售電市場放開環(huán)境下的電力需求側(cè)管理展望與思考

陳明帆，寧光濤，何禮鵬，黃立毅，覃 丹，王 路，周亞武

（1.海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司，?？?570203；2.廣東省電力設(shè)計研究院，廣州 510663；3.廣東工業(yè)大學(xué) 自動化學(xué)院，廣州 510006）

我國電力市場化改革推行近30年來，電力供需表現(xiàn)為“電力短缺與電力過?！苯惶娉霈F(xiàn)，其根本原因是無法以市場化的手段優(yōu)化資源配置，且市場供需之間缺乏實時的互動機制［1］。售電市場的逐步放開需要在需求側(cè)引入競爭、放開用戶選擇權(quán)并動態(tài)地整合需求側(cè)資源以促進供需平衡，在放開環(huán)境中將會形成競爭性市場機制和靈活性市場環(huán)境兩大關(guān)鍵要素。而需求響應(yīng)（demand response,DR）是需求側(cè)管理（demand side management,DSM）在競爭性電力市場中的發(fā)展，DR技術(shù)的實施依托于競爭性市場機制與靈活性市場環(huán)境?？梢灶A(yù)見，隨著售電市場在我國電力工業(yè)的逐步放開，DSM在中國將有更長足的發(fā)展［2］。

國家出臺有關(guān)售電市場引入競爭的政策時間不長，且DSM在我國的發(fā)展仍處于初步階段，因而現(xiàn)有文獻對我國售電市場放開環(huán)境下DSM的應(yīng)用研究尚未深入剖析?，F(xiàn)有文獻［2—6］主要研究智能電網(wǎng)背景下的DSM以及如何在需求側(cè)改革的背景下探索其新的營銷策略和運行機制，但在售電市場逐步放開所形成的競爭性市場機制和靈活性市場環(huán)境下，對DSM帶來的影響和機遇等方面討論涉及較少，對DSM技術(shù)如何有效推進售電市場放開進程的探討也存在缺失。

1 售電市場放開環(huán)境的發(fā)展歷程

1.1 電力市場化改革的格局演變

從嚴(yán)格意義來講，我國電力體制改革可以分為3個階段：第一階段是自1997年初國家電力公司成立，標(biāo)志著中國電力市場化的開始，由此邁出了政企分開的實質(zhì)性步伐，政府管理部門與國家電力公司開始理順關(guān)系，并探索各自運作機制；第二階段是2002年到2015年，從發(fā)布《電力體制改革方案》“5號文”到落實“廠網(wǎng)分開、競價上網(wǎng)、打破壟斷、引入競爭”［7］為主要目標(biāo)的電力體制改革以來，在形成以五大發(fā)電集團為主的發(fā)電側(cè)引入競爭，建立起多元化的電力交易主體，為開展發(fā)電側(cè)市場競爭提供了合理的市場主體格局；第三階段則是從2015年3月發(fā)布《關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》［8］“9號文”開始，主要在售電側(cè)引入競爭，目的在于發(fā)電側(cè)和售電側(cè)同時引入競爭，實現(xiàn)以市場機制動態(tài)地優(yōu)化資源配置，由此也標(biāo)志著延宕13年的電力體制改革進入了新的探索階段［9］。

1.2 售電市場放開的發(fā)展現(xiàn)狀

售電市場放開是電力體制深化改革的重點，作為售電側(cè)供需雙方的核心樞紐，上承供給側(cè)，下接需求側(cè)，在實現(xiàn)供需平衡的目標(biāo)中舉足輕重［10］。從“9號文”中可發(fā)現(xiàn)，售電市場放開的本質(zhì)就是改變目前電網(wǎng)公司“統(tǒng)購包銷”的售電模式，培育多元化的售電主體，逐步放開用戶側(cè)的購電選擇權(quán)，促進各個售電主體、電力用戶積極參與市場競爭，最終形成“多方買—多方賣”的競爭性市場機制和靈活性市場環(huán)境［11］，其中市場化結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 售電市場開放環(huán)境下的市場化結(jié)構(gòu)

依據(jù)結(jié)構(gòu)圖1，從監(jiān)管流、電力流、業(yè)務(wù)流3個角度分析放開環(huán)境下的市場運行機制與市場主體環(huán)境。

（1）監(jiān)管流。在售電市場放開環(huán)境下，相關(guān)機構(gòu)如市場管理委員會對發(fā)電企業(yè)、交易機構(gòu)、電網(wǎng)企業(yè)、售電主體及電力用戶等市場主體實施全面監(jiān)管。

（2）電力流。由市場化結(jié)構(gòu)圖可知，電力流主要分為2條線路：①發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)電能經(jīng)由電網(wǎng)企業(yè)的輸配網(wǎng)絡(luò)傳輸給用戶；②發(fā)電企業(yè)電能經(jīng)由輸電網(wǎng)絡(luò)后，通過多元化售電主體（配網(wǎng)運營權(quán)）的配電網(wǎng)絡(luò)傳送給終端用戶。

（3）業(yè)務(wù)流。在售電市場放開環(huán)境下，業(yè)務(wù)流體現(xiàn)在以下方面：①大用戶直購電，即發(fā)電主體與大用戶之間在交易機構(gòu)的電力業(yè)務(wù)；②多元化售電主體與未參與直接交易用戶之間的業(yè)務(wù)聯(lián)系；③售電主體調(diào)度用戶需求側(cè)資源間的業(yè)務(wù)聯(lián)系。

積極推動售電側(cè)市場主體培育、放開用戶選擇權(quán)，形成競爭有效的市場機制與靈活性市場環(huán)境，關(guān)乎著電力市場化改革成?。?2］。國際經(jīng)驗［13］表明，競爭性市場機制與靈活性市場環(huán)境有助于高效實施DSM，而在售電市場積極推行DSM將為售電市場有序放開、電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行、能源節(jié)約及環(huán)境保護等帶來顯著的效益，兩者相輔相成。

2 DSM關(guān)鍵技術(shù)與實施條件

2.1 DSM關(guān)鍵技術(shù)

目前DSM關(guān)鍵技術(shù)主要包括負荷管理和能效管理，其中負荷管理是指通過可中斷負荷調(diào)控、價格激勵信號等負荷調(diào)控手段改變用戶用電方式，從而達到移峰填谷、負荷整形的目的，主要的實施方式為DR項目。DR項目是針對DSM在競爭性電力市場應(yīng)用研究中提煉出來的，使其完善DSM的市場化運作機制。自動需求響應(yīng)（automated demand response,ADR）技術(shù)是運用先進的數(shù)據(jù)處理技術(shù)、雙向通信技術(shù)、優(yōu)化決策及智能化設(shè)備等實現(xiàn)根據(jù)價格激勵或需求資源等信息實時動態(tài)的調(diào)整負荷，形成實時電價。能效管理是指通過高效設(shè)備改造或節(jié)能設(shè)備的推廣，以提高能源效率，主要的實施方式為能源替代、節(jié)能節(jié)電等能效項目。在DSM的關(guān)鍵技術(shù)中，由于DR項目引入了市場的調(diào)節(jié)機制，無疑在提高能效、消納可再生能源、移峰填谷等方面的效用是最佳的［14］。

2.2 DSM實施條件

DSM在我國實施多年，取得顯著的成果，具有代表性的是在21世紀(jì)初用電緊張時期，DSM應(yīng)用政策、技術(shù)、經(jīng)濟、宣傳等手段，在輔助社會安定、國民經(jīng)濟穩(wěn)步增長等方面發(fā)揮了重要作用。但一些傳統(tǒng)的DSM的手段已難以適應(yīng)新市場環(huán)境，目前推行的“可中斷負荷電價、峰谷分時電價”等項目在試點省份投入應(yīng)用，大部分都是依靠政府或者電網(wǎng)高額補貼予以維持。事實證明，依賴政策性補貼無法真正反映市場的供求關(guān)系。補貼過多，導(dǎo)致無效的資源配置；補貼過少，需求響應(yīng)無法達到要求。在我國推行DSM項目，由于缺乏相應(yīng)的軟硬件支持，方案管理、價格發(fā)現(xiàn)、激勵制定的可靠性和實時性都難以得到保障。大范圍推廣DSM的基礎(chǔ)是具備良性競爭的市場機制與靈活性的市場環(huán)境，為實現(xiàn)自動需求相應(yīng)提供合理高效的價格機制和交易環(huán)境，而DR的雙向互通與價格聯(lián)動特性是DSM參與系統(tǒng)運行的前提，是實現(xiàn)提高能效、緩解環(huán)境危機與供需平衡等目標(biāo)的關(guān)鍵［15］。

3 DSM在售電市場放開環(huán)境下的展望與思考

從國際經(jīng)驗來看，需求側(cè)作為售電市場建設(shè)的重點對象，DSM的常態(tài)化實施將成為售電市場開放環(huán)境順利推進的關(guān)鍵支撐技術(shù)。此外，售電市場的有序放開會逐漸形成完善的競爭性市場機制與靈活性市場環(huán)境，這兩大因素對于DSM項目的有效推進將會起到至關(guān)重要的作用。

（1）DSM是售電市場開放順利推進的支撐技術(shù)，是實現(xiàn)其建設(shè)目標(biāo)的重點環(huán)節(jié)。要建立“多買方-多賣方”的售電市場，實現(xiàn)市場與電力用戶之間業(yè)務(wù)流、電力流等雙向信息的實時互動是關(guān)鍵。DR項目作為實現(xiàn)雙向信息互動的技術(shù)手段，通過實時地向電力用戶呈現(xiàn)電價信息及用電情況，不僅可有效的地改善電力用戶的節(jié)能意識，而且可通過計量數(shù)據(jù)庫，對不同用電特性進行精細化挖掘，為不同用戶制定個性化用電方案。緩解環(huán)境、能源危機，主要通過提高能源效率來實現(xiàn)。能效項目利用政策鼓勵或補貼的方式，對現(xiàn)有的用電設(shè)備進行能效改造，同時制定能效標(biāo)準(zhǔn)，為能效精細化提供管理工具。此外，DR項目可通過積極調(diào)度需求側(cè)資源，既有助于可再生能源發(fā)電的消納，又可輔助市場力量調(diào)整發(fā)電資源，促使高效機組多發(fā)滿發(fā)，低效機組少發(fā)或不發(fā)，進而逐步將低效機組剔除出市場。

（2）售電市場放開所形成的競爭性市場機制和靈活性市場環(huán)境將為DSM的有效實施提供重要的機制保障與市場環(huán)境。從國際經(jīng)驗來看，在售電市場放開逐步推進的國家或地區(qū)，其市場準(zhǔn)入、價格制定、保底供電、風(fēng)險評估、更換供電商、信用機制等方面都建立了完善的市場競爭機制和靈活互動的市場環(huán)境。在放開環(huán)境下可充分利用各種能源整合平臺，將電力用戶余量上網(wǎng)、增值服務(wù)等需求側(cè)資源參與市場競爭，通過公平有序的市場競爭產(chǎn)生良性供求關(guān)系的電價，進而形成健康高效的價格機制和激勵機制。此外，售電主體則可以通過設(shè)計不同的DR項目來吸引電力用戶、挖掘用戶側(cè)自身的需求響應(yīng)資源，從而獲得較低的購售電成本，實現(xiàn)供需平衡、買賣雙贏的局面。

（3）DSM成為售電主體有力競爭的關(guān)鍵手段，更加有利于促進電力市場供需平衡。在售電市場放開環(huán)境中，公平競爭帶來的購銷差價空間將逐漸縮小，售電主體之間增加市場份額的核心競爭力來自電力資源與用戶側(cè)資源，而售電市場放開形成的市場環(huán)境將為DSM提供更寬廣的價值空間和功能實現(xiàn)。研究表明，需求側(cè)資源的利用尤為重要，不僅可參與市場促進供需平衡，而且能夠為售電主體擴大市場份額提供保證。屆時DSM不僅成為售電主體市場競爭力的主要技術(shù)手段，而且DSM還將成為售電主體主要的利潤增長點，成為全新的盈利模式。售電主體需要抓住機遇，利用新的市場手段積極調(diào)動需求側(cè)資源，實現(xiàn)資源動態(tài)的優(yōu)化配置、促進供需平衡。此外，通過DR項目同用戶側(cè)實現(xiàn)雙向信息互動，了解其不同的需求特性，積極開發(fā)多樣性增值服務(wù)，促進售電商與其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)融合，以此來增加售電主體自身的市場份額，打破現(xiàn)有電網(wǎng)企業(yè)的“新型壟斷”。

4 售電市場放開環(huán)境下實施DSM的關(guān)鍵步驟與建議

從國際電力市場改革的成功案例中不難發(fā)現(xiàn)，盡管各國的改革方案、政策手段有所不同，但其市場設(shè)計環(huán)節(jié)卻有一個共同的特點——從需求端出發(fā)，設(shè)計、協(xié)調(diào)需求資源響應(yīng)，引入DSM。由于各國在電力消費水平、市場開放狀態(tài)、環(huán)境能源現(xiàn)狀、人文經(jīng)濟等方面存在差異，所以我國在售電市場放開環(huán)境下推行DSM必須緊密結(jié)合當(dāng)下的電力發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)技術(shù)條件和政策環(huán)境，將面向售電市場放開環(huán)境下的DSM建設(shè)分為3個階段。

第1階段：售電市場初期深入推廣DSM理念。在需求側(cè)通過政策激勵或價格補貼大力推廣高效設(shè)備改造、節(jié)能設(shè)備更換，鼓勵電力用戶積極參與售電市場DSM。此外，政府號召多元化的售電主體積極推動智能電能表、高級量測體系等智能設(shè)備的普及。該階段的重點是立足于當(dāng)前“電能信息采集與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)”的智能化改造，實現(xiàn)電力銷售各個環(huán)節(jié)電能信息一體化采集、分析、監(jiān)控、集成和綜合應(yīng)用，為DSM項目的順利推行提供良好的技術(shù)支撐。

第2階段：售電市場放開中期，競爭性市場機制和市場環(huán)境逐漸形成，重視需求側(cè)資源參與運行，加強DSM信息系統(tǒng)建設(shè)，積極推進DSM平臺的DR功能和完善售后服務(wù)反饋評價機制，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、云計算技術(shù)實現(xiàn)對電力大數(shù)據(jù)的匯總、分析、預(yù)測和共享。經(jīng)由前期“電能信息采集與業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)”的智能化改造，逐步構(gòu)建系統(tǒng)智能化信息雙向互動體系。通過雙向信息互動，加強對用戶的用電特性分析，指導(dǎo)用戶依據(jù)市場的實時供求關(guān)系調(diào)整自己的用電方式，并隨著輔助服務(wù)市場的發(fā)展和完善，鼓勵用戶參與DR項目，允許需求側(cè)資源參與輔助服務(wù)市場的競價，提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。

第3階段：售電市場發(fā)展到完全放開，競爭性市場機制和靈活互動市場環(huán)境愈加完善，并隨著DSM信息系統(tǒng)的成熟應(yīng)用，智能城市、智能樓宇、智能家居、智能微網(wǎng)等技術(shù)領(lǐng)域在智能電網(wǎng)的推動下，可為ADR的實現(xiàn)提供強有力的軟硬件支持，而動態(tài)實時的ADR是售電市場建立現(xiàn)貨市場的關(guān)鍵支撐技術(shù)。通過現(xiàn)貨市場的平臺，類似可再生能源高比例并網(wǎng)的不穩(wěn)定性、消納分布式能源發(fā)電、對沖售電主體的市場風(fēng)險、降低人工成本以及實現(xiàn)實時供需平衡等一系列問題都將迎刃而解。

5 結(jié)論

“電力短缺與電力過剩”交替出現(xiàn)、能源與環(huán)境危機升級等一系列發(fā)展問題，促使售電市場放開成為新一輪電改的核心，將全面提高能效、動態(tài)整合需求側(cè)資源放到了國民經(jīng)濟發(fā)展的首要高度。其中DSM是調(diào)控需求側(cè)資源參與系統(tǒng)運行的關(guān)鍵技術(shù)，而完善價格機制與競爭環(huán)境是有效實施DSM的前提。因此，本文結(jié)合國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，通過DSM在售電市場放開環(huán)境下的展望與思考可得出以下結(jié)論：

（1）各國電力市場改革的改革方案、政策手段不盡相同，但它們的市場設(shè)計卻有一個共同的特點，都是從需求端出發(fā)，重視需求側(cè)資源，引入DSM。

（2）DSM的常態(tài)化實施將成為售電市場開放環(huán)境順利推進的關(guān)鍵支撐技術(shù)，售電市場放開所形成的競爭性市場機制與靈活性市場環(huán)境將為DSM的有效實施提供重要的機制保障，兩者相輔相成。

（3）通過自動需求響應(yīng)技術(shù)實現(xiàn)實時電價、動態(tài)負荷調(diào)控是建設(shè)未來現(xiàn)貨市場的關(guān)鍵所在，是DSM深度參與系統(tǒng)運行發(fā)揮作用的重要途徑，而現(xiàn)貨市場的建立對于提高能效、降低污染、對沖風(fēng)險、消納多種類分布式發(fā)電等至關(guān)重要。D