浅析电力系统的需求侧管理

摘 要：文章首先介绍电力需求侧管理的基本概念以及具体操作的方式，然后介绍欧美电力需求侧管理的实施情况，并针对我国目前实施情况的不足给出相应的建议。

关键词：需求侧管理；电力系统；能效管理；负荷管理；综合资源规划

引言

电力工业是国民经济的基础行业，与各行各业的生产建设息息相关，关系到整个国家的经济命脈。电力系统安全、稳定地运行是社会运转的重要保障。[1]电力系统要能安全、稳定的运行，供用电平衡十分重要。但一方面随着我国经济的飞速发展，社会生产力的逐步提高，我国的用电量也在逐渐上升，且增幅十分旺盛，给予了供电极大的压力；另一方面用电需求时间不均衡现象也日益严重。由于电能一般不能大量储存，因此用电的需求时间不均衡性会导致尖锐的供用电矛盾。除此之外，我国能源较匮乏，且能源利用效率低下。而且我国目前电能仍以火电为主，能源结构不合理，给环境也造成了很大压力。这些问题不仅会制约电力工业的发展，也会制约国民经济的发展。

事实上，这两者的矛盾并非中国独有，电力需求侧管理（Demand Side Management， DSM）是一种得到国际普遍认可的解决这一问题的措施。电力需求侧管理的概念最早起源于石油危机期间的美国，并且逐步推广至全球，在20世纪90年代由Hammed Nezhad引入中国。电力系统供需双方的界定与划分以用户计费电表为限，其中需求侧指计费电表以下部分即用户端。需求侧管理指的是通过采取有效措施，引导电力用户优化用电方式，提高终端用电效率，优化资源配置，改善和保护环境，实现最小成本电力服务所进行的用电管理活动。[2]其目标在于通过推行高效设备改造或节能建筑减少总能源使用与通过改变用电方式以进行负荷整型，也即实现能效管理目标与负荷管理目标。[3]

1 电力需求侧管理的措施与实施手段

1.1 电力需求侧管理的措施

为实现电力需求侧管理的目标，电力需求侧管理的措施主要有能效管理措施与负荷管理措施。[4]从负荷管理而言，措施可分为削峰、填谷、移峰填谷三类，其中削峰一般采取直接控制用户终端用电行为或者根据供需双方事先的合同约定，在电网峰荷时段向用户发出请求信号，经用户响应后控制或中断部分供电。填谷则可通过优惠性电价，刺激用户增加在电网低谷时段的电力消费或者增加蓄能用电、增添低谷用电设备来实现。移峰填谷是将尖峰负荷时段内的部分负荷安排到低谷时段，可同时起到削峰与填谷的双重作用，可通过蓄冷蓄热技术等方式实现。

1.2 电力需求侧管理的实施手段

从具体的实施手段上而言，电力需求侧管理可通过技术手段或经济手段等实现。[5]技术手段主要针对具体的管理对象，通过采用先进的技术与设备，从改变用户的用电方式、提高终端用电效率、开发能源利用新技术上实现，经济手段则是针对市场本身的自发性、盲目性与滞后性，通过政府的宏观调控来对市场进行干预与调节，改善供求关系，具体可通过调整电价结构、需求侧竞价以及通过直接进行激励措施来实现。此外可以通过一定的宣传诱导促进管理实施效果的提升，也可以通过行政手段如出台相应法律法规、强制推行能源效率标准等提升管理的力度[6]。

1.3 电力需求侧管理实施时要注意的问题

在实际的电力需求侧管理实施过程中，需要结合当地的电力市场组织机构设置、电价模式、以及实际的供求情况，对经济效益、环境效益以及社会发展综合效益进行综合考虑、全面评估，通过各种手段的综合采用来实现，同时注意电力行业与其他行业相比自身的特殊性。电力行业的特殊性一方面在于电能本身的特殊性即电能一般不能大量储存，必须即发即用，另一方面在于电力行业由于具有较强的规模经济性，因此存在马歇尔冲突，即大规模则容易形成垄断竞争或垄断，组织竞争，降低效益；自由竞争则无法发挥规模效应。在制定相关政策时在保障电力系统正常、稳定运行的前提下，需要考虑电力市场的特殊性，结合国情，尽量平衡好用户与发电、电网、配电公司的利益关系。如在用户端推行节电设施，降低用户的用电量，会降低供电侧的收益。要使得供电侧有足够的意愿去参与到其中，除了通过行政手段强制或干预，也可以通过对供电侧进行适当补偿来平衡其中的利益关系。

此外在制定管理的措施时，可借鉴其他领域中成熟、先进的管理方法，如引入环境保护中的“排污权交易”概念，将节电量看作是“排污权交易”中的排污权，作为一种商品进行买卖。使节电成本低、节电能力强的用户将完成节电指标后剩余的节电量卖出至节电成本高、节电能力弱的用户，在达到整体节电指标的同时，提升整体的节电效率，降低节电成本。

2 欧美的电力需求侧管理实施情况

目前电力需求侧管理已经成为世界上普遍采取的能源管理手段，欧洲发达国家和美国在需求响应和能源效率管理等方面开展了大量工作。

作为最早提出需求侧管理概念的国家，美国也是最早进行电力需求侧管理探索的国家。在1975年美国联邦政府出台了“公众电网公司管制法（PURPA）”和“全国节能法（NECPA）”，通过行政手段促使电网公司推动终端的节电工作，使电网公司逐步调整职能，履行社会责任，但此时电网需求侧管理还只是一个应急手段，没有进入日常运作的高度。随着时间推移，美国的综合资源规划（Integrated Resource Program， IRP）兴起，标志着电力需求侧管理的大力发展。综合资源规划从系统论出发，强调了供电和用电协调的重要性，综合考量供求双方的资源，以实现社会总成本最小和整体效益最优。1984年，美国正式推行IRP。也正是在这一时期，学者们意识到不仅电网中有可观的电能可以节省，还发现存在一系列市场障碍影响节能技术的推广和用户成本节约。针对这些问题，有关学者和能源管理机构开始研究一系列激励电网公司参与电力需求侧管理的工作机制，如成本补偿机制，奖励金机制等，这些机制极大地促进了对电力需求侧管理的资源投资和人力投入。进入90年代中期后，电力需求侧管理更多以用户为中心。此时随着对于改革不确定性的认识，美国甚至出现了一定程度的电力需求侧管理投资下降。目前美国的电力需求侧管理仍然面临着公用事业是否可以为用户提供有效的电力需求侧产品、新能源如何在需求侧响应中实现一体化、私有投资商是否支持可能减少其盈利的能源效率项目等问题[7、8]。

一些欧洲国家也在积极开展电力需求侧管理的研究与推行工作。[9、10]如奥地利倾力推广智能城市和电动汽车；比利时在电网侧、需求侧、能源服务、公共管理方面的发展也较为成熟；芬兰推出了一系列针对不同市场的需求响应商业合作项目，大力推广需求响应相关的商业合作；法国针对建筑节能方面制定了详细标准，并提出了用于下一轮能效调控的RT2020计划；瑞典簽署了相关法案，并大力投资相关研究；荷兰发布了能源管理白皮书，制订了新的能源政策；英国实施了温室气体排放交易的绿色新政，并计划推广智能仪表，保证自动响应电价的有效实施。

3 我国的电力需求侧管理实施现状、存在的问题与改进建议

3.1 我国的电力需求侧管理的现状及存在的问题

我国电力需求侧管理研究起步较晚。自电力需求侧管理引入中国以来，政府有关部门高度重视，做了大量的推动性工作，不断探索其具体的应用途径。政府部门积极引导，出台了一些相关的法律法规，并在2004年将电力需求侧管理纳入《电力工业“十五”规划》的内容。电网公司也充分发挥其实施主题作用，在1998年初成立了“电力需求侧管理指导中心”，负责政策研究、宣传培训、技术推广、信息交流等工作，并广泛开展了一系列的宣传活动。同时电力用户也积极参与其中，大中型电力用户如冶金、石化等行业的大型企业已积极开展绿色照明、高效电动机等节能产品的试点工作。这些措施取得了良好的效果。仅“十五”期间我国通过实施电力需求侧管理累计节约电量1200亿千瓦时，转移高峰负荷约2000万千瓦，节约原煤超过6000万吨，减少二氧化硫排放约100万吨、二氧化碳排放1.5亿吨。除此之外，电力需求侧管理在一定程度上延缓了对新增电力装机容量的需求2000万千瓦以上。但我国目前实施需求侧管理仍然水平有限，实施需求侧管理的潜力仍非常大。但在目前，我国的需求侧管理仍然存在着以下问题[11]：

（1）我国目前对需求侧管理本身的认识仍存在偏差，缺乏相应的专业技术人才，部分电力公司甚至专家认为计划用电就是需求侧管理；（2）实施需求侧管理必须对实施主体有一定的激励措施，但目前需求侧管理激励资金来源渠道不畅。（3）节电运行机制仍不健全，在我国目前电力需求侧管理仅仅被作为一种电力紧张时的应急手段，相应的法律法规还未能完善，缺乏相应的长效机制。

3.2 对于我国电力需求侧管理的改进建议

针对以上问题，对我国今后电力需求侧管理提出以下建议[12]：

（1）充分发挥政府在电力需求侧管理工作中的主导作用[13]：完善法律体系，建立健全的体制，规范电力市场；从多渠道筹集资金，甚至建立专项基金；建立合理的电价结构体系，深化电价改革；建立完善的监管机制，进行资金管理、效果评价、审计监督等。（2）落实电网企业作为电力需求侧管理工作实施主体的地位：开展有序用电工作，提高电网运行水平；加强电网改造，减少电能传输过程中的损耗；指导用户节约用电，安全用电，科学用电；加强对于科学用电、节约用电知识的宣传；将需求侧资源纳入电源电网规划。（3）建立完善的激励机制[14]：支持节能产品的研究、开发、生产和推广应用，支持研究、推广应用电力需求侧管理项目的开展，给予相应的政策鼓励与奖励补贴，解决其可能存在的贷款困难、资金缺乏问题；对于积极推行、响应的用户或供电商在实施电力需求侧管理时造成的损失，给予一定的经济补助。

4 结束语

电力需求侧管理自概念被提出到现在的将近40年间，已经在电能的节约、电力市场的平衡上作出了很大的贡献。但随着经济的发展，人民生活水平的不断提高，对于电力需求侧管理的要求也在不断提高。因此各国仍在对此不断进行研究与改进，力求更好地完善电力市场的运行。

参考文献

[1]韩祯祥.电力系统分析[M].浙江：浙江大学出版社，2013.

[2]Logenthiran T，Srinivasan D，Tan Zong Shun.Demand Side Management in Smart Grid Using Heuristic Optimization[J].Smart Grid，2012，3（3）：1244-1252.

[3]陈江华，徐杰彦.电网企业电力需求侧管理目标的实现途径和影响因素分析[J].电力需求侧管理，2011，13（2）：4-7.

[4]王梅霖.电力需求侧管理研究[D].北京交通大学，2011.

[5]黄清辉.电力市场环境下实施需求侧管理的激励机制研究[D].重庆大学，2005.

[6]顾承阳.智能电网下电力需求侧管理应用研究[D].南京理工大学，2012.

[7]李国栋.欧洲与美国需求侧管理创新与发展趋势（上）[J].电力需求侧管理，2012，14（5）：59-62.

[8]李国栋.欧洲与美国需求侧管理创新与发展趋势（下）[J].电力需求侧管理，2012，14（6）：59-61.

[9]国家发展和改革委员会.欧洲电力需求侧管理对中国的启示（上）[J].电力需求侧管理，2007（2）：1-6.

[10]国家发展和改革委员会.欧洲电力需求侧管理对中国的启示（下）[J].电力需求侧管理，2007（3）：8-11.

[11]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.

[12]王蓓蓓，李扬，高赐威.智能电网框架下的需求侧管理展望与思考[J].电力系统自动化，2009，33（20）：17-22.

[13]谭亲跃，王少荣，程时杰.电力需求侧管理（PDSM）综述[J].继电器，2005，33（17）：79-84.

[14]陈肖红，张彩庆，齐正平.DSM激励机制及其在我国的可行性.电力需求侧管理[J].2004（9）：7-9.

作者简介：李笑怡（1986-），女，河北石家庄人，硕士，工程师，研究方向为电力系统及其自动化。