中國的能源體系正在面臨一場革命，源自三個(gè)因素：能源供給安全、霧霾治理和應(yīng)對氣候變化。能源革命的核心是兩個(gè)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(jié)構(gòu)。這兩個(gè)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(jī)性、波動(dòng)性、間隙性等特點(diǎn)，使得電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差加大、安全運(yùn)行穩(wěn)定性降低、供配電效率減小、電能質(zhì)量問題更加嚴(yán)重，從而導(dǎo)致電網(wǎng)接納分布式電源的能力受到限制。在當(dāng)前我國大力推進(jìn)能源革命的形勢下，引入電力需求響應(yīng)機(jī)制顯得格外重要。
一、需求響應(yīng)能力制約能源體系轉(zhuǎn)型
需求響應(yīng)的關(guān)鍵性作用
需求響應(yīng)即電力需求響應(yīng)的簡稱，是指電力用戶針對實(shí)施機(jī)構(gòu)發(fā)布的價(jià)格信號或激勵(lì)機(jī)制作出響應(yīng)，并改變電力消費(fèi)模式的一種參與行為。通過主動(dòng)采取措施，臨時(shí)性減少或者轉(zhuǎn)移某時(shí)段用電負(fù)荷，從而減少電網(wǎng)高峰負(fù)荷壓力。通過引入需求響應(yīng)資源，可以引導(dǎo)用戶主動(dòng)改變用電方式，從而作為供應(yīng)側(cè)調(diào)峰備用資源的替代資源，在保障系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的前提下，提高系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，降低系統(tǒng)排放水平。
需求響應(yīng)對于提高電網(wǎng)安全可靠、緩解電力供需矛盾、促進(jìn)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(yīng)抑制分布式發(fā)電波動(dòng)能夠大幅度提高電網(wǎng)接納可再生能源的比例。
大規(guī)模風(fēng)電的隨機(jī)性和波動(dòng)性為風(fēng)電調(diào)度帶來巨大困難，如何抑制風(fēng)電波動(dòng)，使之平穩(wěn)地接入電網(wǎng)具有重大現(xiàn)實(shí)意義。研究表明，需求響應(yīng)配合可再生能源發(fā)電運(yùn)行，能夠有效降低可再生能源發(fā)電波動(dòng)性帶來的問題。通過實(shí)時(shí)電價(jià)機(jī)制引導(dǎo)用戶在風(fēng)電出力高峰時(shí)多用電，低谷時(shí)少用電，并結(jié)合一定數(shù)量的可控負(fù)荷和動(dòng)態(tài)需求響應(yīng)，可以使用戶的負(fù)荷曲線與風(fēng)電出力互補(bǔ)，從而平緩新能源波動(dòng)，減少系統(tǒng)運(yùn)行負(fù)擔(dān)，提高新能源的接納能力。
引入電力需求響應(yīng)機(jī)制是我國能源革命必然要求
從國際經(jīng)驗(yàn)來看，需求響應(yīng)的基本理念已經(jīng)得到廣泛接受和認(rèn)同，許多國家從能源戰(zhàn)略高度已將需求響應(yīng)資源置于與發(fā)電側(cè)資源同等甚至優(yōu)先的地位。美國在需求響應(yīng)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)、商業(yè)運(yùn)營及后期效果評價(jià)方面走在世界前列，各州陸續(xù)建立了基于市場運(yùn)作的DR項(xiàng)目，潛力巨大，預(yù)計(jì)2019年由DR帶來的峰荷削減或可達(dá)到最大負(fù)荷的20%。美國PJM地區(qū)的電力市場交易內(nèi)容已由主能量市場、容量市場、輔助服務(wù)市場交易推廣到以負(fù)荷響應(yīng)為主要對象的需求響應(yīng)市場交易。
我國需求響應(yīng)資源潛力十分巨大，據(jù)預(yù)測，2020年全社會(huì)用電量預(yù)計(jì)達(dá)到8萬億千瓦時(shí)左右，最大負(fù)荷有可能達(dá)到13億千瓦。這樣巨大的需求響應(yīng)資源與可再生能源發(fā)電能夠有效組合，可以使未來電網(wǎng)大比例接納風(fēng)電光伏等，實(shí)現(xiàn)中國能源體系的低碳轉(zhuǎn)型。
二、發(fā)展需求響應(yīng)的制約性因素
目前的電價(jià)不利于需求響應(yīng)
目前上網(wǎng)電價(jià)和銷售電價(jià)固化，不利于需求響應(yīng)資源的發(fā)展。峰谷電價(jià)尚未在全國推廣，已經(jīng)推廣的地區(qū)峰價(jià)差不夠大，對于儲(chǔ)能電站等需求響應(yīng)資源的經(jīng)濟(jì)吸引力還遠(yuǎn)不夠。
電力交易市場未形成
市場機(jī)制具有價(jià)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(yīng)的最好載體。因此，基于市場機(jī)制的需求響應(yīng)是我國發(fā)掘需求側(cè)資源的努力方向。
需求響應(yīng)項(xiàng)目可以稱為電力批發(fā)市場的減震器。將需求響應(yīng)引入競爭市場，增大需求側(cè)在市場中的作用，使市場競爭更為有效，價(jià)格更為合理，促進(jìn)電力市場的良性發(fā)展。不把需求側(cè)和供應(yīng)側(cè)同等對待，就不能形成一個(gè)真正良性運(yùn)作的電力市場。
市場主體力量太薄弱
目前開展的需求響應(yīng)主要是由電網(wǎng)公司實(shí)施，電網(wǎng)公司設(shè)置了電力需求側(cè)管理專責(zé)開展相關(guān)工作，其中也包括了需求響應(yīng)。但電網(wǎng)公司現(xiàn)在以購售電價(jià)差為核心的贏利模式?jīng)Q定了需求側(cè)管理主要是一項(xiàng)不得不應(yīng)付的行政任務(wù)，而不是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。真正具有積極性的市場主體是以節(jié)能服務(wù)商為主的各種能源服務(wù)商，這類市場主體目前數(shù)量和規(guī)模都很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)未來需求響應(yīng)大發(fā)展的需要。
可控負(fù)荷規(guī)模和能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
近些年風(fēng)電光伏等分布式發(fā)電發(fā)展很快，裝機(jī)總量快速增長，但可控負(fù)荷如智能家居、智能樓宇等分布式儲(chǔ)能設(shè)備規(guī)模的增速較低，規(guī)模也很小，不能滿足大規(guī)模調(diào)峰的需要。此外，需求響應(yīng)所必需的能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還有一些需要完善的地方，特別是在我國，還缺乏試點(diǎn)項(xiàng)目和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
三、建議
改進(jìn)電價(jià)機(jī)制
應(yīng)提前和盡早進(jìn)行相關(guān)理論研究，適時(shí)開展試點(diǎn)和示范項(xiàng)目，逐步打破完全固化的上網(wǎng)電價(jià)和銷售電價(jià)，增加其彈性和靈活性，并實(shí)現(xiàn)二者的互動(dòng)；在電力交易市場建立之前就要考慮到需求響應(yīng)機(jī)制的引入，消除管制和運(yùn)行規(guī)則上的各種障礙。
加快推進(jìn)電力交易市場的建設(shè)
加快電力市場建設(shè)步伐，對分時(shí)電價(jià)、直接負(fù)荷控制、可中斷負(fù)荷等手段進(jìn)行改進(jìn)，并引入關(guān)鍵峰荷電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)、緊急負(fù)荷響應(yīng)、需求側(cè)投標(biāo)等機(jī)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(cè)投標(biāo)市場和輔助服務(wù)市場三大市場為載體的市場局面，以改進(jìn)后的實(shí)時(shí)電價(jià)、峰谷分時(shí)電價(jià)和關(guān)鍵峰荷電價(jià)為調(diào)節(jié)手段，以直接負(fù)荷控制為支撐手段的需求側(cè)響應(yīng)體系。
大力發(fā)展和規(guī)劃“可控負(fù)荷”
大力發(fā)展新型“可控負(fù)荷”并進(jìn)行規(guī)劃。大力挖掘、引導(dǎo)、發(fā)展需求側(cè)的“可控負(fù)荷”，如智能充電設(shè)備、家用電器、充電汽車、電熱設(shè)備等；對于那些不重要、不嚴(yán)重影響生產(chǎn)質(zhì)量與生活質(zhì)量的負(fù)荷，交由配電網(wǎng)進(jìn)行用電容量調(diào)節(jié)或投切控制，使之成為配電網(wǎng)的可調(diào)資源。
將分布式發(fā)電與電動(dòng)汽車等家用可儲(chǔ)存電能設(shè)備的規(guī)劃和使用結(jié)合起來。未來，電動(dòng)汽車電池可以與配電網(wǎng)的充電站建立充放電關(guān)系，在一定程度上利用電動(dòng)汽車的空停時(shí)間承擔(dān)配電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)、能量調(diào)節(jié)作用。配電網(wǎng)要對此進(jìn)行超前規(guī)劃。
加大能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)和推廣力度
需求響應(yīng)技術(shù)涉及先進(jìn)計(jì)量技術(shù)、電力負(fù)荷管理技術(shù)、遠(yuǎn)方通信技術(shù)和智能控制技術(shù)、數(shù)字傳輸技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)，這些技術(shù)都是能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的組成部分。當(dāng)前國際性的自動(dòng)需求響應(yīng)技術(shù)的研究、應(yīng)用和推廣仍然在探索過程當(dāng)中，在我國更是處于起步階段。雖然已經(jīng)有了一些試點(diǎn)工程，但在客觀上我國需求響應(yīng)應(yīng)用的技術(shù)條件還較為缺乏，有關(guān)自動(dòng)需求響應(yīng)的技術(shù)的應(yīng)用極為有限。另外，需求響應(yīng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)模式和方法還未標(biāo)準(zhǔn)化，無法解決需求響應(yīng)技術(shù)、產(chǎn)品或系統(tǒng)之間的通用和互換問題，增加了實(shí)施需求響應(yīng)項(xiàng)目的成本，不利于自動(dòng)需求響應(yīng)技術(shù)的推廣。國家應(yīng)加大科研投入，擴(kuò)大試點(diǎn)范圍，在推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)中，帶動(dòng)需求響應(yīng)科學(xué)技術(shù)的同步發(fā)展。
積極培育市場主體
依據(jù)電力體制改革9號文的精神，配售電業(yè)務(wù)逐步放開，鼓勵(lì)高新園區(qū)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，以及節(jié)能公司進(jìn)入售電業(yè)務(wù)領(lǐng)域。這些公司在開展售電業(yè)務(wù)的同時(shí)將很有可能成為綜合的能源服務(wù)集成商，向客戶提供需求響應(yīng)服務(wù)。北京市電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作中還開創(chuàng)了“需求響應(yīng)負(fù)荷集成商”，將某些具備需求響應(yīng)能力的電力用戶集中在一起，作為整體參與需求響應(yīng)，并代理相關(guān)商務(wù)事宜的服務(wù)機(jī)構(gòu)。主要負(fù)責(zé)管理需求響應(yīng)用戶，建立自身可轉(zhuǎn)移負(fù)荷資源能力，承擔(dān)需求響應(yīng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷量，協(xié)助用戶實(shí)現(xiàn)控制、計(jì)量改造，制定需求響應(yīng)策略并指導(dǎo)用戶執(zhí)行響應(yīng)等工作。負(fù)荷集成商和用戶確定可調(diào)峰能力后，簽訂需求響應(yīng)協(xié)議，政府可根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)移負(fù)荷量予以需求響應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)或資金支持。這樣的需求響應(yīng)負(fù)荷集成商可利用能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把分布式的需求響應(yīng)資源集成進(jìn)入電力市場。各地政府應(yīng)積極鼓勵(lì)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(jìn)行低碳城市試點(diǎn)、新能源示范市試點(diǎn)，應(yīng)把需求響應(yīng)與這些試點(diǎn)融合，而不是單獨(dú)進(jìn)行需求側(cè)管理試點(diǎn)。政府應(yīng)建設(shè)需求側(cè)信息和能源低碳的集成平臺，通過公開信息，促進(jìn)需求響應(yīng)市場的發(fā)育和電力市場的發(fā)展。鼓勵(lì)各級地方政府結(jié)合上海、北京、蘇州和佛山等城市的需求側(cè)管理試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，更廣泛地開展需求響應(yīng)試點(diǎn)或推廣成功經(jīng)驗(yàn)，要依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)在線監(jiān)測體系和需求響應(yīng)公眾服務(wù)平臺，并綜合運(yùn)用補(bǔ)貼政策、價(jià)格政策等，對在高峰時(shí)段主動(dòng)削減負(fù)荷的用戶給予經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。
