9號文將“積極開展電力需求側(cè)管理和能效管理”列入五項基本原則重要內(nèi)容,新電改第二個配套文件更是瞄準了電力需求側(cè),我國的電力需求側(cè)管理體制改革邁出了重要的一步。從需求側(cè)管理到需求側(cè)響應,絕不是一個簡單的概念搬弄,而是一個質(zhì)的拓展。放眼世界,各國電力需求側(cè)響應的應用情況如何呢?
何為需求側(cè)響應?
需求側(cè)響應(DemandResponse,DR),是指通過電價調(diào)整或提供資金獎勵,引導用戶根據(jù)系統(tǒng)需要改變原有的用電模式,達到減少或推移某時段的用電負荷而響應電力供應,從而保證電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
另外一個名詞,與之對應相關(guān)的,需求側(cè)管理(DemandSideManagement,DSM),即是指對用電一方實施的管理。這種管理是國家通過政策措施引導用戶高峰時少用電,低谷時多用電,提高供電效率、優(yōu)化用電方式的辦法。
需求側(cè)管理和需求側(cè)響應的關(guān)系:需求側(cè)管理只是作為電力公司的一個負荷管理工具或政府提升能源效率的手段,而需求側(cè)響應則是全面參與電力市場的新資源。一個是行政,一個是市場。
具體來說,需求側(cè)響應,按照用戶不同的響應方式將電力市場下的需求響應分為兩類:基于價格和基于激勵。
基于價格的DR(pricebasedDR):
分時電價:TOU(TimeofUsePricing),固定電價轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌瑫r段的不同價格機制,用電低谷價格下降,用電高峰價格上升,如峰谷電價、季節(jié)電價等;
實時電價:RTP(RealTimePricing),更快的電價更新周期,周期為一小時或更短,TOU無法應對短期容量短缺等,因此RTP更為合理;
尖峰電價:CPP(CriticalPeakPricing),RTP對于量測基礎(chǔ)設施和營銷系統(tǒng)有較高要求,初期可以結(jié)合TOU以及動態(tài)的CPP,CPP價格預先設定,提前一定時間通知用戶,可以起到抵御突發(fā)用電高峰的效果;
特別注意的是,階梯電價嚴格來說不是真正意義的DR措施,無法達到準確調(diào)整需求的目的,只能起到一定的降低能耗的目標。
基于激勵的DR(incentivebasedDR):
直接負荷控制:DLC(DirectLoadControl),DLC執(zhí)行機構(gòu)遠程控制用戶設備避開高峰,提前通知;
可中斷負荷:IL(InterruptibleLoad),類似DLC,不過需要得到用戶同意方能控制設備開、關(guān);
需求側(cè)定價:DSB(DemandSideBidding),改變用電模式,以競價形式主動參與市場競爭;
緊急電力需求響應:EDR(EmergencypowerDemandResponse),電力系統(tǒng)穩(wěn)定性受到威脅時,供電方為用戶減少負荷而提供補償,用戶則自愿選擇參與或放棄。
國外需求側(cè)響應的應用
美國的需求側(cè)響應發(fā)展
美國電力市場環(huán)境開放,目前是世界上實施需求響應項目最多,種類最齊全的國家;有三種典型的商業(yè)運作模式:政府直接管理模式、電網(wǎng)公司管理模式和獨立第三方管理模式。
項目方面
目前在美國,尖峰電價相對沒有分時電價和實時電價那么普及,只有部分機構(gòu)針對大型工商業(yè)用戶和普通居民用戶實施了尖峰電價。美國最早的尖峰電價項目是海灣電力公司在2000年開始實施的。直接負荷控制(DLC)項目在美國已經(jīng)采用了40多年,最常用的DLC項目就是空調(diào)、熱水器和水池水泵等用電設備的遠方控制和調(diào)節(jié)。
全美各州可中斷負荷項目的開展各具特色,加州的可中斷負荷主要以運營負荷參與計劃和需求削減計劃為主;紐約電力市場中的可中斷負荷參與日前現(xiàn)貨市場或運行備用市場;PJM的可中斷負荷分為緊急負荷響應計劃和經(jīng)濟負荷響應計劃。
一些典型項目
德克薩斯州的空調(diào)負荷管理項目??刂萍夹g(shù)在DR中的典型應用,用戶參與度相當高。在夏季負荷高峰時,AustinEnergy利用溫控器來循環(huán)控制用戶的空調(diào)來削減峰荷,并允許用戶利用在線工具控制自己的智能溫控器。德克薩斯州已經(jīng)安裝了86000個智能溫控器,削減峰荷90MW。
美國加州自動需求響應(automateddemandresponsesystem,ADRS)項目。ADRS運行在一種尖峰電價的電費下,ADRS試點項目是一個小規(guī)模的探索性項目,只有175戶。試點的參與者安裝了GoodWatts系統(tǒng),允許用戶通過網(wǎng)絡程序設定自己對控制家電產(chǎn)品的喜好。在尖峰電價下,高峰期的電價較高,所有其他小時、周末和假期都采用基準費率。
2004~2005年,參與用戶都完成了可觀的負荷削減量,與對照組形成較大對比。并且尖峰事件日的峰時負荷削減量始終都是非事件日的2倍。
用戶方面
就美國而言,工業(yè)用戶能夠針對價格或激勵信號快速做出響應并削減大量的用電需求,因此非常適合需求響應項目,過去開展的需求響應也主要集中面向工業(yè)用戶。目前用戶與電網(wǎng)之間的互動還相對較少。
用戶參與度是衡量需求響應項目是否成功的重要指標,美國還是十分重視DR宣傳、教育的。
成果方面
直接的效果就是,美國之前提出了常規(guī)、擴展、可實現(xiàn)和全參與4種方案。在這四種方案下,到2019年,可以分別削減高峰負荷,分別相當于高峰負荷的4%、9%、14%和20%。全參與方案可以削減的高峰負荷量相當于可以消納全美10年內(nèi)的電力需求增長。
歐洲的需求側(cè)響應發(fā)展
歐洲共有八大區(qū)域性電力市場,各自有不同的市場規(guī)則及技術(shù)標準,沒有一個整體性的需求響應實施計劃,因此歐洲各國所開展的需求響應項目主要依據(jù)于各自制定的方案和規(guī)則。
據(jù)統(tǒng)計,歐洲各國需求響應項目平均可削減峰值負荷的2.9%。
一些新領(lǐng)域的應用前景
自動需求側(cè)響應(ADR)
針對節(jié)能的自動需求側(cè)響應
日本2014年底實施自動需求響應實證試驗。使用ADR國際標準規(guī)格OpenADR2.0,在電力供應緊張時,自動向用戶發(fā)出節(jié)電要求信號(以下簡稱DR信號),家庭、企業(yè)等用電方自動接收DR信號,用能源管理系統(tǒng)(EMS)控制用電量,對DR結(jié)果自動進行報告。
電動汽車的自動需求側(cè)響應
和V2G技術(shù)有關(guān)聯(lián),可以通過對無線傳感器網(wǎng)絡的部署進行了設計,并對人機界面、協(xié)議和數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)進行了研究,節(jié)點被預先設置在家用電器、電動汽車、家用蓄電設備等關(guān)鍵用電設備上或插座中,實時檢測用電量及用電功率,并能夠通過控制器控制電力的通斷。
配合可再生能源的自動需求側(cè)響應
如歐盟智能生態(tài)電網(wǎng)(EcogridEU)項目,被譽為未來歐洲智能電網(wǎng)發(fā)展的典范。項目的聚焦點在于其允許小容量的分布式電源和終端用戶參與。與現(xiàn)有的電力報價相反,EcogridEU市場是一個無報價的實時市場,實時市場運營商設定5min間隔的實時電價,而小容量分布式電源、終端用戶將會根據(jù)接收到的實時電價而做出提供平衡資源的響應。
我國需求側(cè)響應的發(fā)展
我國還主要是需求側(cè)管理,市場化不強,用戶參與度很低,多側(cè)重于行政手段,有個說法叫有序用電,是我國的主要原則,特別在迎峰度夏期間。
當然我國也實施了一些需求響應政策。
比如基于激勵的需求響應:2004年以來在江蘇、河北、福建、上海、浙江等省份均開展了可中斷負荷的實踐工作,總體而言,實施工作還處于起步階段,而且可中斷負荷補償標準太過籠統(tǒng),沒有考慮到用戶的類型,無法對用戶產(chǎn)生有效的激勵。
比如基于電價的需求響應:我國目前實施的需求響應電價措施有:分時電價,階梯電價和尖峰電價。以居民階梯電價為主,是指按照電力消費量分段定價,用電越多,支付的電價水平呈階梯狀逐級遞增,2012年開始在全國全面推行。
歐洲、美國和中國的需求側(cè)特點對比




