需求響應(yīng)（Demand Response，DR）是電力用戶針對市場價格信號或激勵機(jī)制做出響應(yīng)，并主動改變原有電力消費模式的市場參與行為，其本質(zhì)是通過電價激勵鼓勵用戶改變傳統(tǒng)用電方式，積極參與電網(wǎng)運行的能量互動。需求響應(yīng)作為供需互動的重要手段有助于實現(xiàn)發(fā)電側(cè)和需求側(cè)資源的協(xié)調(diào)優(yōu)化，與“節(jié)能環(huán)保”“綠色低碳”“提高效率效益”的發(fā)展要求高度契合。
當(dāng)前我國正處于積極推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命，以及電力體制改革的階段，電力供需形勢也發(fā)生了深刻的變化，對電力需求響應(yīng)提出了新的要求。2017年9月，《電力需求側(cè)管理辦法（修訂版）》發(fā)布，對新時期電力需求側(cè)管理的內(nèi)涵、實施主體、實施手段、保障措施等進(jìn)行了詳細(xì)說明，并提出了新時期電力需求側(cè)管理的新要求，標(biāo)志著我國電力需求側(cè)管理進(jìn)入了新的階段。
2018年是《電力需求側(cè)管理辦法（修訂版）》發(fā)布后的第一年，我國多地需求響應(yīng)實踐有了新的進(jìn)展和突破，如：天津?qū)嵤┝恕疤罟取毙枨箜憫?yīng)；河南實施了“削峰”需求響應(yīng)；江蘇、上海分別分次實施“削峰”、“填谷”需求響應(yīng)；山東發(fā)布了相關(guān)文件，啟動需求響應(yīng)試點。各地的實施背景、手段、效果各具特點，本文將對2018年我國需求響應(yīng)實施情況進(jìn)行簡要的總結(jié)分析，以期對未來電力需求響應(yīng)的實施提供有益參考。
Ⅰ
“削峰”與“填谷”并行
清潔能源消納成為“新”主題
2018年1月，為解決天津市春節(jié)期間用電、用熱矛盾，天津市實施了國內(nèi)首例市場化需求響應(yīng)“填谷”項目，引導(dǎo)用戶調(diào)整生產(chǎn)計劃，增加谷段負(fù)荷，減少熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組停機(jī)，解決電網(wǎng)負(fù)荷低導(dǎo)致熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組關(guān)停的問題。
2018年7月27日12時30分至13時30分，為緩解持續(xù)高溫帶來的電網(wǎng)短時運行壓力，河南省在鄭州、駐馬店、信陽、蘭考四個市縣成功實施了首次電力需求響應(yīng)，響應(yīng)時段實現(xiàn)負(fù)荷降低12.54萬千瓦，利用經(jīng)濟(jì)手段激勵用戶自愿錯峰避峰，增加電網(wǎng)柔性調(diào)峰能力，保障電網(wǎng)平穩(wěn)運行和電力安全可靠供應(yīng)。
2018年，江蘇省分別在春節(jié)和國慶期間實施了“填谷”需求響應(yīng)。與天津、河南實施需求響應(yīng)的背景不同，江蘇兩次“填谷”需求響應(yīng)的實施是為了應(yīng)對當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展的新問題，即空調(diào)負(fù)荷快速增長等造成的電網(wǎng)峰谷差增大、風(fēng)電、光伏發(fā)電等清潔能源的大規(guī)模并網(wǎng)等對電網(wǎng)平衡提出的更高要求，特別是春節(jié)、國慶等假期期間，負(fù)荷水平總體較低，火電機(jī)組停機(jī)容量較多，電網(wǎng)調(diào)峰能力不足。響應(yīng)時段則針對電網(wǎng)負(fù)荷和新能源出力特點，集中在每天0時～8時和12時～20時（17時）1，兩次需求響應(yīng)分別實現(xiàn)“填谷”負(fù)荷928萬千瓦、719萬千瓦，有效促進(jìn)了新能源消納。另外，7月底江蘇還啟動了分區(qū)精準(zhǔn)需求響應(yīng)，削減蘇州局部地區(qū)高峰用電負(fù)荷1.03萬千瓦。
2018年，上海分別在6月18日、8月17日實施了105.9萬千瓦的“填谷”需求響應(yīng)、34.45萬千瓦的“削峰”需求響應(yīng)。與江蘇實施“填谷”需求響應(yīng)的背景類似，上海近年來也面臨峰谷差逐年增大、清潔能源并網(wǎng)規(guī)模不斷增大等問題。過大的峰谷差造成了本地機(jī)組頻繁晝開夜停，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全性，同時限制了負(fù)荷低谷時段對區(qū)外清潔能源的消納。上海8月份實施的“削峰”需求響應(yīng)則正值臺風(fēng)“溫比亞”影響期間，此次需求響應(yīng)的實施成為上海構(gòu)建特大城市安全應(yīng)急體系的重要內(nèi)容。
綜上，2018年需求響應(yīng)的實施在緩解電力供需缺口的作用的同時，逐步向提升能源電力精細(xì)化管理水平和電網(wǎng)運行靈活性、促進(jìn)清潔能源消納等作用轉(zhuǎn)變。
Ⅱ
市場化程度逐步提升
首現(xiàn)需求側(cè)競價模式
目前我國需求響應(yīng)除各類電價機(jī)制外，激勵性需求響應(yīng)通常以約定補(bǔ)償方式為主。如：2018年江蘇春節(jié)期間的需求響應(yīng)與參與用戶約定，在保持約定的不低于5000千瓦的用電負(fù)荷的前提下，兩個用電低谷時段分別按5元/千瓦和12元/千瓦的標(biāo)準(zhǔn)獲得獎勵；2018年河南夏季需求響應(yīng)對完成負(fù)荷削減的試點地區(qū)用電用戶，每次每千瓦補(bǔ)貼12元或18元。
江蘇省則在國慶期間的需求響應(yīng)中首次采用了競價模式，由計劃參與的負(fù)荷集成商及用戶自主申報參與的負(fù)荷量和所需激勵價格。在同等條件下，優(yōu)先選擇申報激勵價格低、負(fù)荷量大的負(fù)荷集成商和用戶參與響應(yīng)。此次競價需求響應(yīng)中，凌晨時段申報響應(yīng)負(fù)荷總量為77萬千瓦，最高為5元/千瓦，最低為1.33元/千瓦;下午時段申報響應(yīng)總量為112萬千瓦，最高為8元/千瓦，最低為1.33元/千瓦。經(jīng)過競價申報、容量校核等環(huán)節(jié)，共有7家負(fù)荷集成商及43家普通電力用戶成為此次電力需求響應(yīng)參與者。此次競價需求響應(yīng)模式是2018年首次實施，也是國內(nèi)實施需求響應(yīng)以來的首次實踐。
競價模式允許用戶在特定范圍內(nèi)，根據(jù)自身用電特點合理選擇補(bǔ)償價格，改變了所有用戶補(bǔ)償價格“一刀切”的模式，有助于完善需求側(cè)資源定價體系，更有利于發(fā)揮價格機(jī)制引導(dǎo)資源優(yōu)化配置的作用，進(jìn)一步激發(fā)用戶參與響應(yīng)的積極性。此次競價模式的成功實施，標(biāo)志著我國需求響應(yīng)市場化程度有了進(jìn)一步提升。
此外，山東在2018年冬季需求響應(yīng)中采取了單邊競價交易，由用戶事先申報補(bǔ)償容量和價格，根據(jù)用戶申報情況，最終確認(rèn)356家電力用戶達(dá)成高峰需求響應(yīng)976534千瓦，統(tǒng)一出清價格30元/千瓦；207家電力用戶達(dá)成低谷需求響應(yīng)576372千瓦，統(tǒng)一出清價格30元/千瓦。
Ⅲ
參與負(fù)荷和響應(yīng)手段越發(fā)多元
儲能負(fù)荷不容小覷
目前我國需求響應(yīng)的參與主體以電力用戶和負(fù)荷集成商為主，2018年的需求響應(yīng)實踐基本延續(xù)了此特征：天津需求響應(yīng)涉及8個行政區(qū)域，共40余家用戶及1家負(fù)荷集成商2；江蘇春節(jié)、國慶期間的需求響應(yīng)則分別涉及87家企業(yè)用戶、43家普通電力用戶和7家負(fù)荷集成商；上海6月份的“填谷”需求響應(yīng)涉及88戶自主申報客戶和5家負(fù)荷集成商，8月份的“削峰”需求響應(yīng)涉及389戶用戶（包含150戶商業(yè)樓宇）和6個負(fù)荷集成商；河南需求響應(yīng)涉及66家用戶和1家負(fù)荷集成商。
因2018年的需求響應(yīng)實踐出現(xiàn)了“填谷”響應(yīng)，響應(yīng)負(fù)荷類型和手段均呈現(xiàn)出了新的特點。江蘇參與需求響應(yīng)的負(fù)荷類型主要為大工業(yè)用戶；上海的響應(yīng)負(fù)荷則全面覆蓋了工業(yè)生產(chǎn)、自備電廠、冷熱電三聯(lián)供、冰蓄冷、儲能設(shè)施、公共充電站、小區(qū)直供充電樁等全類型城市可控負(fù)荷資源；河南的響應(yīng)負(fù)荷則涵蓋了工業(yè)、非工業(yè)空調(diào)、儲能等多種負(fù)荷特性用戶。具體到響應(yīng)手段，工業(yè)用戶主要通過移峰生產(chǎn)、加班生產(chǎn)、開啟儲能設(shè)備或降低燃煤自備電廠出力等改變響應(yīng)時段內(nèi)的用電負(fù)荷，其中引導(dǎo)自備電廠參與調(diào)峰可以減少自備電廠燃煤消耗，有利于環(huán)境改善；非工業(yè)空調(diào)負(fù)荷通常采用短時中斷的形式，即在不影響用戶舒適度的前提下完成響應(yīng)。
值得關(guān)注的是，江蘇、上海、河南的需求響應(yīng)中均包含了儲能負(fù)荷，其中河南首次邀請大容量電池儲能電站參與電力需求響應(yīng)，削減高峰負(fù)荷0.8萬千瓦。山東省也在需求響應(yīng)試點通知中提出，具備單獨控制的儲能設(shè)施可申請參與需求響應(yīng)。
儲能設(shè)備可以根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)需求靈活調(diào)整充放電行為，實現(xiàn)負(fù)荷的增加/削減，是一種良好的負(fù)荷雙向調(diào)節(jié)資源。實際上，需求響應(yīng)中的儲能應(yīng)該為廣義的儲能，即除各類儲能設(shè)備外還包括含儲能性質(zhì)的負(fù)荷、可轉(zhuǎn)移的用能，主要包括蓄冷空調(diào)、儲熱式電熱水器、電動汽車以及可以暫時中斷用能的電力設(shè)備（普通空調(diào)、冰箱等），通過合理的控制策略這些廣義的儲能可以在不同場景下發(fā)揮更為廣泛的作用。未來儲能將成為需求響應(yīng)資源中非常重要的組成部分并將發(fā)揮更大的作用，但各類儲能資源的應(yīng)用需要良好的商業(yè)機(jī)制支持。
Ⅳ
需求響應(yīng)能力建設(shè)仍需加強(qiáng)
技術(shù)和機(jī)制建設(shè)缺一不可
由前述可以看出，2018年我國需求響應(yīng)取得了較大進(jìn)展。但由于多種條件所限，我國需求響應(yīng)實施在技術(shù)、機(jī)制等方面還存在一些問題和障礙，特別是在需求響應(yīng)作為互動資源系統(tǒng)運行方面與發(fā)達(dá)國家還存在一定差距。
以響應(yīng)運行機(jī)制為例，由于缺乏較為完備的響應(yīng)機(jī)制和支撐技術(shù)，需求響應(yīng)暫時無法實現(xiàn)常態(tài)化、自動化運行。多數(shù)地區(qū)的需求響應(yīng)以按年度申報，網(wǎng)上簽訂協(xié)議的方式組織開展，并以網(wǎng)站、微信、短信和電話方式向用戶發(fā)出邀約，實現(xiàn)與用戶的互動；用戶的響應(yīng)形式則以人工響應(yīng)方式為主，自動化程度較低，這樣一方面會造成較大的人力成本，另一方面響應(yīng)的實時性、可靠性等難以得到保障。
《電力需求側(cè)管理辦法（修訂版）》中明確要求要“逐步形成占年度最大用電負(fù)荷3%左右的需求側(cè)機(jī)動調(diào)峰能力”，為實現(xiàn)該目標(biāo)尚需進(jìn)一步加強(qiáng)需求響應(yīng)實施能力，在市場機(jī)制和支撐技術(shù)兩方面共同提升：
在市場機(jī)制方面，良好的市場化機(jī)制是需求響應(yīng)資源融入市場、參與電力系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)。我國正處于加快建設(shè)電力市場的階段，需求響應(yīng)參與市場的有效渠道還相對較為有限，需求響應(yīng)的價值暫難以得到合理的評估和體現(xiàn)。未來尚需配合電力市場建設(shè)進(jìn)程，探索建立需求響應(yīng)常態(tài)化機(jī)制，完善價格和激勵機(jī)制，制定需求響應(yīng)交易規(guī)范，完善市場監(jiān)管辦法。
在技術(shù)支撐方面，一方面需要繼續(xù)推進(jìn)電力需求側(cè)管理平臺、負(fù)荷監(jiān)測系統(tǒng)等建設(shè)，并加強(qiáng)自動需求響應(yīng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，切實提高需求響應(yīng)的自動化水平，為需求響應(yīng)深度參與系統(tǒng)運行，特別是較短時間尺度的輔助服務(wù)提供基礎(chǔ)；另一方面要加強(qiáng)用電數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，深入分析用戶用電行為，為系統(tǒng)運行分析、用電優(yōu)化決策等提供充足、及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
綜上所述，2018年我國需求響應(yīng)工作在實施范圍、實施目的、實施手段、激勵機(jī)制等方面均進(jìn)行了有益的嘗試。特別是多次“填谷”需求響應(yīng)的實施標(biāo)志著需求響應(yīng)的定位已發(fā)生明顯改變，“緩解電力供需缺口”已不再是電力需求響應(yīng)的首要任務(wù)。電力需求響應(yīng)工作的定位將從“提高電能使用效率、保障電力供需平衡”向“推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、推動能源消費結(jié)構(gòu)優(yōu)化、促進(jìn)可再生能源消納、提高智能用電水平”轉(zhuǎn)變，這與當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的特點相對應(yīng)。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，能源發(fā)展進(jìn)入戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期，經(jīng)濟(jì)、能源、電力、環(huán)境逐漸呈現(xiàn)出新的發(fā)展態(tài)勢，迫切需要發(fā)揮需求側(cè)資源在提升能源電力精細(xì)化管理水平和電網(wǎng)運行靈活性等方面的作用，從而促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、加速電力市場化發(fā)展進(jìn)程、助推能源供給側(cè)改革。
注1：春節(jié)期間響應(yīng)時段為每天0時～8時和12時～20時，國慶期間響應(yīng)時段為每天0時～8時和12時～7時。
注2： 參與天津需求響應(yīng)的負(fù)荷集成商為天津首家負(fù)荷集成商，國網(wǎng)（天津）綜合能源服務(wù)有限公司。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2019年01期，作者欒鳳奎就職于國家電網(wǎng)有限公司，作者劉小聰、吳鵬就職于國網(wǎng)能源研究院有限公司。
