節(jié)生產(chǎn)生活方式。在實現(xiàn)需求響應(yīng)市場化的過程中，價格主管部門也需要進一步參與市場建設(shè)，制定合理的定價、限價機制，讓市場價格來告訴用戶何時需要開機生產(chǎn)，逐步將需求響應(yīng)演變?yōu)殡娋W(wǎng)經(jīng)濟運行常態(tài)化調(diào)節(jié)措施，實現(xiàn)社會生產(chǎn)價值最大化。
二是擴大需求響應(yīng)參與主體的范圍。利用電能，實際上是將電能轉(zhuǎn)化為其他能量形式以供使用，滿足人們正常生產(chǎn)生活需要的一個過程。因此，工業(yè)可以在電能量供應(yīng)充足、價格低廉時將電能轉(zhuǎn)化為熱能、化學(xué)能等方式存儲，或盡可能將原材料加工成半成品，以提高能源利用率和產(chǎn)品經(jīng)濟性，例如電解鋁、鋼鐵冶煉、水泥生產(chǎn)、制氫等；商業(yè)、居民用戶可將電能量儲存起來或轉(zhuǎn)化為熱能，降低綜合用能成本，例如空調(diào)、冷庫、熱水器、電動汽車等。基于以上觀點，可以將水泥、電爐鋼、塑料制品等高耗能行業(yè)，大型商超冷庫、中央空調(diào)等溫控設(shè)備，電動汽車充換電站、分布式能源服務(wù)商等主體充分納入需求響應(yīng)參與主體的范圍，鼓勵中小型用戶通過售電公司參與市場。恰逢國家發(fā)改委近期提出設(shè)備更新行動政策紅利，可視情況推動用戶實施設(shè)備智能化改造，響應(yīng)政策號召，滿足需求響應(yīng)的實施條件；此外，在市場注冊、市場準入、計量方面也需要研究制定配套措施，掃清用戶側(cè)可調(diào)節(jié)負荷參與需求響應(yīng)的阻礙。
三是進一步完善考核與評價措施。電力現(xiàn)貨市場長周期結(jié)算運行的地區(qū)，需要明確需求響應(yīng)實施效果的考核標準與評價措施，科學(xué)確定基線的計算方法并采用更加智能先進的計量手段；參與輔助服務(wù)市場交易則需要進行相關(guān)考核機制的配套設(shè)計，鼓勵調(diào)節(jié)性能優(yōu)越的需求側(cè)資源獲得更多收益；對于可中斷負荷則需制定明確的考核調(diào)用標準。對需求響應(yīng)執(zhí)行不到位的工商業(yè)用戶、負荷聚合商、虛擬電廠等，需加強指導(dǎo)，并按照相關(guān)規(guī)則或協(xié)議進行考核，維護公平公正的市場交易環(huán)境。
構(gòu)建以市場化為主導(dǎo)的電力需求響應(yīng)模式，需要結(jié)合自身電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點和市場建設(shè)情況，由有關(guān)部門、電網(wǎng)企業(yè)、工商業(yè)用戶多方共同協(xié)作配合，從交易機制、交易組織、平臺搭建、宣傳引導(dǎo)等多個方面入手，營造適合需求響應(yīng)資源參與市場交易的環(huán)境。
