創新優化電力需求響應，支撐新型電力系統建設

周伏秋，王 娟，趙曉東，鄧良辰

（中國宏觀經濟研究院 能源研究所，北京 100038）

0 引言

黨的二十大報告提出要加快規劃建設新型能源體系，加強能源產供儲銷體系建設，確保能源安全。碳達峰碳中和戰略部署也要求加快建設新型電力系統。電力需求響應能夠通過多種經濟激勵，引導電力用戶根據電力系統運行的需求，自主調節用電行為，實現電力負荷的削峰填谷和靈活調整。電力需求響應不僅能緩解短時的電力供需矛盾，還能緩解可再生能源電力消納困難，從而保安全、促消納，提質電力安全降碳，助力新型電力系統和新型能源體系建設，保障電力經濟和能源經濟高質量發展［1］。

1 電力需求響應實施的新進展與成效

1.1 電力需求響應政策體系趨于健全

國家層面從戰略規劃到專項政策均將需求響應作為能源電力發展的重要內容納入其中，為需求響應發展提供了良好的政策引導和發展環境。一是發展目標?！丁笆奈濉爆F代能源體系規劃》明確提出到2025年，電力需求響應能力將達到最大負荷的3%～5%，其中華東、華中、南方等地區將達到最大負荷的5%左右，為需求響應發展指明了方向。二是資源培育?！蛾P于完善能源綠色低碳轉型體制機制和政策措施的意見》要求全面調查評價需求響應資源并建立分級分類清單，形成動態的需求響應資源庫。三是市場建設?！蛾P于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見》《電力并網運行管理規定》《電力輔助服務管理辦法》等系列政策通過不斷健全市場機制，加強引導用戶側可調負荷資源等新型市場主體參與市場交易，充分激發和釋放用戶側靈活調節能力。四是價格機制?！蛾P于進一步完善分時電價機制的通知》通過優化尖峰電價、峰谷電價機制，加強價格信號對需求側資源的引導，充分挖掘需求側調節能力。

地方層面在組織實施、資金來源、主體培育等方面積極探索，形成了極具地方特色的需求響應落地舉措，有效推動了需求響應能力快速提升。全國已有20余個省市出臺了需求響應實施細則，結合本地電力供需形勢、電力市場建設進程、負荷資源特性等多重因素，不斷將需求響應工作向縱深推進［2］。典型省份需求響應實施關鍵要素如表1所示。

表1 典型省份需求響應實施關鍵要素Table 1 Key elements of demand response implementation in typical provinces

1.2 電力需求響應實踐成效明顯

近年來，電力需求波動加劇，尖峰負荷攀高，峰谷差持續拉大，區域性、時段性電力缺口問題凸顯。僅從供給側著力應對短時高頻電力波動成本較高，需綜合考慮調度負荷側資源，確保系統協同安全運行。同時，新興市場主體不斷涌現，分布式光伏、用戶側儲能、電動汽車等進一步模糊供需兩側的邊界，5G 基站、數據中心等新型高載能主體高速增長形成新的用電增長極。針對上述情況，各地在持續加強電力供應的基礎上，充分挖掘需求側資源潛力，加快推動供需兩側協同互動，共同保障電力系統安全經濟高效運行［3］。

（1）電力需求響應保障電力運行安全。近兩年高溫極寒干旱等極端天氣頻發，疊加最大負荷不斷攀高，對電力安全穩定供應帶來極大挑戰。多地深入挖掘需求側資源，實施需求響應，有效應對短時電力缺口，確保電力系統平穩運行。江蘇已培育削峰需求響應資源超1 000萬kW，填谷響應能力超300萬kW，實時需求響應能力超200 萬kW。2022 年迎峰度夏期間，全國遭遇大范圍、長時間罕見高溫天氣，江蘇為應對電力負荷持續高位運行，充分發揮需求響應緩解電力供需矛盾的作用，穩妥有序保障了電力供應安全平穩。山東建立了706萬kW削峰、401萬kW填谷可調節資源池，2022 年迎峰度夏期間，山東最大響應負荷397萬kW，有效覆蓋了短時電力供應缺口，避免采取有序用電措施。

（2）電力需求響應促進可再生能源消納。各地積極推動電力負荷與可再生能源消納協同聯動，通過實施填谷需求響應有效促進可再生能源就地消納利用。山東可再生能源發展迅速，風電、光伏發電裝機占比達30%以上，為促進可再生能源消納利用，山東多次組織填谷需求響應。2021年春節，山東組織全省范圍填谷響應，最大填谷負荷40.82萬kW，促進新能源消納63.86 萬kWh，有效緩解了春節期間棄風棄光現象。上海利用電力需求響應平臺，采用“日前邀約、日內定時調用”模式，通過用戶側智能終端自動接收需求響應指令，事后自動恢復，打造“無感調控”填谷響應。2022年春節，上海最大填谷負荷4.1 萬kW，累計填谷電量7.1 萬kWh，消納清潔能源2.2萬kWh。

（3）電力需求響應匯聚負荷側資源形成合力。近年來，可再生能源、儲能等電力技術迅猛發展，“云大物智移”等新一代信息技術加速推進，電力市場化改革深化也催生了各種類型的新興主體。作為一種需求側資源的聚合形態，虛擬電廠將多元化的負荷側資源聚沙成塔、協調優化，形成規?；恼{節能力，支撐電力系統安全、經濟、高效、綠色運行。例如，冀北虛擬電廠聚合可調節工商業用電負荷、蓄熱式電采暖、智慧樓宇、智能家居、用戶側儲能等11類可調節資源，覆蓋張家口、秦皇島、承德、廊坊、唐山等冀北5市和北京市，總容量超30萬kW。

2 電力需求響應發展面臨的新形勢和新要求

當前電力系統正發生深刻變革，供需兩側都呈現出新的特征。在新型電力系統和新型能源體系建設背景下，一方面，保安全和促消納都要求電力需求響應發揮更大作用；另一方面，技術創新和市場建設也為電力需求響應創造了更好條件。

2.1 新型電力系統建設需各環節協同發力

黨的二十大報告提出積極穩妥推進碳達峰碳中和。對于電力領域而言，安全、低碳、高效既是實現碳達峰碳中和的內在要求，也是建設新型電力系統的重要目標。要同時實現安全、低碳、高效等目標要求，就需要從電力系統各環節綜合發力，而電力需求響應是負荷側發力的重要途徑。新型電力系統建設面臨諸多新形勢，風電、光伏等可再生能源大規模接入電力系統，電力用戶也呈現多元化的負荷特性和用電行為，電力供需兩側的波動性都在上升。近年來，電力系統面臨著燃料成本高漲、電力供需形勢多變、靈活調節資源緊缺且昂貴、短時尖峰用能頻繁出現等新的挑戰，而電力需求響應能以較低的經濟成本實現電力負荷的雙向靈活調節，不僅能在出現電力供需缺口時引導用戶削峰響應，也能在可再生能源消納困難時引導用戶填谷響應，還能在市場規則之下參與電力市場實現資源優化配置，從而滿足新型電力系統安全、低碳、高效的目標要求。

2.2 電能替代催生更為豐富的需求側資源

電能具有清潔、安全、便捷等優勢，我國電氣化進程持續向前推進，特別是近年來電能替代加速實施使得終端用能電氣化率進一步提升。根據中電聯數據，我國電能占終端能源消費比重從1985年的7%提高到2020 年的27%左右，未來電氣化發展還有很大空間。隨著工業、交通、建筑、農業、居民等重點領域電能替代的發展，多元用電負荷的涌現將創造更豐富的需求側資源，從而為電力需求響應的創新優化打造堅實的基礎。例如，工業領域推廣電爐鋼、電鍋爐、電窯爐、電加熱、工業綠色微電網等技術，在擴大電氣化終端用能設備使用比例的同時，也提升了工業領域參與需求響應的能力。又如，交通領域加快推進交通工具電氣化，大力推廣電動汽車，而電動汽車參與需求響應有巨大的發展潛能。再如，在建筑領域，大型公共建筑圍繞減碳提效實施電氣化改造，也可以通過虛擬電廠的聚合，形成巨大的需求響應資源。隨著電能替代的推進，未來電力需求響應將有更加多元化的參與主體、規模更加龐大的需求響應資源。

2.3 技術和業態創新激發電力需求響應潛力

黨的二十大報告提出:“加快發展數字經濟，促進數字經濟和實體經濟深度融合”。隨著新一代信息技術的蓬勃發展和能源科技創新的深入推進，能源行業將加快數字化智能化升級。技術和業態的創新同樣將在新型電力系統建設中發揮關鍵作用。而對于電力需求響應而言，技術創新將使得多元化資源的聚合變成可能，新業態和新模式將不斷涌現。近年來備受關注的虛擬電廠就是典型例子，虛擬電廠通過新型通信和控制技術，依托負荷聚合商等主體和整套的系統及管理模式，將可調節負荷、儲能、電動汽車等電力用戶側資源進行聚合和協調優化，從而形成規?；恼{節能力，也是參與需求響應的重要主體。未來隨著虛擬電廠聚合規模的擴大、資源類型的豐富，其參與常態化電力供需互動，將提升電力需求響應的潛力和作用。

2.4 體制機制改革為電力需求響應創造更好的市場條件

我國電力市場建設持續深入推進。交易規模方面，2021年，全國電力市場交易電量合計為37 787.4億kWh，同比增長19.3%，市場交易電量占全社會用電量比重為45.5%，同比提高3.3 個百分點。市場建設方面，市場體系日益健全，電力市場正在朝著“優先發電合約+市場化中長期交易+現貨市場交易+輔助服務交易”的多級市場方向發展。2022 年1 月18 日，國家發展和改革委員會發布《關于加快建設全國統一電力市場體系的指導意見》，明確構建多層次市場的建設目標，?。▍^、市）電力市場發揮基礎作用，區域電力市場貫徹國家區域重大戰略，緩解電力負荷與資源區域分布不平衡矛盾的市場建設格局進一步清晰。而電力需求響應主要依靠市場化的激勵手段，通過價格等信號，引導用戶調節用電行為。電力市場化的持續推進和電價機制的進一步理順，都將為電力需求響應的開展創造更好的條件。

3 新形勢下創新優化電力需求響應的相關建議

面對新的形勢、機遇和挑戰，亟需更好發揮電力需求響應的作用，從政策、技術、市場、產業、標準等方面統籌考慮、創新優化，助力新型電力系統和新型能源體系建設，供需協同保障我國電力系統安全運行［4—7］。

3.1 強化頂層設計，積極推動市場化運行模式

建議進一步明確電力需求響應在新型電力系統中的定位和作用，加快建設政策標準完善、技術理念先進、應用場景豐富、源網荷儲互動的電力需求響應模式，提升電力需求響應支撐電力系統安全、經濟、綠色運行的能力。加快開展需求響應資源調查和分級分類管理工作，構建動態更新的需求側資源清單。進一步完善電力需求響應相關政策與現代能源體系建設的政策銜接機制，持續優化電力需求響應能力與中長期電力規劃的有效匹配，加快推動電力需求響應常態市場化運行，強化完善零售側峰谷電價形成機制，有序推動電力需求響應納入調度運行。

3.2 鼓勵技術創新，深挖負荷資源潛力

建議依托新型電力負荷管理系統建設，持續推動創新技術應用。充分利用“云大物智移”等新一代信息技術，為海量、分散負荷資源接入聚合平臺提供支持，積極適應新型電力系統的建設。強化電力負荷管理系統應用功能，鼓勵開展負荷緊急快速響應技術研究與應用，提高負荷管理的及時性、精準性，有效服務電力需求響應的開展。加大車網互動、數據中心、5G基站、冷鏈冷庫等新興用電負荷的用電特性研究，為新興用電主體參與電力需求響應創造必要的技術條件。

3.3 堅持市場配置，因地制宜探索新模式

建議因地制宜推進以市場為主導，政府統籌協調的電力需求響應市場化建設。注重效率、兼顧公平，緊密結合各省市電力需求響應的實踐，在具備條件的地區，加快推進電力需求響應與電力市場融合發展、常態化連續運行［8］。積極研究在現貨試點省份，電力需求響應參與現貨電能量市場和輔助服務市場的具體實現形式，深入分析具備可靠響應能力、滿足調度運行調節需求的需求響應資源獲得容量補償的實施方案。針對實施條件尚不成熟、負荷側資源不足的區域，探索推動形成跨區域需求側資源互濟共享機制，以提升區域整體需求響應能力為目標開展工作。

3.4 加強業態培育，鼓勵各地先行先試創新

鼓勵電能服務公司、售電公司、綜合能源服務公司等充分發揮渠道和專業優勢，以負荷聚合商或者虛擬電廠的形式，聚合可中斷負荷、分布式電源、戶用儲能等多元化的負荷資源，創新用電服務模式。積極推動負荷聚合商的電力需求響應能力認證評級，鼓勵形成經認證的聚合負荷響應能力并納入區域電力規劃統籌考慮。加快探索在集中用電區域多元化開發智能用電應用場景，開展智能工廠、智能園區等應用示范，支持智能電網建設應用，支撐智慧城市發展。

3.5 完善標準體系，加速推動行業規范化

建議進一步加強電力需求響應相關標準編制和修訂工作。充分研究當前電力需求響應實踐中的新技術、新主體、新模式，進一步修訂電力需求響應相關標準。進一步推動電力需求響應信息交換規范的制定和修訂，支撐不同廠商用電設備間的信息交互標準化操作。加快建立和完善適用于分布式資源開展電力需求響應的數據交換、數據安全等方面的標準制定。積極推動電力需求響應基線負荷計算方法的統一與優化。D