陳政 王麗華 曾鳴 宋藝航

美德電力需求側(cè)管理看點(diǎn)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?jī)?yōu)化整合互聯(lián)的電力需求側(cè)管理理念，結(jié)合國(guó)外電力需求側(cè)管理的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與我國(guó)的實(shí)際國(guó)情，我們要看到，在我國(guó)售電側(cè)改革初期，售電公司的購(gòu)銷差價(jià)市場(chǎng)空間仍較大，且售電公司需求側(cè)管理經(jīng)驗(yàn)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(guó)電力需求側(cè)管理實(shí)施情況

美國(guó)是最早進(jìn)行電力需求側(cè)管理的國(guó)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(lái)美國(guó)售電公司對(duì)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(jì)算開(kāi)展電力需求側(cè)管理。美國(guó)售電公司加強(qiáng)與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、信息通信技術(shù)企業(yè)的合作，通過(guò)創(chuàng)建能源數(shù)據(jù)云平臺(tái)（energydataplatform，EDP）實(shí)現(xiàn)對(duì)智能電能表采集的大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)、監(jiān)控，并實(shí)時(shí)通過(guò)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(duì)價(jià)格信號(hào)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(kāi)展電力需求側(cè)管理。傳統(tǒng)的峰谷分時(shí)電價(jià)在用電高峰時(shí)期設(shè)定高額電價(jià)，強(qiáng)迫用戶削減負(fù)荷或者支付高額電費(fèi)，是一種典型的主從式需求響應(yīng)策略，用戶處于被動(dòng)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(chǔ)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(jià)較高則可選擇使用天然氣或儲(chǔ)能設(shè)備來(lái)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(guó)電力需求側(cè)管理實(shí)施情況

現(xiàn)階段，德國(guó)售電公司電力需求側(cè)管理的開(kāi)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(guó)的能源互聯(lián)網(wǎng)示范項(xiàng)目E-energy包含六大示范項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目均通過(guò)不同的方式開(kāi)展電力需求側(cè)管理。

一是庫(kù)克斯港eTelligence項(xiàng)目，基于冷熱電聯(lián)產(chǎn)方式，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)時(shí)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(shí)，售電公司會(huì)向電力工業(yè)大用戶發(fā)出低電價(jià)提醒，大工業(yè)用戶即選擇此時(shí)開(kāi)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(xiàng)目，通過(guò)家庭儲(chǔ)能設(shè)備、智能電能表等“智能能源路由器”來(lái)實(shí)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(xiàng)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(shí)電價(jià)激勵(lì)用戶減少峰時(shí)用電。

四是萊茵-內(nèi)卡城市圈“曼海姆（Mannheim）示范城市”項(xiàng)目，通過(guò)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(lái)實(shí)現(xiàn)多能源供應(yīng)互補(bǔ)，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(xiàng)目，通過(guò)整合用戶側(cè)資源（儲(chǔ)能設(shè)備、電動(dòng)汽車、智能家居、分布式發(fā)電設(shè)施），根據(jù)價(jià)格信號(hào)控制儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行充放電，以及智能家居的開(kāi)啟與關(guān)閉。

六是亞琛SmartWatts項(xiàng)目，通過(guò)構(gòu)建完善的售電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)交易機(jī)制，提升電能交易效率，降低電能使用成本。

我國(guó)售電公司如何實(shí)施電力需求側(cè)管理

由于改革開(kāi)放以來(lái)我國(guó)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(wàn)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(wèn)題日益突出。為了有效解決對(duì)不可再生能源的依存問(wèn)題，以及開(kāi)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(huì)，我國(guó)可再生能源的開(kāi)發(fā)利用取得了快速發(fā)展。可再生能源發(fā)電出力的間歇性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的瞬態(tài)以及動(dòng)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(duì)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(guó)的需求側(cè)資源巨大，通過(guò)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(guó)亟待實(shí)施電力需求側(cè)管理，實(shí)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(fèi)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(shí)施主體最為有利。

借鑒國(guó)外電力需求側(cè)管理先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)

通過(guò)對(duì)美國(guó)和德國(guó)需求側(cè)管理實(shí)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(chǔ)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(jià)格激勵(lì)是所有需求側(cè)管理策略的核心，雖然對(duì)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(jià)格激勵(lì)設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)這2類資源的充分調(diào)動(dòng)。

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(bǔ)、用戶主動(dòng)參與的管理理念。美國(guó)和德國(guó)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，用戶需求側(cè)管理的發(fā)展方向是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)多種分布式能源整合互補(bǔ)，提高綜合能源使用效率，此外更注重強(qiáng)調(diào)用戶參與需求側(cè)管理的主動(dòng)性。

我國(guó)售電公司實(shí)施電力需求側(cè)管理的幾個(gè)建議

基于多種類分布式能源內(nèi)部?jī)?yōu)化整合互聯(lián)的電力需求側(cè)管理理念，結(jié)合國(guó)外電力需求側(cè)管理的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與我國(guó)的實(shí)際國(guó)情，分階段歸納總結(jié)出我國(guó)售電公司實(shí)施電力需求側(cè)管理的合理化建議。

在我國(guó)售電側(cè)改革初期，售電公司的購(gòu)銷差價(jià)市場(chǎng)空間仍較大，且售電公司需求側(cè)管理經(jīng)驗(yàn)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(diǎn)采用分時(shí)電價(jià)、季節(jié)電價(jià)等基本策略引導(dǎo)用戶用電； 第二，要加強(qiáng)需求側(cè)管理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，尤其需加強(qiáng)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(qiáng)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(chǎng)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(lái)售電側(cè)改革的成熟期，售電公司的購(gòu)銷差價(jià)市場(chǎng)空間將逐漸縮小，其核心競(jìng)爭(zhēng)力將主要來(lái)自于電力資源和用戶資源，且用戶資源更為關(guān)鍵。屆時(shí)與用戶聯(lián)系緊密，對(duì)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(dòng)積極參與需求響應(yīng)的售電公司將實(shí)現(xiàn)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)，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(qiáng)用戶用電特性分析，對(duì)用戶特性進(jìn)行充分實(shí)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(wú)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(qiáng)需求側(cè)管理信息系統(tǒng)建設(shè)，通過(guò)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(tái)和需求側(cè)管理平臺(tái)，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)用電大數(shù)據(jù)的匯總、分析、預(yù)測(cè)、共享；第三，加強(qiáng)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(guó)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(shí)可根據(jù)用戶特性布置儲(chǔ)能設(shè)備、分布式發(fā)電設(shè)備的建設(shè)分布。能源存儲(chǔ)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(duì)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。