美德電力需求側(cè)管理看點何在

陳政 王麗華 曾鳴 宋藝航

美德電力需求側(cè)管理看點何在

陳政 王麗華 曾鳴 宋藝航

基于多種類分布式能源內(nèi)部優(yōu)化整合互聯(lián)的電力需求側(cè)管理理念，結(jié)合國外電力需求側(cè)管理的先進(jìn)經(jīng)驗與我國的實際國情，我們要看到，在我國售電側(cè)改革初期，售電公司的購銷差價市場空間仍較大，且售電公司需求側(cè)管理經(jīng)驗不足，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、政策保障措施不夠完善，需求側(cè)資源整合技術(shù)有待進(jìn)一步提高。

美國電力需求側(cè)管理實施情況

美國是最早進(jìn)行電力需求側(cè)管理的國家，隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展、需求側(cè)可控資源的增多，近年來美國售電公司對電力需求側(cè)管理進(jìn)行了多種技術(shù)上、模式上的創(chuàng)新。一方面，技術(shù)上基于云計算開展電力需求側(cè)管理。美國售電公司加強與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、信息通信技術(shù)企業(yè)的合作，通過創(chuàng)建能源數(shù)據(jù)云平臺（energydataplatform，EDP）實現(xiàn)對智能電能表采集的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、預(yù)測、監(jiān)控，并實時通過網(wǎng)絡(luò)與電力用戶共享數(shù)據(jù)信息，提高用戶削減負(fù)荷和對價格信號做出需求響應(yīng)的精準(zhǔn)度。另一方面，在模式上基于智能能源中心（smartenergyhub，S.E.Hub）開展電力需求側(cè)管理。傳統(tǒng)的峰谷分時電價在用電高峰時期設(shè)定高額電價，強迫用戶削減負(fù)荷或者支付高額電費，是一種典型的主從式需求響應(yīng)策略，用戶處于被動地位。智能能源中心基于智能電網(wǎng)，包含多種類能源供應(yīng)系統(tǒng)、能源存儲系統(tǒng)以及能源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。在智能能源中心模式下，用戶可靈活轉(zhuǎn)換能源供應(yīng)系統(tǒng)。例如，在用電高峰期，由于電價較高則可選擇使用天然氣或儲能設(shè)備來供熱供電，既降低了用戶的總用電成本又不改變用戶的生產(chǎn)生活習(xí)慣，豐富了用戶的能源使用選擇權(quán)，有利于提高用戶滿意度。

德國電力需求側(cè)管理實施情況

現(xiàn)階段，德國售電公司電力需求側(cè)管理的開展很大程度上依靠推出的售電側(cè)衍生服務(wù)——能源互聯(lián)網(wǎng)。德國的能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目E-energy包含六大示范項目，每個項目均通過不同的方式開展電力需求側(cè)管理。

一是庫克斯港eTelligence項目，基于冷熱電聯(lián)產(chǎn)方式，通過互聯(lián)網(wǎng)平臺實時發(fā)布電力供應(yīng)與需求情況并進(jìn)行匹配。例如，當(dāng)風(fēng)電富余時，售電公司會向電力工業(yè)大用戶發(fā)出低電價提醒，大工業(yè)用戶即選擇此時開啟蓄冷蓄熱設(shè)備，既平衡了電力供需又降低了用電成本。

二是萊茵魯爾地區(qū)E-DeMa項目，通過家庭儲能設(shè)備、智能電能表等“智能能源路由器”來實現(xiàn)電力需求側(cè)管理。

三是卡爾斯魯厄和斯圖加特地區(qū)Meregio項目，主要基于智能電能表收集用電數(shù)據(jù)，發(fā)布峰谷分時電價激勵用戶減少峰時用電。

四是萊茵-內(nèi)卡城市圈“曼海姆（Mannheim）示范城市”項目，通過整合供應(yīng)側(cè)能源（水、熱、氣、電）構(gòu)成分布式能源中心分散在用戶周圍，來實現(xiàn)多能源供應(yīng)互補，降低總能源使用成本，以及能源的傳輸損耗。

五是哈茨地區(qū)RegMod項目，通過整合用戶側(cè)資源（儲能設(shè)備、電動汽車、智能家居、分布式發(fā)電設(shè)施），根據(jù)價格信號控制儲能設(shè)備進(jìn)行充放電，以及智能家居的開啟與關(guān)閉。

六是亞琛SmartWatts項目，通過構(gòu)建完善的售電市場競爭交易機(jī)制，提升電能交易效率，降低電能使用成本。

我國售電公司如何實施電力需求側(cè)管理

由于改革開放以來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展重速率輕效率，采用粗放式的發(fā)展方式，缺少合理規(guī)劃，萬元GDP能源消耗率一直處于較高水平，并導(dǎo)致霧霾等環(huán)境污染問題日益突出。為了有效解決對不可再生能源的依存問題，以及開展節(jié)能減排降碳構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，我國可再生能源的開發(fā)利用取得了快速發(fā)展?？稍偕茉窗l(fā)電出力的間歇性和隨機(jī)性的特點，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的瞬態(tài)以及動態(tài)穩(wěn)定性。若利用傳統(tǒng)火電為可再生能源發(fā)電提供系統(tǒng)調(diào)峰等輔助服務(wù)，則又加重了對傳統(tǒng)火電的依賴程度，違背了發(fā)展可再生能源減少化石能源使用的初衷。然而，我國的需求側(cè)資源巨大，通過充分挖掘利用用戶端的需求側(cè)資源平衡電力供需，將有效促進(jìn)可再生能源消納。因此，我國亟待實施電力需求側(cè)管理，實現(xiàn)節(jié)電節(jié)能和降低污染物的排放。然而，售電公司作為電網(wǎng)、發(fā)電企業(yè)的消費端，用戶的供應(yīng)端，具有天然的用戶粘性，由售電公司作為需求響應(yīng)的實施主體最為有利。

借鑒國外電力需求側(cè)管理先進(jìn)經(jīng)驗

通過對美國和德國需求側(cè)管理實施情況分析，得出以下結(jié)論：

第一，普遍使用的需求側(cè)資源包含電源類和負(fù)荷類2種，電源類需求側(cè)資源包括分布式發(fā)電、儲能設(shè)備，負(fù)荷類需求側(cè)資源包括用戶的可中斷負(fù)荷和可轉(zhuǎn)移負(fù)荷。

第二，價格激勵是所有需求側(cè)管理策略的核心，雖然對于不同電源類和負(fù)荷類需求側(cè)資源存在不同的需求側(cè)管理模式，但是這些管理模式均基于良好的價格激勵設(shè)置來實現(xiàn)這2類資源的充分調(diào)動。

第三，需求側(cè)管理需基于多種類分布式能源協(xié)調(diào)互補、用戶主動參與的管理理念。美國和德國的實踐經(jīng)驗表明，用戶需求側(cè)管理的發(fā)展方向是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)多種分布式能源整合互補，提高綜合能源使用效率，此外更注重強調(diào)用戶參與需求側(cè)管理的主動性。

我國售電公司實施電力需求側(cè)管理的幾個建議

基于多種類分布式能源內(nèi)部優(yōu)化整合互聯(lián)的電力需求側(cè)管理理念，結(jié)合國外電力需求側(cè)管理的先進(jìn)經(jīng)驗與我國的實際國情，分階段歸納總結(jié)出我國售電公司實施電力需求側(cè)管理的合理化建議。

在我國售電側(cè)改革初期，售電公司的購銷差價市場空間仍較大，且售電公司需求側(cè)管理經(jīng)驗不足，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、政策保障措施不夠完善，需求側(cè)資源整合技術(shù)有待進(jìn)一步提高。因此，建議售電公司在初期階段：第一，重點采用分時電價、季節(jié)電價等基本策略引導(dǎo)用戶用電； 第二，要加強需求側(cè)管理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，尤其需加強智能電能表的普及，建立用戶用電數(shù)據(jù)收集體系，為制定下一步需求側(cè)管理方案做好充分準(zhǔn)備；第三，要加強與其他企業(yè)的戰(zhàn)略合作關(guān)系。由于需求側(cè)管理涉及分布范圍廣闊，集成技術(shù)復(fù)雜龐大，需要電力市場各主體協(xié)調(diào)配合，因而售電公司仍需注重與電網(wǎng)公司、公用事業(yè)企業(yè)、電力交易中心、能源服務(wù)公司等建立良好的合作關(guān)系。

在未來售電側(cè)改革的成熟期，售電公司的購銷差價市場空間將逐漸縮小，其核心競爭力將主要來自于電力資源和用戶資源，且用戶資源更為關(guān)鍵。屆時與用戶聯(lián)系緊密，對用戶用電特性把握精準(zhǔn)，能夠提供恰當(dāng)需求側(cè)管理方案，并得到廣大用戶主動積極參與需求響應(yīng)的售電公司將實現(xiàn)新的利潤增長點，需求側(cè)管理和能源托管成為新的盈利模式。

因此，建議售電公司在售電側(cè)改革成熟階段：第一，加強用戶用電特性分析，對用戶特性進(jìn)行充分實地調(diào)研分析，注重分析用戶負(fù)荷的可中斷、可轉(zhuǎn)移負(fù)荷大小，有功功率與無功功率的差距，節(jié)能潛力大小，周圍能源分布情況等；第二，加強需求側(cè)管理信息系統(tǒng)建設(shè)，通過同互聯(lián)網(wǎng)公司、信息技術(shù)通信公司的合作，構(gòu)建能源數(shù)據(jù)平臺和需求側(cè)管理平臺，通過云計算技術(shù)實現(xiàn)用電大數(shù)據(jù)的匯總、分析、預(yù)測、共享；第三，加強同節(jié)能公司以及其他能源服務(wù)公司合作。例如，借鑒美國的智能能源中心模式，售電公司與供水、供熱、供氣公用服務(wù)企業(yè)合作，為用戶提供可靈活轉(zhuǎn)化能源供應(yīng)方式的綜合能源解決方案，同時可根據(jù)用戶特性布置儲能設(shè)備、分布式發(fā)電設(shè)備的建設(shè)分布。能源存儲系統(tǒng)不僅能為用戶高峰放電低谷充電，還能將分布式發(fā)電的間歇性電力轉(zhuǎn)化成相對穩(wěn)定、統(tǒng)一的電力輸出，提高用電可靠性，分布式發(fā)電采用“自發(fā)自用，余量上網(wǎng)”的方式，不僅為用戶節(jié)約用電成本，還增加了額外售電收入，激發(fā)其參與需求響應(yīng)的積極性。