9號文將“積極開展電力需求側(cè)管理和能效管理”列入五項(xiàng)基本原則重要內(nèi)容,新電改第二個(gè)配套文件更是瞄準(zhǔn)了電力需求側(cè),我國的電力需求側(cè)管理體制改革邁出了重要的一步。從需求側(cè)管理到需求側(cè)響應(yīng),絕不是一個(gè)簡單的概念搬弄,而是一個(gè)質(zhì)的拓展。放眼世界,各國電力需求側(cè)響應(yīng)的應(yīng)用情況如何呢?
何為需求側(cè)響應(yīng)?
需求側(cè)響應(yīng)(DemandResponse,DR),是指通過電價(jià)調(diào)整或提供資金獎(jiǎng)勵(lì),引導(dǎo)用戶根據(jù)系統(tǒng)需要改變原有的用電模式,達(dá)到減少或推移某時(shí)段的用電負(fù)荷而響應(yīng)電力供應(yīng),從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
另外一個(gè)名詞,與之對應(yīng)相關(guān)的,需求側(cè)管理(DemandSideManagement,DSM),即是指對用電一方實(shí)施的管理。這種管理是國家通過政策措施引導(dǎo)用戶高峰時(shí)少用電,低谷時(shí)多用電,提高供電效率、優(yōu)化用電方式的辦法。
需求側(cè)管理和需求側(cè)響應(yīng)的關(guān)系:需求側(cè)管理只是作為電力公司的一個(gè)負(fù)荷管理工具或政府提升能源效率的手段,而需求側(cè)響應(yīng)則是全面參與電力市場的新資源。一個(gè)是行政,一個(gè)是市場。
具體來說,需求側(cè)響應(yīng),按照用戶不同的響應(yīng)方式將電力市場下的需求響應(yīng)分為兩類:基于價(jià)格和基于激勵(lì)。
基于價(jià)格的DR(pricebasedDR):
分時(shí)電價(jià):TOU(TimeofUsePricing),固定電價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌瑫r(shí)段的不同價(jià)格機(jī)制,用電低谷價(jià)格下降,用電高峰價(jià)格上升,如峰谷電價(jià)、季節(jié)電價(jià)等;
實(shí)時(shí)電價(jià):RTP(RealTimePricing),更快的電價(jià)更新周期,周期為一小時(shí)或更短,TOU無法應(yīng)對短期容量短缺等,因此RTP更為合理;
尖峰電價(jià):CPP(CriticalPeakPricing),RTP對于量測基礎(chǔ)設(shè)施和營銷系統(tǒng)有較高要求,初期可以結(jié)合TOU以及動態(tài)的CPP,CPP價(jià)格預(yù)先設(shè)定,提前一定時(shí)間通知用戶,可以起到抵御突發(fā)用電高峰的效果;
特別注意的是,階梯電價(jià)嚴(yán)格來說不是真正意義的DR措施,無法達(dá)到準(zhǔn)確調(diào)整需求的目的,只能起到一定的降低能耗的目標(biāo)。
基于激勵(lì)的DR(incentivebasedDR):
直接負(fù)荷控制:DLC(DirectLoadControl),DLC執(zhí)行機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)程控制用戶設(shè)備避開高峰,提前通知;
可中斷負(fù)荷:IL(InterruptibleLoad),類似DLC,不過需要得到用戶同意方能控制設(shè)備開、關(guān);
需求側(cè)定價(jià):DSB(DemandSideBidding),改變用電模式,以競價(jià)形式主動參與市場競爭;
緊急電力需求響應(yīng):EDR(EmergencypowerDemandResponse),電力系統(tǒng)穩(wěn)定性受到威脅時(shí),供電方為用戶減少負(fù)荷而提供補(bǔ)償,用戶則自愿選擇參與或放棄。
國外需求側(cè)響應(yīng)的應(yīng)用
美國的需求側(cè)響應(yīng)發(fā)展
美國電力市場環(huán)境開放,目前是世界上實(shí)施需求響應(yīng)項(xiàng)目最多,種類最齊全的國家;有三種典型的商業(yè)運(yùn)作模式:政府直接管理模式、電網(wǎng)公司管理模式和獨(dú)立第三方管理模式。
項(xiàng)目方面
目前在美國,尖峰電價(jià)相對沒有分時(shí)電價(jià)和實(shí)時(shí)電價(jià)那么普及,只有部分機(jī)構(gòu)針對大型工商業(yè)用戶和普通居民用戶實(shí)施了尖峰電價(jià)。美國最早的尖峰電價(jià)項(xiàng)目是海灣電力公司在2000年開始實(shí)施的。直接負(fù)荷控制(DLC)項(xiàng)目在美國已經(jīng)采用了40多年,最常用的DLC項(xiàng)目就是空調(diào)、熱水器和水池水泵等用電設(shè)備的遠(yuǎn)方控制和調(diào)節(jié)。
全美各州可中斷負(fù)荷項(xiàng)目的開展各具特色,加州的可中斷負(fù)荷主要以運(yùn)營負(fù)荷參與計(jì)劃和需求削減計(jì)劃為主;紐約電力市場中的可中斷負(fù)荷參與日前現(xiàn)貨市場或運(yùn)行備用市場;PJM的可中斷負(fù)荷分為緊急負(fù)荷響應(yīng)計(jì)劃和經(jīng)濟(jì)負(fù)荷響應(yīng)計(jì)劃。
一些典型項(xiàng)目
德克薩斯州的空調(diào)負(fù)荷管理項(xiàng)目??刂萍夹g(shù)在DR中的典型應(yīng)用,用戶參與度相當(dāng)高。在夏季負(fù)荷高峰時(shí),AustinEnergy利用溫控器來循環(huán)控制用戶的空調(diào)來削減峰荷,并允許用戶利用在線工具控制自己的智能溫控器。德克薩斯州已經(jīng)安裝了86000個(gè)智能溫控器,削減峰荷90MW。
美國加州自動需求響應(yīng)(automateddemandresponsesystem,ADRS)項(xiàng)目。ADRS運(yùn)行在一種尖峰電價(jià)的電費(fèi)下,ADRS試點(diǎn)項(xiàng)目是一個(gè)小規(guī)模的探索性項(xiàng)目,只有175戶。試點(diǎn)的參與者安裝了GoodWatts系統(tǒng),允許用戶通過網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)定自己對控制家電產(chǎn)品的喜好。在尖峰電價(jià)下,高峰期的電價(jià)較高,所有其他小時(shí)、周末和假期都采用基準(zhǔn)費(fèi)率。
2004~2005年,參與用戶都完成了可觀的負(fù)荷削減量,與對照組形成較大對比。并且尖峰事件日的峰時(shí)負(fù)荷削減量始終都是非事件日的2倍。
用戶方面
就美國而言,工業(yè)用戶能夠針對價(jià)格或激勵(lì)信號快速做出響應(yīng)并削減大量的用電需求,因此非常適合需求響應(yīng)項(xiàng)目,過去開展的需求響應(yīng)也主要集中面向工業(yè)用戶。目前用戶與電網(wǎng)之間的互動還相對較少。
用戶參與度是衡量需求響應(yīng)項(xiàng)目是否成功的重要指標(biāo),美國還是十分重視DR宣傳、教育的。
成果方面
直接的效果就是,美國之前提出了常規(guī)、擴(kuò)展、可實(shí)現(xiàn)和全參與4種方案。在這四種方案下,到2019年,可以分別削減高峰負(fù)荷,分別相當(dāng)于高峰負(fù)荷的4%、9%、14%和20%。全參與方案可以削減的高峰負(fù)荷量相當(dāng)于可以消納全美10年內(nèi)的電力需求增長。
歐洲的需求側(cè)響應(yīng)發(fā)展
歐洲共有八大區(qū)域性電力市場,各自有不同的市場規(guī)則及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),沒有一個(gè)整體性的需求響應(yīng)實(shí)施計(jì)劃,因此歐洲各國所開展的需求響應(yīng)項(xiàng)目主要依據(jù)于各自制定的方案和規(guī)則。
據(jù)統(tǒng)計(jì),歐洲各國需求響應(yīng)項(xiàng)目平均可削減峰值負(fù)荷的2.9%。
一些新領(lǐng)域的應(yīng)用前景
自動需求側(cè)響應(yīng)(ADR)
針對節(jié)能的自動需求側(cè)響應(yīng)
日本2014年底實(shí)施自動需求響應(yīng)實(shí)證試驗(yàn)。使用ADR國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格OpenADR2.0,在電力供應(yīng)緊張時(shí),自動向用戶發(fā)出節(jié)電要求信號(以下簡稱DR信號),家庭、企業(yè)等用電方自動接收DR信號,用能源管理系統(tǒng)(EMS)控制用電量,對DR結(jié)果自動進(jìn)行報(bào)告。
電動汽車的自動需求側(cè)響應(yīng)
和V2G技術(shù)有關(guān)聯(lián),可以通過對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署進(jìn)行了設(shè)計(jì),并對人機(jī)界面、協(xié)議和數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,節(jié)點(diǎn)被預(yù)先設(shè)置在家用電器、電動汽車、家用蓄電設(shè)備等關(guān)鍵用電設(shè)備上或插座中,實(shí)時(shí)檢測用電量及用電功率,并能夠通過控制器控制電力的通斷。
配合可再生能源的自動需求側(cè)響應(yīng)
如歐盟智能生態(tài)電網(wǎng)(EcogridEU)項(xiàng)目,被譽(yù)為未來歐洲智能電網(wǎng)發(fā)展的典范。項(xiàng)目的聚焦點(diǎn)在于其允許小容量的分布式電源和終端用戶參與。與現(xiàn)有的電力報(bào)價(jià)相反,EcogridEU市場是一個(gè)無報(bào)價(jià)的實(shí)時(shí)市場,實(shí)時(shí)市場運(yùn)營商設(shè)定5min間隔的實(shí)時(shí)電價(jià),而小容量分布式電源、終端用戶將會根據(jù)接收到的實(shí)時(shí)電價(jià)而做出提供平衡資源的響應(yīng)。
我國需求側(cè)響應(yīng)的發(fā)展
我國還主要是需求側(cè)管理,市場化不強(qiáng),用戶參與度很低,多側(cè)重于行政手段,有個(gè)說法叫有序用電,是我國的主要原則,特別在迎峰度夏期間。
當(dāng)然我國也實(shí)施了一些需求響應(yīng)政策。
比如基于激勵(lì)的需求響應(yīng):2004年以來在江蘇、河北、福建、上海、浙江等省份均開展了可中斷負(fù)荷的實(shí)踐工作,總體而言,實(shí)施工作還處于起步階段,而且可中斷負(fù)荷補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)太過籠統(tǒng),沒有考慮到用戶的類型,無法對用戶產(chǎn)生有效的激勵(lì)。
比如基于電價(jià)的需求響應(yīng):我國目前實(shí)施的需求響應(yīng)電價(jià)措施有:分時(shí)電價(jià),階梯電價(jià)和尖峰電價(jià)。以居民階梯電價(jià)為主,是指按照電力消費(fèi)量分段定價(jià),用電越多,支付的電價(jià)水平呈階梯狀逐級遞增,2012年開始在全國全面推行。
歐洲、美國和中國的需求側(cè)特點(diǎn)對比




