中國儲能網(wǎng)訊：2015年3月，國務院印發(fā)了《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》，開啟了新一輪電力體制改革，值此電改九周年之際，我國電力市場建設業(yè)已取得長足進步。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)，原先僅依賴電源側(cè)調(diào)節(jié)維持系統(tǒng)發(fā)用平衡的方式越發(fā)顯得乏力，開拓新的系統(tǒng)調(diào)節(jié)手段迫在眉睫。需求響應，是指為有效應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，需求響應在各國的系統(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)建以市場化為主導的需求響應模式仍需克服重重困難。
我國需求響應發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
需求響應屬于負荷管理的范疇，隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，負荷管理不斷發(fā)生變化，需求響應也應運而生。在原先垂直一體化的電力工業(yè)時代，我國負荷管理以行政方式為主，上世紀80、90年代往往采取拉閘限電、有計劃停電等措施，實屬無奈之舉。進入21世紀以來，政府有關部門先后出臺《節(jié)約用電管理辦法》《電力需求側(cè)管理實施辦法》《有序用電管理辦法》等政策文件，有效指導各地開展負荷管理，在降低高峰時期用電負荷、保障民生及重要用戶用電、確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和供用電秩序平穩(wěn)等方面發(fā)揮了積極作用。
隨著新型電力系統(tǒng)的不斷建設完善，原先僅依靠電源側(cè)調(diào)節(jié)出力以維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的手段越發(fā)顯得乏力，在多個地區(qū)出現(xiàn)系統(tǒng)備用緊張的局面。自新一輪電改以來，電力市場改革穩(wěn)步推進，需求響應資源也逐漸受到有關政府機構(gòu)的重視，先后出臺了多份文件引導需求響應資源發(fā)展。2023年9月，國家發(fā)改委修訂印發(fā)了《電力負荷管理辦法》和《電力需求側(cè)管理辦法》，進一步明確實施需求響應的職責分工，規(guī)范了實施流程，鼓勵需求響應主體參與相應的電能量市場、輔助服務市場、容量市場等，按市場規(guī)則獲取經(jīng)濟收益。按規(guī)劃，到2025年，各省需求響應能力達到最大用電負荷的3%～5%，其中年度最大用電負荷峰谷差率超過40%的省份達到5%或以上。到2030年，形成規(guī)?；膶崟r需求響應能力，結(jié)合輔助服務市場、電能量市場交易推動實現(xiàn)電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)需求側(cè)資源的共享互濟。
當前，我國實施的需求響應可分為基于價格和基于激勵兩種?；趦r格的需求響應主要是指通過價格信號引導用戶主動調(diào)整用能習慣，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。基于激勵的需求響應執(zhí)行程序一般包括響應啟動、邀約確認、響應執(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)良好的負荷管理設施及用戶側(cè)開關設備，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年電力需求響應實施方案》中明確，對參與需求響應的工商業(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實施細則（試行稿）》中明確，主體應邀參與需求響應申報，申報自身可響應容量、可響應時段、響應價格等信息，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；江蘇需求響應方式分為約定需求響應和實時需求響應，約定需求響應補貼標準最高可達15元/千瓦，相應資金來源于執(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方案》中明確，實時響應補貼標準為統(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，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，最大填谷響應負荷43.9萬千瓦；云南省在2023年度首次電力需求響應中，邀約削峰響應成交容量150萬千瓦，邀約填谷響應成交容量20萬千瓦，日內(nèi)實時削峰響應成交容量80萬千瓦，實際最大響應容量均超過響應成交容量；此外，山東、天津、重慶、陜西等地區(qū)均多次開展過需求響應。
國際實踐經(jīng)驗及做法
國外較早推動了需求響應參與電力市場交易，其市場化改革的相關實踐經(jīng)驗和案例對于我國推動需求響應資源參與電力市場具有一定的參考意義。美國、歐洲等國家制定了相對完善的需求響應參與市場的規(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建設的過程中持續(xù)挖掘工業(yè)領域需求響應資源，按政府規(guī)劃，預計到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，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)制造的過程中，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。德國需求響應分為直接需求響應和間接需求響應。間接需求響應由用戶通過對價格信號的反映來實現(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。直接需求響應首先由電網(wǎng)企業(yè)對有意參與需求響應的用戶進行資格預審，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，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市場的需求響應包括經(jīng)濟型需求響應、緊急型需求響應及價格響應型需求響應，此外在PJM的覆蓋范圍內(nèi)，各州也會有額外的需求響應項目。提供需求響應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、輔助服務市場及容量市場交易。經(jīng)濟型需求響應可參與電能量市場交易和輔助服務市場，報量報價獲取收益；緊急型需求響應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資源來說，很難確定其自身的節(jié)點電價。
當前需求響應面臨的矛盾和難點
對比國外實踐經(jīng)驗可以看到，國外系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程中很少采用儲能設施，主要原因在于經(jīng)濟性不及需求響應。當前國內(nèi)的需求響應資源仍存在充足的開發(fā)利用空間，未來的應用前景頗為廣泛，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真實價值。當前，我國需求響應采取的是單獨定價，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上，由各主體競爭確定量價，相應費用主要由其余用戶分攤。不可否認，將需求響應單獨定價對于調(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的次數(shù)較少，更多的時候是作為系統(tǒng)應急手段使用。
二是市場主體的準入條件不統(tǒng)一。當前，我國各地區(qū)對參與需求響應準入條件的要求并不相同，在A地區(qū)允許參與需求響應的用戶到了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，參與需求響應的補償則由未參與需求響應的用戶分攤。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實施成效。需求響應結(jié)算的重要步驟就是需求響應實施評價，目前，各地區(qū)的需求響應實施方案中對需求響應實施效果的評估方法不盡相同，相關的行業(yè)標準《用戶參與需求響應基線負荷評價方法》也屬于推薦性標準，缺乏統(tǒng)一且公信的評價標準。在對需求響應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仍需進行智能化改造，負荷聚合商組織的需求響應資源的信息采集和響應效果確認的方法和技術體系也需要完善。
如何構(gòu)建以市場化為主導的需求響應模式
需求響應參與電力市場能夠在容量上聚合更多的資源參與系統(tǒng)調(diào)度，提高需求響應的調(diào)節(jié)能力，同時定價也更為科學。在市場機制完善的地區(qū)，需求響應資源能夠參與電能量、輔助服務和容量市場交易，需求響應的實施更為頻繁，負荷削減總量更大，需求響應代理商和終端用戶能夠獲得穩(wěn)定的收益，是一種相對儲能而言更加經(jīng)濟靈活的調(diào)節(jié)手段。隨著我國各地電力市場建設工作的穩(wěn)步推進，需求響應資源如何充分體現(xiàn)其在系統(tǒng)調(diào)節(jié)中的經(jīng)濟性和靈活性，可從以下三個方面進一步優(yōu)化。
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。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，補償標準由其提供的服務類型和市場競標結(jié)果共同決定，相比原先管理機構(gòu)制定補償價格的方式更為科學合理，提高了需求響應的經(jīng)濟性。在用戶參與市場的基礎上，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參與市場的方式，需求響應資源可被視為“負瓦”機組參與相應電能量市場交易；具有提供調(diào)頻、備用等輔助服務能力的需求響應，經(jīng)過測試評估后可允許參與輔助服務市場交易，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?，F(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，引導用戶主動調(diào)節(jié)生產(chǎn)生活方式。在實現(xiàn)需求響應市場化的過程中，價格主管部門也需要進一步參與市場建設，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。
二是擴大需求響應參與主體范圍。利用電能，實際上是將電能轉(zhuǎn)化為其他能量使用，滿足人們正常生產(chǎn)生活需要的一個過程。因此，工業(yè)可以在電能量供應充足、價格低廉時將電能轉(zhuǎn)化為熱能、化學能等方式存儲，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?；谝陨嫌^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)等溫控設備，電動汽車充換電站，分布式能源服務商等主體充分納入需求響應參與主體范圍內(nèi)，可鼓勵中小型用戶通過售電公司參與市場。恰逢國家發(fā)改委近期提出設備更新行動政策紅利，可視情況推動用戶實施設備智能化改造，響應政策號召，滿足需求響應的實施條件；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)負荷參與需求響應的阻礙。
三是進一步完善考核與評價措施。現(xiàn)貨市場長周期結(jié)算運行的地區(qū)，需要明確需求響應實施的考核標準與評價措施，科學確定基線的計算方法并采用更加智能先進的計量手段；參與輔助服務市場交易則需要進行相關考核機制的配套設計，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，并按照相關規(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)建以市場化主導的電力需求響應模式需要結(jié)合自身電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點和市場建設情況，由有關部門、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、宣傳引導等多個方面入手，營造適合需求響應資源參與市場交易的環(huán)境。
