張 瑋

（蘇州供電公司，江蘇 蘇州 215004）

電力需求響應(yīng)在城市綜合試點(diǎn)中的應(yīng)用探索

張 瑋

（蘇州供電公司，江蘇 蘇州 215004）

借鑒國(guó)外成熟的需求響應(yīng)模式，在電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作中，靈活采用分時(shí)時(shí)段調(diào)整、尖峰電價(jià)、可中斷電價(jià)、負(fù)荷控制、折讓鼓勵(lì)等經(jīng)濟(jì)手段為主的需求響應(yīng)措施，解決電網(wǎng)系統(tǒng)安全和穩(wěn)定的問(wèn)題。

需求響應(yīng)；尖峰電價(jià)；可中斷電價(jià)；直接負(fù)荷控制

2012年7月，財(cái)政部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)聯(lián)合下發(fā)了《電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作指導(dǎo)意見(jiàn)》，標(biāo)志著電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作的正式啟動(dòng)。同年11月，正式批準(zhǔn)蘇州、北京、唐山、佛山成為全國(guó)首批試點(diǎn)城市。

本次試點(diǎn)工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容是借鑒國(guó)外需求響應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)，探索建立符合我國(guó)國(guó)情的需求響應(yīng)機(jī)制。所謂需求響應(yīng)，是指電力用戶針對(duì)市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)或激勵(lì)機(jī)制作出響應(yīng)并改變其電力消費(fèi)模式的行為。

1 國(guó)外的需求響應(yīng)模式分析

以美國(guó)為例，作為世界上實(shí)施需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目數(shù)量最多、種類最全的國(guó)家，美國(guó)的需求響應(yīng)按照需求側(cè)面對(duì)的響應(yīng)信號(hào)性質(zhì)的不同，分為激勵(lì)型需求響應(yīng)和價(jià)格型需求響應(yīng)。

1.1 激勵(lì)型需求響應(yīng)

直接采用獎(jiǎng)勵(lì)方式來(lái)激勵(lì)和引導(dǎo)用戶參與各種系統(tǒng)所需要的負(fù)荷削減項(xiàng)目。項(xiàng)目包括：直接負(fù)荷控制、可削減和可中斷負(fù)荷、緊急需求響應(yīng)、容量市場(chǎng)、需求側(cè)投標(biāo)/回購(gòu)及輔助服務(wù)。

1.1.1 直接負(fù)荷控制

直接負(fù)荷控制是一種最常見(jiàn)的需求響應(yīng)計(jì)劃類型，在這種需求響應(yīng)活動(dòng)中，計(jì)劃發(fā)起方可以在簡(jiǎn)短通知之后，遠(yuǎn)程關(guān)閉或周期控制用戶的用電設(shè)備，而用戶能得到一定的獎(jiǎng)勵(lì)或折扣。這類需求響應(yīng)與目前我國(guó)現(xiàn)行的有序用電在操作方式上相近，但其控制的設(shè)備更加細(xì)分和終端化（例如：空調(diào)器或熱水器），對(duì)用戶的影響也較小。

1.1.2 中斷/縮減優(yōu)惠

中斷/縮減優(yōu)惠是指與優(yōu)惠零售價(jià)格相結(jié)合的電量縮減選擇，如果用戶同意在系統(tǒng)緊急情況下減少若干負(fù)荷，那么將為用戶提供一定的折扣或信用積分獎(jiǎng)勵(lì)。對(duì)參與有序用電的企業(yè)進(jìn)行某種方式的優(yōu)惠是一種趨勢(shì)，實(shí)施該類需求響應(yīng)的主要問(wèn)題是獎(jiǎng)勵(lì)資金的來(lái)源以及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.3 緊急需求響應(yīng)、容量市場(chǎng)與需求投標(biāo)/回購(gòu)及輔助服務(wù)

緊急需求響應(yīng)為那些自愿在特殊情況下縮減電量的用戶提供激勵(lì)性的補(bǔ)償。這種縮減是自愿的，補(bǔ)償?shù)慕痤~和等級(jí)都是事先約定的。

容量市場(chǎng)中，用戶承諾提供預(yù)先指定的負(fù)荷減少量來(lái)獲得相應(yīng)的保障性補(bǔ)貼，但如果未達(dá)到縮減量，則將受到懲罰。

需求招標(biāo)/回購(gòu)鼓勵(lì)大用戶通過(guò)參與市場(chǎng)投標(biāo)方式來(lái)縮減電量。

輔助服務(wù)項(xiàng)目可以讓消費(fèi)者以其可削減負(fù)荷作為運(yùn)行備用直接參與輔助服務(wù)市場(chǎng)交易，對(duì)參與者的容量削減和反應(yīng)速度有很高要求。

這幾類響應(yīng)項(xiàng)目多依托于電力交易市場(chǎng)，用戶的自主選擇性很強(qiáng)，與我國(guó)現(xiàn)行的市場(chǎng)化程度差異較大。

1.2 價(jià)格型需求響應(yīng)

價(jià)格型需求響應(yīng)是指讓終端消費(fèi)者直接面對(duì)基于時(shí)間的價(jià)格信號(hào)而自主做出用電時(shí)間和用電方式的調(diào)整。包括分時(shí)電價(jià)、實(shí)時(shí)電價(jià)、關(guān)鍵峰荷電價(jià)。各種類型的電價(jià)與電網(wǎng)運(yùn)行情況高度契合。

1.2.1 分時(shí)電價(jià)

分時(shí)電價(jià)是一種最為普遍的動(dòng)態(tài)時(shí)間電價(jià)，其時(shí)間段的劃分由粗到細(xì)可以有無(wú)數(shù)種。如：豐枯電價(jià)、旱季雨季電價(jià)、工作日電價(jià)、節(jié)假日電價(jià)、每日的尖峰平谷電價(jià)等。相比較而言，我國(guó)各地的分時(shí)電價(jià)種類少，執(zhí)行單一，電價(jià)制定與市場(chǎng)發(fā)展脫節(jié)。

1.2.2 實(shí)時(shí)電價(jià)

實(shí)時(shí)電價(jià)不是提前設(shè)定的，而是每天波動(dòng)的，直接反應(yīng)批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格，與日前或?qū)崟r(shí)購(gòu)電成本掛鉤。

1.2.3 關(guān)鍵峰荷電價(jià)

關(guān)鍵峰荷電價(jià)是在普通電價(jià)或分時(shí)電價(jià)的基礎(chǔ)上，設(shè)置一個(gè)關(guān)鍵峰荷期電價(jià)。關(guān)鍵峰荷期是不確定的，它可以由系統(tǒng)緊急情況觸發(fā)，也可以由供電公司在面臨電力批發(fā)價(jià)格過(guò)高時(shí)觸發(fā)。在我國(guó)目前的電價(jià)機(jī)制下，實(shí)施此類變動(dòng)電價(jià)難度較大，部分省市執(zhí)行的夏季尖峰電價(jià)可認(rèn)為是關(guān)鍵峰荷電價(jià)的雛形。

2 需求響應(yīng)的試點(diǎn)方案制定

在本次電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作中，直接負(fù)荷控制、中斷/縮減優(yōu)惠、分時(shí)電價(jià)、關(guān)鍵峰荷電價(jià)的可借鑒度較高，適合在此基礎(chǔ)上制定需求響應(yīng)的試點(diǎn)方案。

合理科學(xué)的需求響應(yīng)方案，既要能夠使用戶感受到一定的吸引力，主動(dòng)參與，按協(xié)議削減或轉(zhuǎn)移其在系統(tǒng)高峰時(shí)的用電負(fù)荷，又要使電力公司實(shí)現(xiàn)收支平衡、移峰填谷、提高電網(wǎng)負(fù)荷率、保證電網(wǎng)安全的目標(biāo)。

2.1 試點(diǎn)方案示例

由于本次試點(diǎn)的4個(gè)城市電價(jià)體系有所差別，本文以江蘇蘇州為例。蘇州位于長(zhǎng)江三角洲，2012年GDP達(dá)到12 115億元，全社會(huì)用電量1 189億kWh，網(wǎng)供最高負(fù)荷1 818萬(wàn)kW，預(yù)計(jì)2013年最大電力缺口將達(dá)到206萬(wàn)kW。結(jié)合蘇州實(shí)際，需求響應(yīng)的試點(diǎn)方案建議如下。

（1）擴(kuò)大直接負(fù)荷控制范圍

將一般工商業(yè)用戶的空調(diào)、熱水器、照明等終端用電設(shè)備納入需求響應(yīng)范疇，擴(kuò)展現(xiàn)有電力公司的負(fù)控系統(tǒng)功能，采用多級(jí)分路方式精確控制不同類型的負(fù)荷，在高峰期遠(yuǎn)程關(guān)閉或控制此類設(shè)備，起到平衡電網(wǎng)負(fù)荷作用。在試點(diǎn)初期，可采用遠(yuǎn)程調(diào)整用戶設(shè)備的運(yùn)行功率等手段，例如：在夏季高峰時(shí)，將參與用戶的空調(diào)溫度短時(shí)間內(nèi)統(tǒng)一調(diào)整到26℃。

（2）開展可中斷電價(jià)（可中斷電力合同）試點(diǎn)

對(duì)于參與有序用電的用戶，夏季高峰期間實(shí)施可中斷電價(jià)（可中斷電力協(xié)議）?？芍袛嚯妰r(jià)就是通過(guò)與可中斷負(fù)荷的用戶簽訂合同（協(xié)議），規(guī)定將高峰時(shí)段的用電轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段，并給予客戶優(yōu)惠的電價(jià)作為激勵(lì)手段。由于目前電價(jià)機(jī)制的局限，優(yōu)惠電價(jià)可改為相應(yīng)的資金激勵(lì)。資金激勵(lì)的方式可采用兩部制，即承諾削減容量的基本激勵(lì)和錯(cuò)峰期間損失電量的變動(dòng)激勵(lì)。

（3）高峰期間的峰平谷時(shí)段調(diào)整

目前江蘇省內(nèi)的大工業(yè)用戶執(zhí)行峰平谷三段式分時(shí)電價(jià)，高峰時(shí)間段為8：00～12：00和17：00～21：00。該分時(shí)時(shí)段的分布與夏季高峰期的負(fù)荷特性不一致，有必要在夏季進(jìn)行峰谷平時(shí)段的調(diào)整，特別是下午13：00～17：00的時(shí)間段需要納入高峰時(shí)段（見(jiàn)圖1）。如在7—8月間將高峰時(shí)間段改為9：00～17：00，則每年蘇州電費(fèi)將增收約1億元。既利用價(jià)格杠桿平抑高峰負(fù)荷，又會(huì)很好解決需求響應(yīng)激勵(lì)資金的來(lái)源問(wèn)題。

（4）開展夏季尖峰電價(jià)試點(diǎn)

尖峰電價(jià)在峰谷電價(jià)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，是在峰谷電價(jià)上疊加尖峰時(shí)段的尖峰費(fèi)率而形成的一種電價(jià)機(jī)制。尖峰電價(jià)通常在峰谷電價(jià)的基礎(chǔ)上實(shí)施，即一年中大部分時(shí)間實(shí)行峰谷電價(jià)，少數(shù)時(shí)間的部分時(shí)段實(shí)行尖峰電價(jià)。北京、江西、湖南等地也有實(shí)施尖峰電價(jià)的經(jīng)驗(yàn)，但由于地域特點(diǎn)，尖峰電價(jià)的適用范圍、執(zhí)行時(shí)間與峰谷比等均存在較大的差異。蘇州若實(shí)施尖峰電價(jià)，需要考慮對(duì)象范圍、實(shí)施時(shí)段、供電側(cè)與需求側(cè)的成本變動(dòng)等多重因素。

2.2 試點(diǎn)方案實(shí)施步驟

（1）調(diào)整峰谷平電價(jià)時(shí)段，電價(jià)數(shù)值不變，實(shí)施日期方案為7、8月或7、8、9月。

圖1 2010、2011、2012年蘇州市7—8月同時(shí)刻小時(shí)負(fù)荷電量平均值

（2）實(shí)施可中斷電價(jià)（可中斷電力合同），引入企業(yè)參與度指標(biāo)，改進(jìn)有序用電的客戶評(píng)估方法和實(shí)施模式。

（3）擴(kuò)大直接負(fù)荷控制范圍，將一般工商業(yè)用戶的終端用電設(shè)備納入需求響應(yīng)范疇。

（4）考慮峰谷平電價(jià)時(shí)段調(diào)整的實(shí)施效果，適時(shí)推出尖峰電價(jià)方案。

（5）在條件成熟的情況下，將尖峰谷平電價(jià)推廣至一般工商業(yè)用戶。

3 需求響應(yīng)的資金支持

需求響應(yīng)中激勵(lì)資金的來(lái)源及合理使用是決定試點(diǎn)成功與否的關(guān)鍵，但我國(guó)由于電價(jià)尚未市場(chǎng)化，電力公司實(shí)施需求響應(yīng)的激勵(lì)措施方面存在資金的困難，因此，需求響應(yīng)的激勵(lì)資金的來(lái)源需要試點(diǎn)城市政府統(tǒng)籌安排。堅(jiān)持量入為出的原則，初期采用劃撥試點(diǎn)專項(xiàng)資金、后期采用電價(jià)試點(diǎn)的增收部分是一個(gè)較具有可操作性的方式。

可中斷電價(jià)與分時(shí)段調(diào)整或可中斷電價(jià)與尖峰電價(jià)應(yīng)作為相互補(bǔ)充的一對(duì)電價(jià)同步出臺(tái)，實(shí)現(xiàn)有增有補(bǔ)，收支平衡。以分時(shí)段調(diào)整、尖峰電價(jià)增收部分作為可中斷電價(jià)的優(yōu)惠給以補(bǔ)償，但必須確保可中斷負(fù)荷需要支出的總金額應(yīng)不超出分時(shí)調(diào)整和尖峰電價(jià)的增收部分的總金額。

需求響應(yīng)電價(jià)聯(lián)動(dòng)機(jī)制示意圖如圖2。

維持POOL中的金額在最低金額限值Lmin與最高金額限值Lmax之間。

圖2 分時(shí)段調(diào)整、尖峰電價(jià)與可中斷電價(jià)聯(lián)動(dòng)機(jī)制

當(dāng)LPOOL＞Lmax時(shí)，①可適當(dāng)擴(kuò)大可中斷電價(jià)實(shí)施范圍（補(bǔ)償和激勵(lì)額度不變）；②增加可中斷合同補(bǔ)償/激勵(lì)的額度；③降低尖峰電價(jià)。

當(dāng)LPOOL＜Lmin時(shí)，①可適當(dāng)縮小可中斷電價(jià)實(shí)施范圍（補(bǔ)償和激勵(lì)額度不變）；②減少可中斷合同補(bǔ)償/激勵(lì)的額度；③增加尖峰電價(jià)；④緊急情況下可從財(cái)政撥款中支取。

4 需求響應(yīng)的技術(shù)支持

需求響應(yīng)試點(diǎn)另一個(gè)需要解決的問(wèn)題就是其支持技術(shù)，包括先進(jìn)計(jì)量技術(shù)、遠(yuǎn)方通信技術(shù)和智能控制系統(tǒng)，這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與否將直接決定需求響應(yīng)的適用范圍和反應(yīng)速度。

先進(jìn)計(jì)量技術(shù)：目前新型的智能電能表具備了儲(chǔ)存分時(shí)段用電信息，記錄和顯示瞬時(shí)負(fù)荷信息，包括有功、無(wú)功、視在功率、電壓、電流和負(fù)荷率等，為用戶參與可中斷電價(jià)的評(píng)估提供負(fù)荷信息和電量情況。

遠(yuǎn)方通信技術(shù)：電網(wǎng)公司目前采用的電能信息采集系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)抄表和遠(yuǎn)方控制設(shè)備。

智能控制技術(shù)：在直接負(fù)荷控制模式中，需要在用戶的終端設(shè)備處安裝一種單向遙控開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)、熱水器等設(shè)備的溫度控制和開停。此種開關(guān)在國(guó)外已有長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)成熟，產(chǎn)品可靠。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文借鑒國(guó)外成熟的需求響應(yīng)模式，結(jié)合此次電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作，提出了具有一定可操作性的需求響應(yīng)方案，用于完善現(xiàn)有的有序用電工作。隨著我國(guó)電力工業(yè)市場(chǎng)化程度的提升，需求側(cè)資源在市場(chǎng)中的作用越來(lái)越重要，會(huì)逐步建立起完善的電力市場(chǎng)體系，要從以行政手段為主的有序用電逐漸過(guò)渡到以經(jīng)濟(jì)手段為主的需求響應(yīng)。靈活的采用分時(shí)電價(jià)、尖峰電價(jià)、可中斷合同、折讓鼓勵(lì)等經(jīng)濟(jì)手段，解決系統(tǒng)安全和穩(wěn)定的問(wèn)題，建立符合我國(guó)國(guó)情的電力需求側(cè)管理體制。

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Application and exploration of demand response in urban comprehensive pilot

ZHANG Wei
（Suzhou Electric Power Supply Company,Suzhou 215004,China）

Using foreign mature demand response mode for reference,in urban DSM comprehensive pilot work,the demand re?sponse measures by means of economy such as flexible use of period time adjustment,peak electricity price,interruptible electricity price and load control,discount for encouragement,solve the problems of power system security and stability.

demand response;peak load tariff;interruptible tariff;direct load control

TM714

C

1009-1831（2013）05-0023-04

2013-08-21