龐鵬

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司，廣東 廣州510060)

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電力市場化改革背景下電力需求響應(yīng)機(jī)制與支撐技術(shù)

龐鵬

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司，廣東 廣州510060)

摘要：全面梳理國內(nèi)外實施需求響應(yīng)的理論與實踐，系統(tǒng)歸納電力需求響應(yīng)的類型、機(jī)制、評價體系和支撐關(guān)鍵技術(shù)。針對當(dāng)前電力市場化改革背景下電力需求響應(yīng)正進(jìn)入商業(yè)化實施階段，提出電力需求響應(yīng)理論架構(gòu)，包括需求響應(yīng)商業(yè)化實施總體目標(biāo)、響應(yīng)機(jī)制、性能評價方法與支撐技術(shù)等關(guān)鍵要素。

關(guān)鍵詞：需求響應(yīng)；電力市場；電力改革；決策支持；效果評價

電力需求響應(yīng)(demand response，DR)是需求側(cè)管理的重要技術(shù)手段，是指用戶對價格或激勵做出響應(yīng)并改變原有電力消費模式，從而實現(xiàn)用電優(yōu)化和系統(tǒng)資源的綜合優(yōu)化配置。與有序用電相比，DR引入市場機(jī)制，不具有行政色彩，尊重電力客戶的用電習(xí)慣和規(guī)律，給用戶更多的自主選擇權(quán)；DR是電力需求側(cè)管理的高級階段，具有明顯的市場優(yōu)勢。DR是緩解電力供需矛盾、降低高峰負(fù)荷、促進(jìn)節(jié)能減排的重要工具，是保證系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行的重要措施，是電力行業(yè)科學(xué)發(fā)展的必然選擇[1-4]。國外(如美國、英國、挪威、瑞典等)已經(jīng)進(jìn)行了大量的DR研究和實施，并取得了豐富的經(jīng)驗[5-10]。我國電力DR研究與實踐剛剛起步，在DR機(jī)制、響應(yīng)技術(shù)、效果評價等方面需要進(jìn)行深入研究[11-15]。本文針對電力市場化改革背景下如何推動電力需求側(cè)響應(yīng)商業(yè)化實施的問題，提出了DR的實施主體、目標(biāo)規(guī)劃、響應(yīng)機(jī)制、支撐關(guān)鍵技術(shù)等理論架構(gòu)。

1DR類型與機(jī)制

1.1DR類型

電力市場中的DR可分為系統(tǒng)導(dǎo)向型DR和市場導(dǎo)向型DR兩種形式[16]。按照不同的響應(yīng)方式，DR可分為基于價格的DR和基于激勵的DR[17-18]?；趦r格的DR是指用戶響應(yīng)依據(jù)分時電價(time-of-use pricing，TOU)、實時電價(real-time pricing，RTP)、尖峰電價(critical peak pricing，CPP)等零售電價的變化而相應(yīng)地調(diào)整用電需求?；诩畹腄R是指DR實施機(jī)構(gòu)通過制定確定性的或者隨時間變化的激勵政策，使參與DR的客戶獲得直接經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償或優(yōu)惠電價等。

按照響應(yīng)行為的自動化程度，DR可分為傳統(tǒng)的人工需求響應(yīng)(manual demand response，MDR)、半自動需求響應(yīng)(semi-automated demand response，SADR)和自動需求響應(yīng)(automated demand response，ADR)。MDR需要管理人員或操作人員手動關(guān)停設(shè)備或調(diào)整設(shè)備的運行功率，電網(wǎng)側(cè)也只能進(jìn)行離線的激勵設(shè)置。這使得用戶響應(yīng)產(chǎn)生了時間上的延遲，而且MDR的可靠性得不到保證，電網(wǎng)側(cè)也無法根據(jù)用戶響應(yīng)行為及時調(diào)整DR觸發(fā)信號，降低了DR的靈活性和效率。SADR是指管理人員通過集中控制系統(tǒng)觸發(fā)DR程序。ADR不存在任何的人工介入，通過接收外部信號觸發(fā)用戶側(cè)的DR程序[19]。ADR實現(xiàn)了DR的自動化[20]，不僅能實現(xiàn)負(fù)荷調(diào)度，提高能源利用效率，還可以輔助新能源接入。

龐鵬：電力市場化改革背景下電力需求響應(yīng)機(jī)制與支撐技術(shù)

1.2DR機(jī)制

DR機(jī)制主要包括電價機(jī)制、激勵機(jī)制、實施模式。研究負(fù)荷響應(yīng)行為及影響因素是設(shè)計DR機(jī)制的基礎(chǔ)和前提[21-22]。通過調(diào)查統(tǒng)計的方法對工業(yè)用戶的DR進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用因子分析法找出影響工業(yè)用戶DR的主要因素[23]，進(jìn)而設(shè)計能夠引導(dǎo)負(fù)荷響應(yīng)行為的DR機(jī)制。

電價機(jī)制主要包括電價設(shè)定、時段劃分、建模與求解等。文獻(xiàn)[24]提出一種基于對數(shù)彈性的電力用戶負(fù)荷模型，模擬了電力用戶對基于價格的DR方法的實時電價計劃。文獻(xiàn)[25]提出了基于用戶DR的分時階梯電價的檔位制定方法。利用Stone-Geary效用函數(shù)對用戶的價格彈性進(jìn)行差異化分析，得到分時階梯電價的一、二檔的最優(yōu)檔位，并分析了響應(yīng)效果和節(jié)能效益。文獻(xiàn)[26]建立了基于用戶響應(yīng)的TOU時段劃分模型，通過比對電力用戶負(fù)荷曲線比重結(jié)構(gòu)變化強(qiáng)度，評估電力用戶在各時刻點的響應(yīng)程度，提出了時刻點的響應(yīng)度屬性指標(biāo)。融合時刻點的響應(yīng)度屬性指標(biāo)，對依據(jù)各時刻點峰、谷隸屬度模糊聚類形成的時段劃分進(jìn)行修正。文獻(xiàn)[27]從配電公司的自身利益出發(fā)，提出了一個考慮購電成本、DR以及其他因素的分時電價定價模型，針對購電商是否具有市場力兩種情況分別進(jìn)行了分析，探討了其求解過程。文獻(xiàn)[28]研究了基于用戶用電特性及供電成本分?jǐn)偟匿N售側(cè)電價機(jī)制，借助模糊C均值算法，根據(jù)用戶的典型日負(fù)荷曲線對用戶進(jìn)行分類，得到了典型用戶負(fù)荷率曲線及用電參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，考慮用戶DR，建立了TOU的最優(yōu)化模型，分別計算分析了在峰荷最小、谷荷最大和峰谷差最小三種優(yōu)化目標(biāo)下的負(fù)荷曲線及各方收益變化。文獻(xiàn)[29]針對需求側(cè)用戶的多時段電價響應(yīng)，基于電力供給與電力彈性需求平衡關(guān)系推導(dǎo)了峰谷TOU下的電量電價彈性矩陣，以電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)收益最大化為目標(biāo)函數(shù)，計入可靠性約束、購電風(fēng)險和線路損耗等，建立了峰谷TOU模型。文獻(xiàn)[30]在分析CPP費率體系和實施過程的基礎(chǔ)上，利用電量電價彈性矩陣來反映用戶對CPP的響應(yīng)，采用復(fù)合電價模型來預(yù)測電力批發(fā)市場電價，由此建立了一種兼顧用戶和供電公司利益的CPP 決策模型。

激勵機(jī)制和實施模式方面，文獻(xiàn)[9]介紹了美國和日本的激勵機(jī)制和項目運作模式。文獻(xiàn)[31]探討了智能電網(wǎng)發(fā)展的不同時期分階段實施DR的機(jī)制。文獻(xiàn)[32]設(shè)計了電力積分的DR激勵機(jī)制，分析了基于電力積分的運營模式、獎懲機(jī)制和實施流程。文獻(xiàn)[33]采用機(jī)制設(shè)計理論，提出了信息不對稱環(huán)境下供電公司考慮用戶參與約束和激勵相容約束的需求訂購模型，解決了需求訂購中用戶真實基準(zhǔn)負(fù)荷的自愿披露問題。文獻(xiàn)[34]提出應(yīng)將輸電阻塞盈余用于緩解線路阻塞，并結(jié)合阻塞線路影子價格和用戶需求價格彈性系數(shù)的特性，引入節(jié)點邊際價格-再調(diào)度費用影響因子，提出了以日前阻塞盈余作為資金來源，激勵用戶主動響應(yīng)、緩解實時網(wǎng)絡(luò)阻塞狀況的獎勵券機(jī)制，形成了阻塞管理新的有效方法。

我國部分省(直轄市)(如安徽、浙江、上海等)實行了直接負(fù)荷控制和可中斷電價補(bǔ)償政策，極大地促進(jìn)了國內(nèi)DR的發(fā)展。國家電網(wǎng)公司與霍尼韋爾公司在天津開展智能電網(wǎng)DR示范與可行性項目，在商業(yè)樓宇、工廠等部署了ADR系統(tǒng)和裝置。中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司結(jié)合佛山電力需求側(cè)管理綜合城市試點，建設(shè)了電力需求側(cè)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)典型大用戶的在線監(jiān)測，設(shè)計DR平臺，策劃實施商業(yè)樓宇的ADR及基于激勵的工業(yè)用戶需求響應(yīng)項目。

2DR支撐技術(shù)研究

DR支撐技術(shù)包括先進(jìn)計量技術(shù)、遠(yuǎn)方通信技術(shù)、智能控制技術(shù)和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[35]。

2.1通信技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)化是支撐智能電網(wǎng)發(fā)展、規(guī)范智能電網(wǎng)建設(shè)的根本。ADR項目能夠有效地轉(zhuǎn)移或削減負(fù)荷，但是實現(xiàn)DR的技術(shù)模式和方法還未標(biāo)準(zhǔn)化，不利于相關(guān)DR應(yīng)用的推廣，無法解決DR技術(shù)、產(chǎn)品或系統(tǒng)之間的通用和互換問題，增加了實施DR項目的成本，不利于實現(xiàn)DR的完全自動化。所以，研究開放式的通信規(guī)范具有明顯的必要性。

與DR相關(guān)的已有標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范分為電網(wǎng)側(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備側(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及電網(wǎng)與用戶側(cè)接口標(biāo)準(zhǔn)三大類。設(shè)備側(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)包括ISO 16484-5、ISO/IEC 14543-3、SEP 2.0、ISO/IEC 18012、SAE J2931等，這些標(biāo)準(zhǔn)對用戶側(cè)智能樓宇、家庭能源管理系統(tǒng)、電動汽車等領(lǐng)域的信息模型或通信協(xié)議作出了規(guī)定[36-41]。電網(wǎng)側(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)較多，如IEC 61968 系列標(biāo)準(zhǔn)、IEC 61970 系列標(biāo)準(zhǔn)、IEC 61850 系列標(biāo)準(zhǔn)等。電網(wǎng)與用戶側(cè)接口標(biāo)準(zhǔn)包括IEC TC57 的部分標(biāo)準(zhǔn)、開放式自動需求響應(yīng)(open automated demand response，OpenADR)通信規(guī)范以及結(jié)構(gòu)化信息標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)組織(Organization for the Advancement of Structured Information Standards，OASIS)制定的相關(guān)規(guī)范[42-43]、智能能源子集(smart energy profile，SEP)等。OpenADR的通信架構(gòu)如圖1所示。

API—應(yīng)用程序編程接口，application programming interface的縮寫；DRAS—需求響應(yīng)自動服務(wù)器，demand response automatic server的縮寫。圖1　OpenADR的通信架構(gòu)示意圖

國內(nèi)對DR領(lǐng)域的研究和實踐起步較晚，目前的研究集中于DR的理論和框架方面[44-46]，但對DR標(biāo)準(zhǔn)的重視和關(guān)注日益增強(qiáng)[47]。2011年，IEC批準(zhǔn)成立智能電網(wǎng)用戶接口(smart grid user interface，SGUI)項目委員會(以下簡稱“PC118”)，PC118下設(shè)2個工作組，分別負(fù)責(zé)編制“需求側(cè)智能設(shè)備域電網(wǎng)交互接口”和“電力需求響應(yīng)”系列標(biāo)準(zhǔn)。2014年，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)建立全國智能電網(wǎng)用戶接口標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會SAC/TC549，該標(biāo)委會負(fù)責(zé)智能電網(wǎng)用戶接口技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)歸口工作。

在上述標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)[48]設(shè)計了一種包括架構(gòu)和一般需求、術(shù)語、CIM-DR模型、DR子集和消息模式、通信、安全、一致性測試規(guī)范等七部分的DR國際標(biāo)準(zhǔn)的整體架構(gòu)。

2.2高級量測體系

高級量測體系(advanced metering infrastructure，AMI)是在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)(automatic meter reading，AMR)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。AMI是DR實施的硬件基礎(chǔ)，電力需求側(cè)管理平臺是DR實施的軟件基礎(chǔ)。AMI主要由用戶端的智能電表和用戶信息顯示平臺、供電商端的數(shù)據(jù)管理中心、聯(lián)系兩端的雙向通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成[48]。智能電表負(fù)責(zé)用電信息采集。雙向通信網(wǎng)絡(luò)涵蓋智能電表—數(shù)據(jù)采集器—數(shù)據(jù)集中器—數(shù)據(jù)管理中心4個環(huán)節(jié)，響應(yīng)的通信系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)[49]，包括無線戶內(nèi)網(wǎng)(home area network，HAN)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。測量數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)(measured data management system，MDMS)是安裝于電網(wǎng)公司主站的帶有數(shù)據(jù)分析功能的數(shù)據(jù)庫。

AMI的實時數(shù)據(jù)采集能力、海量數(shù)據(jù)存儲和分析能力、先進(jìn)的遠(yuǎn)程控制能力，強(qiáng)化了DR項目的實施。國外的應(yīng)用實踐表明，AMI在DR項目實施中主要有以下3個作用：

a)基于電價的DR。動態(tài)電價計費的復(fù)雜性不便于用戶及時響應(yīng)電價變化，需要計量系統(tǒng)能夠采集、保存并快速處理復(fù)雜的分時用電信息[50]。

b)基于用電信息的DR。AMI系統(tǒng)可為用戶提供用電信息及輔助分析功能，促進(jìn)用戶關(guān)注當(dāng)前用電行為的影響，激發(fā)用戶主動調(diào)整用電時間，提高用能效率，降低用電成本[51]。

c)自動需求響應(yīng)。ADR主要依靠設(shè)備的智能控制。主站支持控制命令下發(fā)，終端具備遠(yuǎn)程控制功能?；贏MI的雙向通信網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。

ADCS—自動數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)，auto data collecting system的縮寫；DMS—數(shù)據(jù)管理中心，data management system的縮寫。圖2　基于AMI的雙向通信網(wǎng)絡(luò)

AMI是實現(xiàn)配電網(wǎng)互動的技術(shù)前提，合理部署DR則是與用戶良好互動的關(guān)鍵，只有兩者相輔相成，才能促進(jìn)配電網(wǎng)互動化向高水平發(fā)展。

2.3DR輔助決策技術(shù)

2.3.1DR策略

DR決策技術(shù)主要包括家庭及商業(yè)建筑ADR技術(shù)、工業(yè)企業(yè)負(fù)荷響應(yīng)技術(shù)、分布式電源協(xié)同控制技術(shù)、智能優(yōu)化調(diào)度技術(shù)等。

針對家庭用戶，利用智能電網(wǎng)雙向交互能力，建立智能家電管理(home appliances management, HAM)系統(tǒng)[52]，參與系統(tǒng)低頻調(diào)整[53]，提前響應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)控需求。文獻(xiàn)[54]針對高耗能企業(yè)發(fā)用電響應(yīng)問題，建立了高耗能企業(yè)自發(fā)電調(diào)度和負(fù)荷轉(zhuǎn)移一體化調(diào)度模型。主動負(fù)荷系統(tǒng)響應(yīng)行為的經(jīng)濟(jì)效益是推動主動負(fù)荷系統(tǒng)發(fā)展的原動力。文獻(xiàn)[55]基于主動負(fù)荷系統(tǒng)互動DR行為的時間過程特征和經(jīng)濟(jì)效率特征，提出主動負(fù)荷系統(tǒng)互動響應(yīng)行為特征分析模式，建立主動負(fù)荷響應(yīng)計劃決策模型。

2.3.2DR支持系統(tǒng)

文獻(xiàn)[56]介紹了基于OpenADR的需求側(cè)管理系統(tǒng)，包括公共事業(yè)單位、終端用戶和系統(tǒng)客戶端三部分。文獻(xiàn)[57]提出了基于ZigBee技術(shù)的DR系統(tǒng)，以CC2430作為系統(tǒng)通信節(jié)點設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器、連接智能電表的路由器及DR終端。文獻(xiàn)[58]對DR管理系統(tǒng)的整體技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，并以激勵型DR中的可中斷負(fù)荷和電價型DR中的CPP為例，對其整個業(yè)務(wù)流程和基于可中斷負(fù)荷與CPP的需求響應(yīng)管理系統(tǒng)的內(nèi)部與外部的信息交互進(jìn)行了設(shè)計。

3DR效果分析與評價

3.1DR對電力系統(tǒng)的影響

DR對電力系統(tǒng)的影響主要體現(xiàn)在削峰填谷、可再生能源消納、系統(tǒng)可靠性、交易模式等方面。

a)削峰填谷，提升負(fù)荷率和設(shè)備運行效率。負(fù)荷曲線的削峰填谷可為市場帶來可觀的利益。美國加州電力市場的分析顯示，高峰時段5%的需求減少即可帶來50%的價格下降[59]。

b)提升電網(wǎng)對可再生能源的消納能力。供需互動的電力市場中，一方面交易往往具有節(jié)能減排的方向性；另一方面通過對負(fù)荷進(jìn)行直接控制或利用電價等市場信號間接控制，實現(xiàn)對可再生能源發(fā)電變化的跟蹤[60-61]。

c)豐富電網(wǎng)運行的控制和調(diào)節(jié)手段，為系統(tǒng)提供輔助服務(wù)，提升系統(tǒng)的可靠性。通過需求側(cè)內(nèi)部有序用電交易的開展[62]及對負(fù)荷及分布式發(fā)電的出力狀態(tài)、出力水平的控制和調(diào)節(jié)，也可為系統(tǒng)提供調(diào)頻、調(diào)峰及備用等輔助服務(wù)。

d)提供各種交易模式，促使各市場參與方增加收益，降低風(fēng)險，有助于形成合理的價格，增進(jìn)市場公平性和競爭性，提升市場效率及能源綜合利用效率。價格形成機(jī)制的多樣化促進(jìn)了市場各環(huán)節(jié)合理電價的形成，有利于準(zhǔn)確反映資源成本。

3.2DR量的確認(rèn)與評價

DR量的確認(rèn)與評價涉及參與各方利益，是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展的重要保證，主要包括成本效益分析法、DR量確認(rèn)法和DR效果評價法。

3.2.1成本效益分析

用戶根據(jù)DR激勵信號做出響應(yīng)、改變自身的用電方式所付出的成本定義為用戶響應(yīng)成本。需求側(cè)資源參與DR需要成本[63]，用戶的電力中斷成本

c=f(θ,Q,τ,t1,t2,n).

(1)

式中：θ為用戶的類型數(shù)據(jù)；Q為用戶中斷用電量；τ為中斷發(fā)生的時間類型；t1為用電中斷的持續(xù)時間；t2為負(fù)荷中斷提前通知時間；n為負(fù)荷中斷次數(shù)。當(dāng)DR為價格激勵時，后3個物理量不起作用。

DR的效益主要體現(xiàn)在響應(yīng)行為對用戶、電網(wǎng)和社會環(huán)境三方的經(jīng)濟(jì)效益[64]，總體效益

C=c2+c3+c4+c5-c1.

(2)

式中：C為DR的總體效益；c1、c2、c3、c4、c5分別為實施DR的成本函數(shù)、實施后所帶來的減排效益、削減高峰備用容量效益、減少深度調(diào)峰容量效益和用戶購電費用減少效益。

3.2.2DR量確認(rèn)

DR量確認(rèn)的關(guān)鍵在于基線負(fù)荷的準(zhǔn)確計算及實際負(fù)荷的在線監(jiān)測。文獻(xiàn)[65]討論了用戶基本負(fù)荷的計算原則與方法，指出數(shù)據(jù)選擇原則、計算方法與氣象修正因子是計算用戶基本負(fù)荷的三要素；分析了兩種評價用戶響應(yīng)性能的方法，即絕對值法與相對指標(biāo)法，指出可按用戶響應(yīng)性能數(shù)值細(xì)分用戶響應(yīng)的重要性等級；探討了按用戶的響應(yīng)性能對用戶進(jìn)行補(bǔ)償或處罰的方法。文獻(xiàn)[66]基于智能電網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢，提出適合項目應(yīng)用的基于信息雙向互動的用戶基線負(fù)荷計算方法，該方法考慮了用戶次日保電計劃和檢修計劃，可為定量評價用戶負(fù)荷的減少程度提供依據(jù)。將用戶基線負(fù)荷應(yīng)用于可中斷負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度中用戶削減量決策變量優(yōu)化范圍的確定，當(dāng)用戶基線負(fù)荷超過最大削減容量限制或低于最低保障負(fù)荷時，能合理計算決策變量優(yōu)化范圍，使得優(yōu)化結(jié)果更具有時效性和可執(zhí)行性。基于用戶基線負(fù)荷和決策結(jié)果的執(zhí)行情況提出補(bǔ)償和懲罰相結(jié)合的費用結(jié)算方式。

3.2.3DR效果評價

DR效果評價包括參與DR的用戶響應(yīng)性能評價和區(qū)域響應(yīng)效果評價兩方面。針對響應(yīng)用戶，DR性能評價方法主要有絕對計算法和相對指標(biāo)法兩種。相對指標(biāo)法常采用認(rèn)繳性能指標(biāo)(subscribed performance index, SPI)法和峰荷性能指標(biāo)(peak performance index, PPI)法。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)從響應(yīng)速度、持續(xù)時間、響應(yīng)次數(shù)等方面評價用戶DR性能。

4新電改背景下推動DR商業(yè)化的理論架構(gòu)

隨著我國輸配電價改革試點工作的推進(jìn)，新一輪電力改革正式啟動，輸配電價與發(fā)售電價形成機(jī)制分離，逐步實現(xiàn)公益性以外的發(fā)售電價格由市場決定。電力市場化改革為DR商業(yè)化實施奠定了基礎(chǔ)。需求側(cè)響應(yīng)商業(yè)化實施應(yīng)強(qiáng)化市場主體作用，平衡好社會效益和參與各方經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系，引導(dǎo)建立良好的商業(yè)運作模式，建設(shè)開放、可靠的技術(shù)支撐平臺。

4.1DR總體目標(biāo)

政府在設(shè)計和推動電力DR產(chǎn)業(yè)發(fā)展時，出發(fā)點與落腳點應(yīng)放在使能源資源利用率最大化方面，其次總體目標(biāo)應(yīng)進(jìn)一步分解和銜接，能夠調(diào)動參與用戶、電網(wǎng)、電廠和第三方市場機(jī)構(gòu)積極性。因此，需合理設(shè)定DR各參與方的職責(zé)與分工，政府職責(zé)主要為電價與激勵政策的制定和產(chǎn)業(yè)監(jiān)管；電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)電力負(fù)荷響應(yīng)需求規(guī)劃和發(fā)布DR指標(biāo)，并通過DR項目實施降低電網(wǎng)運營成本；負(fù)荷集成商和電力用戶應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行DR合同要求，做好生產(chǎn)調(diào)度和動態(tài)響應(yīng)，提高電力DR系統(tǒng)的魯棒性。

4.2DR機(jī)制

合理設(shè)計電價政策和激勵措施，促進(jìn)需求側(cè)主動參與市場競爭，通過改變自身用電方式，以競價的形式參與市場并獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)利益。完善電力DR運作模式和實施機(jī)制，培育負(fù)荷代理商，引導(dǎo)節(jié)能服務(wù)公司、售電公司積極參與負(fù)荷代理，探索第三方機(jī)構(gòu)運營DR平臺并直接與用戶交易結(jié)算。

4.3關(guān)鍵支撐技術(shù)

加大對負(fù)荷與分布式電源聯(lián)合調(diào)度、優(yōu)化綜合資源規(guī)劃等技術(shù)研究。分布式電源與用電負(fù)荷的聯(lián)合優(yōu)化運行，可使電力用戶由被動負(fù)荷變?yōu)橹鲃迂?fù)荷，靈活參與DR。研究電力綜合資源規(guī)劃，引入需求側(cè)能效水平、排放量等約束條件，進(jìn)行需求側(cè)資源和供電側(cè)資源綜合規(guī)劃，以求解最經(jīng)濟(jì)的電力資源優(yōu)化組合方案。

支撐系統(tǒng)方面，應(yīng)建設(shè)DR平臺，平臺宜采用網(wǎng)、省、地分層架構(gòu)。根據(jù)國家發(fā)展改革委員會關(guān)于開展電力需求側(cè)管理總體要求，提出DR平臺主要功能，包括需求側(cè)資源管理、DR產(chǎn)品發(fā)布、響應(yīng)量認(rèn)購、響應(yīng)策略支持、ADR、響應(yīng)過程監(jiān)測、響應(yīng)效果審核與認(rèn)定、DR交易與結(jié)算、響應(yīng)效益分析、響應(yīng)用戶特性分析、響應(yīng)性能評價及信息統(tǒng)計與發(fā)布等。功能架構(gòu)如圖3所示。

此外，DR系統(tǒng)應(yīng)與高級量測系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)、營銷管理系統(tǒng)、需求側(cè)管理系統(tǒng)等電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)相融合。DR系統(tǒng)應(yīng)支持電網(wǎng)與用戶的互動，實現(xiàn)用電監(jiān)測、負(fù)荷預(yù)測、DR產(chǎn)品通告與確認(rèn)、響應(yīng)策略輔助決策、自動響應(yīng)支持、響應(yīng)過程監(jiān)測、響應(yīng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、響應(yīng)效果評價等功能。

圖3　電力DR平臺示意圖

5結(jié)束語

電力DR是緩解電力供需矛盾，降低高峰負(fù)荷，促進(jìn)節(jié)能減排的重要工具，是保證系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運行的重要措施。借鑒國內(nèi)外實施DR的理論與實踐，介紹了電力DR的類型與機(jī)制，闡述了DR通信技術(shù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、高級量測體系、輔助決策技術(shù)等DR支持技術(shù)，探討了DR效果與響應(yīng)性能評價方法。針對當(dāng)前電力市場化改革背景下電力DR正進(jìn)入商業(yè)化實施階段，提出DR理論架構(gòu)，包括DR商業(yè)化實施總體目標(biāo)、響應(yīng)機(jī)制、性能評價方法與支撐技術(shù)等關(guān)鍵要素，對于落實DR商業(yè)化實施具有較好的參考價值。

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龐鵬(1979)，男，湖北隨州人。工程師，工學(xué)學(xué)士，從事電力需求側(cè)管理、電網(wǎng)節(jié)能等技術(shù)和管理工作。

(編輯闞杰)

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Electric Power Demand Response Mechanism and Support Technology Under

Electric Power Market Reform

PANG Peng

(Guangdong Power Grid Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong 510060, China)

Abstract：This paper summarizes theories and practices about demand response in domestic and overseas and concludes types, mechanism, evaluation systems and key support technologies of electric power demand response. In allusion to the situation of electric power response entering into business implementation stage under background of present electric power market reform, it proposes theoretical architectures of electric power response including overall object for business implementation, response mechanism, performance evaluation method and support technology.

Key words：demand response; electric power market; electric power reform; decision-making support; effect evaluation

作者簡介：

中圖分類號：F426.61；TM732

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1007-290X(2016)01-0070-09

doi:10.3969/j.issn.1007-290X.2016.01.014

收稿日期：2015-11-02