電力需求響應機制建設的路徑分析

中國的能源體系正在面臨一場革命，源自三個因素：能源供給安全、霧霾治理和應對氣候變化。能源革命的核心是兩個替代：通過非化石能源替代化石能源，形成以可再生能源為絕對主體的電力系統(tǒng)，通過電力替代石油和煤炭，形成以電力為樞紐的能源結構。這兩個替代的核心是大幅提高可再生能源發(fā)電的規(guī)模。由于分布式發(fā)電的隨機性、波動性、間隙性等特點,使得電網負荷峰谷差加大、安全運行穩(wěn)定性降低、供配電效率減小、電能質量問題更加嚴重,從而導致電網接納分布式電源的能力受到限制。在當前我國大力推進能源革命的形勢下，引入電力需求響應機制顯得格外重要。

需求響應能力制約能源體系轉型

需求響應的關鍵性作用

需求響應即電力需求響應的簡稱，是指電力用戶針對實施機構發(fā)布的價格信號或激勵機制作出響應，并改變電力消費模式的一種參與行為。通過主動采取措施，臨時性減少或者轉移某時段用電負荷，從而減少電網高峰負荷壓力。通過引入需求響應資源,可以引導用戶主動改變用電方式，從而作為供應側調峰備用資源的替代資源，在保障系統(tǒng)運行可靠性的前提下，提高系統(tǒng)運行經濟性，降低系統(tǒng)排放水平。

需求響應對于提高電網安全可靠、緩解電力供需矛盾、促進節(jié)能減排以及環(huán)保等都有著重要的戰(zhàn)略作用。除此以外，利用需求響應抑制分布式發(fā)電波動能夠大幅度提高電網接納可再生能源的比例。

大規(guī)模風電的隨機性和波動性為風電調度帶來巨大困難，如何抑制風電波動，使之平穩(wěn)地接入電網具有重大現(xiàn)實意義。研究表明，需求響應配合可再生能源發(fā)電運行，能夠有效降低可再生能源發(fā)電波動性帶來的問題。通過實時電價機制引導用戶在風電出力高峰時多用電，低谷時少用電，并結合一定數(shù)量的可控負荷和動態(tài)需求響應，可以使用戶的負荷曲線與風電出力互補，從而平緩新能源波動，減少系統(tǒng)運行負擔，提高新能源的接納能力。

引入電力需求響應機制是我國能源革命必然要求

從國際經驗來看，需求響應的基本理念已經得到廣泛接受和認同，許多國家從能源戰(zhàn)略高度已將需求響應資源置于與發(fā)電側資源同等甚至優(yōu)先的地位。美國在需求響應項目規(guī)劃設計、商業(yè)運營及后期效果評價方面走在世界前列，各州陸續(xù)建立了基于市場運作的 DR 項目,潛力巨大,預計 2019 年由 DR 帶來的峰荷削減或可達到最大負荷的 20%。美國PJM 地區(qū)的電力市場交易內容已由主能量市場、容量市場、輔助服務市場交易推廣到以負荷響應為主要對象的需求響應市場交易。

我國需求響應資源潛力十分巨大，據預測，2020年全社會用電量預計達到8萬億千瓦時左右，最大負荷有可能達到13億千瓦。這樣巨大的需求響應資源與可再生能源發(fā)電能夠有效組合，可以使未來電網大比例接納風電光伏等，實現(xiàn)中國能源體系的低碳轉型。

發(fā)展需求響應的制約性因素

目前的電價不利于需求響應

目前上網電價和銷售電價固化，不利于需求響應資源的發(fā)展。峰谷電價尚未在全國推廣，已經推廣的地區(qū)峰價差不夠大，對于儲能電站等需求響應資源的經濟吸引力還遠不夠。

電力交易市場未形成

市場機制具有價值發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化資源配置的功能，自然地具有提高效率的能力，是需求響應的最好載體。因此，基于市場機制的需求響應是我國發(fā)掘需求側資源的努力方向。

需求響應項目可以稱為電力批發(fā)市場的減震器。將需求響應引入競爭市場，增大需求側在市場中的作用，使市場競爭更為有效，價格更為合理，促進電力市場的良性發(fā)展。不把需求側和供應側同等對待，就不能形成一個真正良性運作的電力市場。

市場主體力量太薄弱

目前開展的需求響應主要是由電網公司實施，電網公司設置了電力需求側管理專責開展相關工作，其中也包括了需求響應。但電網公司現(xiàn)在以購售電價差為核心的贏利模式決定了需求側管理主要是一項不得不應付的行政任務，而不是一項經濟活動。真正具有積極性的市場主體是以節(jié)能服務商為主的各種能源服務商，這類市場主體目前數(shù)量和規(guī)模都很小，遠遠不能適應未來需求響應大發(fā)展的需要。

可控負荷規(guī)模和能源互聯(lián)網技術

近些年風電光伏等分布式發(fā)電發(fā)展很快，裝機總量快速增長，但可控負荷如智能家居、智能樓宇等分布式儲能設備規(guī)模的增速較低，規(guī)模也很小，不能滿足大規(guī)模調峰的需要。此外，需求響應所必需的能源互聯(lián)網技術還有一些需要完善的地方，特別是在我國，還缺乏試點項目和運行經驗。

建　議

改進電價機制

應提前和盡早進行相關理論研究，適時開展試點和示范項目，逐步打破完全固化的上網電價和銷售電價，增加其彈性和靈活性，并實現(xiàn)二者的互動;在電力交易市場建立之前就要考慮到需求響應機制的引入，消除管制和運行規(guī)則上的各種障礙。

加快推進電力交易市場的建設

加快電力市場建設步伐，對分時電價、直接負荷控制、可中斷負荷等手段進行改進，并引入關鍵峰荷電價、實時電價、緊急負荷響應、需求側投標等機制手段。到市場逐漸成熟后，可考慮引入更加靈活的市場手段。最終形成以容量市場、需求側投標市場和輔助服務市場三大市場為載體的市場局面，以改進后的實時電價、峰谷分時電價和關鍵峰荷電價為調節(jié)手段，以直接負荷控制為支撐手段的需求側響應體系。

大力發(fā)展和規(guī)劃“可控負荷”

大力發(fā)展新型“可控負荷”并進行規(guī)劃。大力挖掘、引導、發(fā)展需求側的“可控負荷”,如智能充電設備、家用電器、充電汽車、電熱設備等;對于那些不重要、不嚴重影響生產質量與生活質量的負荷,交由配電網進行用電容量調節(jié)或投切控制,使之成為配電網的可調資源。

將分布式發(fā)電與電動汽車等家用可儲存電能設備的規(guī)劃和使用結合起來。未來，電動汽車電池可以與配電網的充電站建立充放電關系,在一定程度上利用電動汽車的空停時間承擔配電網的頻率調節(jié)、功率調節(jié)、能量調節(jié)作用。配電網要對此進行超前規(guī)劃。

加大能源互聯(lián)網技術的研發(fā)和推廣力度

需求響應技術涉及先進計量技術、電力負荷管理技術、遠方通信技術和智能控制技術、數(shù)字傳輸技術、智能電網技術，這些技術都是能源互聯(lián)網技術的組成部分。當前國際性的自動需求響應技術的研究、應用和推廣仍然在探索過程當中，在我國更是處于起步階段。雖然已經有了一些試點工程，但在客觀上我國需求響應應用的技術條件還較為缺乏，有關自動需求響應的技術的應用極為有限。另外，需求響應實現(xiàn)的技術模式和方法還未標準化，無法解決需求響應技術、產品或系統(tǒng)之間的通用和互換問題，增加了實施需求響應項目的成本，不利于自動需求響應技術的推廣。國家應加大科研投入，擴大試點范圍，在推進智能電網的建設中，帶動需求響應科學技術的同步發(fā)展。

積極培育市場主體

依據電力體制改革9號文的精神，配售電業(yè)務逐步放開，鼓勵高新園區(qū)和經濟技術開發(fā)區(qū)，以及節(jié)能公司進入售電業(yè)務領域。這些公司在開展售電業(yè)務的同時將很有可能成為綜合的能源服務集成商，向客戶提供需求響應服務。北京市電力需求側管理城市綜合試點工作中還開創(chuàng)了“需求響應負荷集成商”，將某些具備需求響應能力的電力用戶集中在一起，作為整體參與需求響應，并代理相關商務事宜的服務機構。主要負責管理需求響應用戶，建立自身可轉移負荷資源能力，承擔需求響應轉移負荷量，協(xié)助用戶實現(xiàn)控制、計量改造，制定需求響應策略并指導用戶執(zhí)行響應等工作。負荷集成商和用戶確定可調峰能力后，簽訂需求響應協(xié)議，政府可根據實際轉移負荷量予以需求響應獎勵或資金支持。這樣的需求響應負荷集成商可利用能源互聯(lián)網技術，把分布式的需求響應資源集成進入電力市場。各地政府應積極鼓勵這類新型的市場主體的發(fā)育和發(fā)展。

激發(fā)地方政府的積極作用

國家正在進行低碳城市試點、新能源示范市試點，應把需求響應與這些試點融合，而不是單獨進行需求側管理試點。政府應建設需求側信息和能源低碳的集成平臺，通過公開信息，促進需求響應市場的發(fā)育和電力市場的發(fā)展。鼓勵各級地方政府結合上海、北京、蘇州和佛山等城市的需求側管理試點經驗，更廣泛地開展需求響應試點或推廣成功經驗，要依托互聯(lián)網技術建設在線監(jiān)測體系和需求響應公眾服務平臺，并綜合運用補貼政策、價格政策等，對在高峰時段主動削減負荷的用戶給予經濟補償。

(何繼江系清華大學能源互聯(lián)網創(chuàng)新研究院政策發(fā)展研究室主任，譚小英系國務院參事室特約研究員)