电力需求响应在城市综合试点中的应用探索

张 玮

（苏州供电公司，江苏 苏州 215004）

电力需求响应在城市综合试点中的应用探索

张 玮

（苏州供电公司，江苏 苏州 215004）

借鉴国外成熟的需求响应模式，在电力需求侧管理城市综合试点工作中，灵活采用分时时段调整、尖峰电价、可中断电价、负荷控制、折让鼓励等经济手段为主的需求响应措施，解决电网系统安全和稳定的问题。

需求响应；尖峰电价；可中断电价；直接负荷控制

2012年7月，财政部、国家发展和改革委员会联合下发了《电力需求侧管理城市综合试点工作指导意见》，标志着电力需求侧管理城市综合试点工作的正式启动。同年11月，正式批准苏州、北京、唐山、佛山成为全国首批试点城市。

本次试点工作的一项重要内容是借鉴国外需求响应的经验，探索建立符合我国国情的需求响应机制。所谓需求响应，是指电力用户针对市场价格信号或激励机制作出响应并改变其电力消费模式的行为。

1 国外的需求响应模式分析

以美国为例，作为世界上实施需求侧响应项目数量最多、种类最全的国家，美国的需求响应按照需求侧面对的响应信号性质的不同，分为激励型需求响应和价格型需求响应。

1.1 激励型需求响应

直接采用奖励方式来激励和引导用户参与各种系统所需要的负荷削减项目。项目包括：直接负荷控制、可削减和可中断负荷、紧急需求响应、容量市场、需求侧投标/回购及辅助服务。

1.1.1 直接负荷控制

直接负荷控制是一种最常见的需求响应计划类型，在这种需求响应活动中，计划发起方可以在简短通知之后，远程关闭或周期控制用户的用电设备，而用户能得到一定的奖励或折扣。这类需求响应与目前我国现行的有序用电在操作方式上相近，但其控制的设备更加细分和终端化（例如：空调器或热水器），对用户的影响也较小。

1.1.2 中断/缩减优惠

中断/缩减优惠是指与优惠零售价格相结合的电量缩减选择，如果用户同意在系统紧急情况下减少若干负荷，那么将为用户提供一定的折扣或信用积分奖励。对参与有序用电的企业进行某种方式的优惠是一种趋势，实施该类需求响应的主要问题是奖励资金的来源以及执行标准。

1.1.3 紧急需求响应、容量市场与需求投标/回购及辅助服务

紧急需求响应为那些自愿在特殊情况下缩减电量的用户提供激励性的补偿。这种缩减是自愿的，补偿的金额和等级都是事先约定的。

容量市场中，用户承诺提供预先指定的负荷减少量来获得相应的保障性补贴，但如果未达到缩减量，则将受到惩罚。

需求招标/回购鼓励大用户通过参与市场投标方式来缩减电量。

辅助服务项目可以让消费者以其可削减负荷作为运行备用直接参与辅助服务市场交易，对参与者的容量削减和反应速度有很高要求。

这几类响应项目多依托于电力交易市场，用户的自主选择性很强，与我国现行的市场化程度差异较大。

1.2 价格型需求响应

价格型需求响应是指让终端消费者直接面对基于时间的价格信号而自主做出用电时间和用电方式的调整。包括分时电价、实时电价、关键峰荷电价。各种类型的电价与电网运行情况高度契合。

1.2.1 分时电价

分时电价是一种最为普遍的动态时间电价，其时间段的划分由粗到细可以有无数种。如：丰枯电价、旱季雨季电价、工作日电价、节假日电价、每日的尖峰平谷电价等。相比较而言，我国各地的分时电价种类少，执行单一，电价制定与市场发展脱节。

1.2.2 实时电价

实时电价不是提前设定的，而是每天波动的，直接反应批发市场价格，与日前或实时购电成本挂钩。

1.2.3 关键峰荷电价

关键峰荷电价是在普通电价或分时电价的基础上，设置一个关键峰荷期电价。关键峰荷期是不确定的，它可以由系统紧急情况触发，也可以由供电公司在面临电力批发价格过高时触发。在我国目前的电价机制下，实施此类变动电价难度较大，部分省市执行的夏季尖峰电价可认为是关键峰荷电价的雏形。

2 需求响应的试点方案制定

在本次电力需求侧管理城市综合试点工作中，直接负荷控制、中断/缩减优惠、分时电价、关键峰荷电价的可借鉴度较高，适合在此基础上制定需求响应的试点方案。

合理科学的需求响应方案，既要能够使用户感受到一定的吸引力，主动参与，按协议削减或转移其在系统高峰时的用电负荷，又要使电力公司实现收支平衡、移峰填谷、提高电网负荷率、保证电网安全的目标。

2.1 试点方案示例

由于本次试点的4个城市电价体系有所差别，本文以江苏苏州为例。苏州位于长江三角洲，2012年GDP达到12 115亿元，全社会用电量1 189亿kWh，网供最高负荷1 818万kW，预计2013年最大电力缺口将达到206万kW。结合苏州实际，需求响应的试点方案建议如下。

（1）扩大直接负荷控制范围

将一般工商业用户的空调、热水器、照明等终端用电设备纳入需求响应范畴，扩展现有电力公司的负控系统功能，采用多级分路方式精确控制不同类型的负荷，在高峰期远程关闭或控制此类设备，起到平衡电网负荷作用。在试点初期，可采用远程调整用户设备的运行功率等手段，例如：在夏季高峰时，将参与用户的空调温度短时间内统一调整到26℃。

（2）开展可中断电价（可中断电力合同）试点

对于参与有序用电的用户，夏季高峰期间实施可中断电价（可中断电力协议）。可中断电价就是通过与可中断负荷的用户签订合同（协议），规定将高峰时段的用电转移到低谷时段，并给予客户优惠的电价作为激励手段。由于目前电价机制的局限，优惠电价可改为相应的资金激励。资金激励的方式可采用两部制，即承诺削减容量的基本激励和错峰期间损失电量的变动激励。

（3）高峰期间的峰平谷时段调整

目前江苏省内的大工业用户执行峰平谷三段式分时电价，高峰时间段为8：00～12：00和17：00～21：00。该分时时段的分布与夏季高峰期的负荷特性不一致，有必要在夏季进行峰谷平时段的调整，特别是下午13：00～17：00的时间段需要纳入高峰时段（见图1）。如在7—8月间将高峰时间段改为9：00～17：00，则每年苏州电费将增收约1亿元。既利用价格杠杆平抑高峰负荷，又会很好解决需求响应激励资金的来源问题。

（4）开展夏季尖峰电价试点

尖峰电价在峰谷电价的基础上发展而来，是在峰谷电价上叠加尖峰时段的尖峰费率而形成的一种电价机制。尖峰电价通常在峰谷电价的基础上实施，即一年中大部分时间实行峰谷电价，少数时间的部分时段实行尖峰电价。北京、江西、湖南等地也有实施尖峰电价的经验，但由于地域特点，尖峰电价的适用范围、执行时间与峰谷比等均存在较大的差异。苏州若实施尖峰电价，需要考虑对象范围、实施时段、供电侧与需求侧的成本变动等多重因素。

2.2 试点方案实施步骤

（1）调整峰谷平电价时段，电价数值不变，实施日期方案为7、8月或7、8、9月。

图1 2010、2011、2012年苏州市7—8月同时刻小时负荷电量平均值

（2）实施可中断电价（可中断电力合同），引入企业参与度指标，改进有序用电的客户评估方法和实施模式。

（3）扩大直接负荷控制范围，将一般工商业用户的终端用电设备纳入需求响应范畴。

（4）考虑峰谷平电价时段调整的实施效果，适时推出尖峰电价方案。

（5）在条件成熟的情况下，将尖峰谷平电价推广至一般工商业用户。

3 需求响应的资金支持

需求响应中激励资金的来源及合理使用是决定试点成功与否的关键，但我国由于电价尚未市场化，电力公司实施需求响应的激励措施方面存在资金的困难，因此，需求响应的激励资金的来源需要试点城市政府统筹安排。坚持量入为出的原则，初期采用划拨试点专项资金、后期采用电价试点的增收部分是一个较具有可操作性的方式。

可中断电价与分时段调整或可中断电价与尖峰电价应作为相互补充的一对电价同步出台，实现有增有补，收支平衡。以分时段调整、尖峰电价增收部分作为可中断电价的优惠给以补偿，但必须确保可中断负荷需要支出的总金额应不超出分时调整和尖峰电价的增收部分的总金额。

需求响应电价联动机制示意图如图2。

维持POOL中的金额在最低金额限值Lmin与最高金额限值Lmax之间。

图2 分时段调整、尖峰电价与可中断电价联动机制

当LPOOL＞Lmax时，①可适当扩大可中断电价实施范围（补偿和激励额度不变）；②增加可中断合同补偿/激励的额度；③降低尖峰电价。

当LPOOL＜Lmin时，①可适当缩小可中断电价实施范围（补偿和激励额度不变）；②减少可中断合同补偿/激励的额度；③增加尖峰电价；④紧急情况下可从财政拨款中支取。

4 需求响应的技术支持

需求响应试点另一个需要解决的问题就是其支持技术，包括先进计量技术、远方通信技术和智能控制系统，这些技术的实现与否将直接决定需求响应的适用范围和反应速度。

先进计量技术：目前新型的智能电能表具备了储存分时段用电信息，记录和显示瞬时负荷信息，包括有功、无功、视在功率、电压、电流和负荷率等，为用户参与可中断电价的评估提供负荷信息和电量情况。

远方通信技术：电网公司目前采用的电能信息采集系统能够实现远程实时抄表和远方控制设备。

智能控制技术：在直接负荷控制模式中，需要在用户的终端设备处安装一种单向遥控开关，从而实现对空调、热水器等设备的温度控制和开停。此种开关在国外已有长时间的运行经验，技术成熟，产品可靠。

5 结束语

本文借鉴国外成熟的需求响应模式，结合此次电力需求侧管理城市综合试点工作，提出了具有一定可操作性的需求响应方案，用于完善现有的有序用电工作。随着我国电力工业市场化程度的提升，需求侧资源在市场中的作用越来越重要，会逐步建立起完善的电力市场体系，要从以行政手段为主的有序用电逐渐过渡到以经济手段为主的需求响应。灵活的采用分时电价、尖峰电价、可中断合同、折让鼓励等经济手段，解决系统安全和稳定的问题，建立符合我国国情的电力需求侧管理体制。

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[1]王冬容.价格型需求侧响应在美国的应用[J].电力需求侧管理，2010(4)：74-77.

[2]王冬容.激励型需求侧响应在美国的应用[J].电力需求侧管理,2010(1)：74-77.

[3]国家发展改革委员会美国电力需求侧管理培训团.美国电力需求侧管理培训报告[J].电力需求侧管理,2008(4)：1-5.

[4]胡江溢,王鹤,周昭茂.电力需求侧管理的国际经验及对我国的启示[J].电网技术,2007,31(18)：10-14.

[5]张沛,房艳焱.美国电力需求响应概述[J].电力需求侧管理,2012(4)：1-6.

[6]高赐威.苏州市尖峰电价与可中断电价定价策略[R].南京：东南大学,2013.

[7]张锋.有序用电指标体系及其评价方法的研究[R].北京：华北电力大学,2009.

[8]曾鸣,王冬容,陈贞.需求侧响应的技术支持[J].电力需求侧管理,2012(2)：8-11.

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