我國需求響應(yīng)實施現(xiàn)狀及發(fā)展展望

鄒京希，曹敏，顏庭喬

（1. 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，云南昆明 650217；2. 南京新聯(lián)電子股份有限公司，江蘇南京 210042）

我國需求響應(yīng)實施現(xiàn)狀及發(fā)展展望

鄒京希1，曹敏1，顏庭喬2

（1. 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，云南昆明 650217；2. 南京新聯(lián)電子股份有限公司，江蘇南京 210042）

本文介紹了我國需求側(cè)響應(yīng)的實施背景及相關(guān)政策，分析我國各地需求響應(yīng)試點情況及經(jīng)驗，包括各地的電價政策及實施情況和各地的需求響應(yīng)執(zhí)行情況。分析了我國需求響應(yīng)發(fā)展存在的趨勢，給出了發(fā)展展望并提出相應(yīng)的對策建議，認為在我國“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源背景下，應(yīng)持續(xù)開展需求響應(yīng)推廣與研究工作，尤其是實施自動需求響應(yīng)，以進一步提高用戶參與積極性，加快我國智能電網(wǎng)的發(fā)展。

需求側(cè)管理；自動需求響應(yīng)；分時電價；激勵；“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源

0 引言

需求側(cè)管理（Demand Side Management，DSM）作為一種利用行政、經(jīng)濟和技術(shù)手段對需求側(cè)的電力、天然氣、采暖和制冷等各種能源綜合規(guī)劃的方法，可有效調(diào)節(jié)節(jié)電電力平衡，促進電力資源優(yōu)化配置，這也符合我國基本國情。然而，在目前頻頻發(fā)生“電荒”的情況下，為了緩解電網(wǎng)高峰時段出現(xiàn)的電力緊張，有必要引入需求響應(yīng)（Demand Response，DR），DR 是指用戶根據(jù)電價信號或激勵機制做出響應(yīng)，改變常規(guī)電力消費習(xí)慣的市場參與行為[1-4]。因此，隨著電力市場化改革的深入，DSM正逐漸向更具市場競爭性的需求側(cè)響應(yīng)發(fā)展，由DSM向DR的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義，尤其在當(dāng)前“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的大背景下。

“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)，具有設(shè)備智能、多能協(xié)同、信息對稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開放等主要特征。在我國“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源和售電側(cè)改革等領(lǐng)域不斷取得新進展的背景下，DR作為一類市場化運作手段，通過鼓勵電力用戶主動改變自身用電行為，達到與供應(yīng)側(cè)資源相同的效果，針對自動需求響應(yīng)的研究，已經(jīng)從電力市場拓展到新能源消納、增強系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻能力和主動調(diào)度運行等領(lǐng)域[5]。

相關(guān)研究中，文獻[6]從用戶執(zhí)行范圍、時段劃分、電價水平和電價比率四個方面總結(jié)了我國分時電價正常的實施經(jīng)驗；文獻[7]基于負荷曲線分布分析，利用用戶對電力商品的需求價格彈性矩陣，建立峰谷分時電價數(shù)學(xué)模型，并對該模型的目標函數(shù)進行了優(yōu)化，得到一種分時電價定價方法；文獻[8]和[9]則分別針對分時電價環(huán)境下的用戶負荷需求響應(yīng)分析方法和基于負荷曲線分布特征的峰谷時段劃分和修正策略進行了研究；文獻[10]對我國電力需求側(cè)響應(yīng)的模型方法及實施模式進行了探索，基于此，文獻[11]對峰谷時段的DR進行了劃分，而文獻[12]則對電力市場需求響應(yīng)做了研究綜述，對DR的分類、實施成本和效益等方面進行了分析和研究。當(dāng)前，發(fā)達國家關(guān)于電力需求響應(yīng)的理論和實踐研究深入開展，而我國基本上沒有開展具有一定政策意義的分析研究。我國的DR研究，在理論層面還處于概念解釋和項目推介階段，實踐層面還存在諸多問題，比如如何完善電價與激勵機制，設(shè)計讓各方受益的DR項目，研究參與用戶的需求彈性和響應(yīng)能力，相關(guān)的DR技術(shù)支持系統(tǒng)的開發(fā)，DR與供應(yīng)側(cè)的新能源、需求側(cè)的分布式發(fā)電等進行綜合資源規(guī)劃，如何開展居民用電的需求響應(yīng)實踐和研究等等，因此，對電力需求側(cè)響應(yīng)的理論和實踐的深入研究，對于加快推進電力市場化進程，降低線損，促進節(jié)能減排等具有重要意義。

基于此，本文基于國內(nèi)的需求側(cè)響應(yīng)研究及其發(fā)展現(xiàn)狀，對現(xiàn)有的需求側(cè)響應(yīng)項目進行分類討論，給出我國需求側(cè)響應(yīng)發(fā)展的幾點建議和設(shè)想。

1 我國已出臺的需求響應(yīng)政策

2004年，國家發(fā)改委聯(lián)合國家電監(jiān)會，印發(fā)《加強電力需求側(cè)管理工作的指導(dǎo)意見》，標志國家層面開始重視電力需求側(cè)管理工作。

2010年11月4日國家發(fā)展和改革委員會、財政部、工信部等六部委聯(lián)合發(fā)布《電力需求側(cè)管理辦法》，這是電力需求側(cè)管理工作方面重要的指導(dǎo)性文件，在第一章第八條明確提出：“電力用戶是電力需求側(cè)管理的直接參與者，國家鼓勵其實施電力需求側(cè)管理技術(shù)和措施”。

2011年工信部頒發(fā)《關(guān)于做好工業(yè)領(lǐng)域電力需求側(cè)管理工作的指導(dǎo)意見》以及財政部頒發(fā)的一系列關(guān)于推動電力需求側(cè)管理的獎勵政策，使我國的電力需求側(cè)管理工作得以迅速全面開展。

2012年11月1日，財政部、國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布《關(guān)于公布電力需求側(cè)管理城市綜合試點工作首批試點城市名單的通知》，確定首批試點工作城市名單為：北京市、蘇州市、唐山市、佛山市。

2015年4月7日，國家發(fā)展改革委、財政部發(fā)出《關(guān)于完善電力應(yīng)急機制做好電力需求側(cè)管理城市綜合試點工作的通知》，要求北京市、上海市、蘇州市、唐山市和佛山市5個試點城市及所在省份，借鑒電力需求側(cè)管理及需求響應(yīng)試點經(jīng)驗，突出特色，完善電力應(yīng)急機制，以更加市場化的方式保障電力供需平衡。

2016年8月23日，工業(yè)和信息化部辦公廳《工業(yè)領(lǐng)域電力需求側(cè)管理專項行動計劃（2016-2020年）》，組織全國萬家工業(yè)企業(yè)參與專項行動，千家企業(yè)貫徹實施電力需求側(cè)管理工作指南，打造百家電力需求側(cè)管理示范企業(yè)。

2 國內(nèi)需求響應(yīng)試點與研究情況

按照促進用戶積極參與需求側(cè)管理的不同鼓勵方式，可以將需求響應(yīng)劃分為兩種類型：基于價格的需求響應(yīng)和基于激勵的需求響應(yīng)[4]。基于價格的需求響應(yīng)主要依靠分時電價引導(dǎo)，調(diào)動用戶生產(chǎn)方式的可調(diào)節(jié)性從而減少系統(tǒng)高峰負荷。

2.1 基于價格的需求響應(yīng)

基于價格的需求響應(yīng)一般包括三種方式[5-7]：分時電價（time of user pricing，TOU），實時電價（real-time pricing，RTP）和尖峰電價（critical peak pricing，CPP）。我國當(dāng)前實行的主要是分時電價（包括峰谷電價、豐枯電價兩種形式）和尖峰電價兩類電價政策，執(zhí)行對象包括工業(yè)、商業(yè)和居民用戶。不同地區(qū)的電網(wǎng)負荷情況、行業(yè)結(jié)構(gòu)、氣候條件等存在差異，工業(yè)、商業(yè)和居民的負荷特性也有所不同。因此，各地制定的分時電價政策也不盡相同，在季節(jié)、時段劃分、時段數(shù)量、比價關(guān)系方面都存在差異[6]。

目前，我國部分省份當(dāng)前執(zhí)行的分時電價和尖峰電價時段劃分，見表1。

表1 我國部分省份執(zhí)行的分時電價和尖峰電價情況統(tǒng)計Tab.1 the implementation statistics of time-of-use price and peak price of part provinces in China

我國早期的基于價格的需求響應(yīng)受計量條件限制，時段劃分比較粗放。近年來，隨著用電負荷尤其是工商業(yè)負荷快速增高，電網(wǎng)需要對負荷均衡實現(xiàn)有效管理，同時隨著計量條件的不斷改善和智能電網(wǎng)研究的深入，基于用戶需求響應(yīng)的峰谷電價研究正逐漸增多。文獻[5]在時段劃分建模中引入響應(yīng)度屬性，促進需求響應(yīng)資源的良性參與和互動；文獻[8]通過研究分時電價后用戶的需求響應(yīng)負荷曲線，將用戶需求響應(yīng)矩陣應(yīng)用在實施分時電價需求側(cè)管理分析中；文獻[9]對基于負荷曲線分布特征的峰谷時段劃分和修正策略進行了研究，對一些難以界定時段屬性的點進行了調(diào)整，得到4個季度的峰谷時段劃分方案，可有效地激勵用戶的需求響應(yīng)。

2.2 基于激勵機制的需求響應(yīng)

基于激勵的需求響應(yīng)是指電力公司、負荷集成商等實施機構(gòu)通過制定定性的或隨時間變化的政策，來激勵用戶在系統(tǒng)可靠性受到影響或電價較高時及時響應(yīng)并削減負荷[10]。響應(yīng)形式包括直接負荷控制（DLC）、可中斷負荷（IL）、需求側(cè)競價（DSB）、緊急需求響應(yīng)（EDR）和容量/輔助服務(wù)計劃（CASP）等[11]。

2012年7月16日，國家財政部以及國家發(fā)展與改革委員會聯(lián)合印發(fā)《電力需求側(cè)管理城市綜合試點工作中央財政獎勵資金管理暫行辦法》，鼓勵開展電力需求響應(yīng)和相關(guān)研究。同年確定北京市、江蘇省蘇州市、河北省唐山市和廣東省佛山市為首批試點城市。

根據(jù)相關(guān)政策，試點城市可采用更為靈活的需求響應(yīng)政策，如：對鋼鐵企業(yè)等大用戶實行可中斷負荷電費補貼，對實行需求側(cè)管理示范項目及能效電廠項目給予沖抵電費的政策支持[12，13]。同時，充分利用分時電價、差別電價政策，促進削峰填谷，實現(xiàn)電力動態(tài)平衡。其中，實施尖峰電價與可中斷電價是深入開展電力需求響應(yīng)的標志性措施[14，15]。

2015年夏季，作為需求響應(yīng)試點地區(qū)的佛山市、江蘇省、北京市、上海市通過省市級電力需求側(cè)管理平臺實施了電力需求響應(yīng)。2016年夏季，江蘇省進一步明確和完善了需求響應(yīng)實施細則，繼續(xù)開展需求響應(yīng)。天津地區(qū)首次開展自動需求響應(yīng)。典型地區(qū)開展的需求響應(yīng)試點項目如下表2所示。

表2 我國典型地區(qū)開展的需求響應(yīng)試點項目情況統(tǒng)計Tab.2 the implementation statistics of demand response pilot projects of typical areas in China

3 我國需求響應(yīng)工作存在問題及發(fā)展方向

3.1 存在的問題

（1）基線計算方法有待進一步研究。受到客戶側(cè)的數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)傳輸滯后、基線計算方法的誤差的影響，用戶側(cè)和政府側(cè)對于響應(yīng)量的統(tǒng)計角度不一致，使得用戶收到的補貼金小于其心理預(yù)期，從而用戶覺得部分利益被擠占，降低參與積極性。

（2）缺乏合理的激勵機制。目前我國已有的激勵機制主要是節(jié)能補貼、差別性電價、階梯電價、峰谷電價、尖峰電價和臨時性減少高峰電力負荷獎勵等機制。補貼制定缺乏市場化機制，補貼標準的給定難以做到資源優(yōu)化配置。

（3）居民用戶接受度不高。我國開展居民需求響應(yīng)的次數(shù)較少，在推廣過程中，存在用戶對需求響應(yīng)接受度不高，同意響應(yīng)邀約的意愿較低，和主要響應(yīng)設(shè)備較為單一等問題。

3.2 發(fā)展方向及建議

（1）與智慧能源結(jié)合：在國家能源局下發(fā)《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》、工業(yè)和信息化部下發(fā)《工業(yè)領(lǐng)域電力需求側(cè)管理專項行動計劃（2016-2020年）》中，支持工業(yè)園區(qū)通過能效電廠建設(shè)、供需互動響應(yīng)、源網(wǎng)荷儲協(xié)同調(diào)控、能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)、分布式電源建設(shè)、充電設(shè)施建設(shè)、配電網(wǎng)升級改造、電能替代等實施電力需求側(cè)管理，且鼓勵需求響應(yīng)與智慧用能、光伏電站和新能源消納結(jié)合開展。

建議在傳統(tǒng)的需求響應(yīng)負荷控制的基礎(chǔ)上，將新能源消納、電動汽車充電樁和儲能設(shè)備納入需求響應(yīng)下一步研究范疇，并著力構(gòu)建DR的“一體系兩機制”，即技術(shù)支撐體系、投資促進機制和經(jīng)濟補償機制，進一步夯實DR的支撐技術(shù)，確保DR資源充裕性，提高用戶參與積極性。

（2）工業(yè)園區(qū)為重點：在工業(yè)和信息化部發(fā)布《工業(yè)領(lǐng)域電力需求側(cè)管理專項行動計劃（2016-2020年）》，發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于報送增量配電業(yè)務(wù)試點項目的通知》、廣東省經(jīng)信委下發(fā)《關(guān)于2016年電力大用戶與發(fā)電企業(yè)直接交易工作有關(guān)事項的通知》文件中，電力需求響應(yīng)工作和售電改革短期內(nèi)主要面向工業(yè)用戶，以工業(yè)園區(qū)為單位開展。

建議下階段需求響應(yīng)工作應(yīng)與國網(wǎng)公司目前電力需求側(cè)管理原則保持一致，重點面向工業(yè)與非生產(chǎn)性大用戶，結(jié)合售電側(cè)改革、能耗監(jiān)測管理等要點，開展需求響應(yīng)推廣與研究工作。

4 總結(jié)

未來電網(wǎng)的發(fā)展方向是智能電網(wǎng)，電網(wǎng)的智能化的核心是全面、動態(tài)地整合用戶側(cè)資源，促使更多的需求側(cè)資源參與電網(wǎng)的互動。電力需求響應(yīng)在當(dāng)下“互聯(lián)網(wǎng)+”智能能源發(fā)展背景下，是一種緩解電力供需矛盾、降低高峰負荷、促進節(jié)能減排的重要工具。通過總結(jié)我國當(dāng)前需求響應(yīng)發(fā)展工作存在的問題，并就其發(fā)展方向進行了展望，指出需要在傳統(tǒng)的需求響應(yīng)負荷控制的基礎(chǔ)上，將新能源消納、電動汽車充電樁和儲能設(shè)備納入到需求響應(yīng)的下一步，并以工業(yè)園區(qū)建設(shè)為重點，短期內(nèi)主要面向工業(yè)用戶，以工業(yè)園區(qū)為單位開展。自動需求響應(yīng)將成為未來智能電網(wǎng)的核心技術(shù)功能之一，將真正的需求響應(yīng)納入實時調(diào)度范疇，充分利用負荷的實時可調(diào)節(jié)潛力，極大地提高系統(tǒng)間歇性能源接入能力和安全穩(wěn)定運行能力。

我國的自動需求響應(yīng)的研究工作還處于初步發(fā)展階段，還存在很多問題，且相應(yīng)的對策制定不完整，因此，應(yīng)結(jié)合我國國情，加快設(shè)施建設(shè)、相關(guān)研究和用電側(cè)市場化進程，研究適合我國市場競爭、準確反映電力供需變化的完善電價機制。通過價格機制和市場手段優(yōu)化配置電力需求側(cè)資源，關(guān)注電力用戶調(diào)峰和節(jié)能潛力的全面分析和深度挖掘，推進輔助服務(wù)的合理定價和相關(guān)標準的制定進程，促進我國自動需求響應(yīng)工作的深入開展。

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Current Situation of Demand Response Implementation and Its Development Prospect in China

ZOU Jing-xi1, CAO Min1, YAN Ting-qiao2
(1. Electric Power Research Institute Co., Ltd. of Yunnan Power Grid, Kunming 650217, China; 2. Nanjing Xinlian Electronic Ltd., Nanjing 210042, China)

This article introduces the implementation background and related policies of demand response in China, and analyzes the pilot situation and experience of demand response throughout China. The pilot situation includes the electricity price policies and implementation situations of demand response in respective place of China. Aimed at demand response in China, the development trends and prospects are given and several related implementation suggestions are proposed. It suggest that the demand response work be continuously promoted and researched, especially for implementation of automatic demand response, under “Internet +” smart energy background of China, so as to further improve users’ participation enthusiasm and accelerate the development of smart grid in China.

Demand side management; Automatic demand response; Time-of-use price; Incentive; “Internet +” smart energy

鄒京希，曹敏，顏庭喬. 我國需求響應(yīng)實施現(xiàn)狀及發(fā)展展望[J]. 新型工業(yè)化，2016，6（11）：48-52, 57.

10.19335/j.cnki.2095-6649.2016.11.005

: ZOU Jing-xi, CAO Min, YAN Ting-qiao. Current Situation of Demand Response Implementation and Its Development Prospect in China[J]. The Journal of New Industrialization, 2016, 6(11) : 48-52, 57.

中國南方電網(wǎng)科技項目資助

鄒京希（1989-），女，碩士，通信作者，主要研究方向：電力系統(tǒng)專業(yè)，智能電網(wǎng)等；曹敏（1961-），男，教授級高工，南方電網(wǎng)高級技術(shù)專家，主要研究方向：電能計量、配用電和智能電網(wǎng)等；顏庭喬（1970-），男，碩士，高級工程師，主要研究方向：需求響應(yīng)、電力計量產(chǎn)品的設(shè)計與研發(fā)等