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?為緩解電網(wǎng)出現(xiàn)電力不平衡、系統(tǒng)可靠性受到威脅的現(xiàn)象，引入需求響應(yīng)。電力需求響應(yīng)，簡單地說就是電力用戶根據(jù)價格信號或激勵措施，暫時改變其用電行為，減少（增加）用電負(fù)荷，從而促進(jìn)電力供需平衡、保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的行為[1]。
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與傳統(tǒng)的有序用電方案這一行政手段不同，電力需求響應(yīng)使用市場手段，在電網(wǎng)負(fù)荷尖峰時段讓用戶自愿、臨時性采取措施來改變原有的用電模式，獲得補(bǔ)貼激勵或電費(fèi)優(yōu)惠。國外需求響應(yīng)開展較早，我國是從2004年開始逐步啟動需求側(cè)管理工作的。我國需求側(cè)管理主要以有序用電管理為主,部分地區(qū)實(shí)行了峰谷分時電價或可中斷負(fù)荷項(xiàng)目。
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近年來國家出臺相關(guān)政策推動需求響應(yīng)的實(shí)施，從有序用電模式過渡到需求側(cè)響應(yīng)模式[2]。需求響應(yīng)對參與的電力用戶有直接的經(jīng)濟(jì)效益，對電網(wǎng)有延緩建設(shè)投資、促進(jìn)電力市場化改革的間接效益，對社會有優(yōu)化資源配置的社會效益[3]。
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“十二五”期間，電力供應(yīng)由總體平衡、局部偏緊的狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)向相對寬松、局部過剩。非化石能源快速發(fā)展的同時，部分地區(qū)棄風(fēng)、棄光、棄水問題突出。局部地區(qū)電網(wǎng)調(diào)峰能力嚴(yán)重不足。我國電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃中指出，應(yīng)加強(qiáng)系統(tǒng)調(diào)峰能力的建設(shè)。需求響應(yīng)作為一種低成本的調(diào)峰措施，通過錯峰、移峰等手段，在減少系統(tǒng)峰谷差、消納新能源等方面起到積極作用。
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1 ?國內(nèi)需求響應(yīng)現(xiàn)狀
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1.1 ?需求響應(yīng)實(shí)施概況
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我國從2004年開始啟動國家層面的需求側(cè)管理工作。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，我國需求側(cè)管理項(xiàng)目已發(fā)展多個種類，包括分時電價、能效電廠項(xiàng)目、移峰填谷項(xiàng)目和需求響應(yīng)項(xiàng)目。需求響應(yīng)作為需求側(cè)管理的一個重要組成部分，充分發(fā)揮了市場的調(diào)節(jié)作用，通過激勵引導(dǎo)用戶參與電網(wǎng)的負(fù)荷調(diào)控，維護(hù)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
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我國《電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)項(xiàng)目類型及計(jì)算方法（試行）》將電力需求側(cè)管理項(xiàng)目分為能效電廠、移峰填谷和需求響應(yīng)三大類。
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目前我國已有多個省市開展了需求響應(yīng)。佛山市作為首個開展需求響應(yīng)的試點(diǎn)城市，通過數(shù)據(jù)平臺和用戶終端的配合，削減負(fù)荷4.2萬千瓦。天津?yàn)槭讉€開展自動需求響應(yīng)試點(diǎn)的城市。
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從各地的需求響應(yīng)情況看，參與用戶類型不斷增加，除了工商業(yè)用戶和負(fù)荷集成商，樓宇、居民用戶也納入了需求響應(yīng)資源。而需求響應(yīng)執(zhí)行模式也正在向自動化方向探索和發(fā)展[4]。
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1.2 ?需求響應(yīng)實(shí)施機(jī)制
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1）制定合理的需求響應(yīng)方案
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目前國內(nèi)開展的需求響應(yīng)分為兩種。一種是約定需求響應(yīng)，通過需求響應(yīng)協(xié)議，在需求響應(yīng)執(zhí)行時間段按照約定量削減負(fù)荷。另一種是臨時性需求響應(yīng)，在電網(wǎng)缺電時，根據(jù)需求響應(yīng)協(xié)議臨時性錯峰降負(fù)。需求響應(yīng)基本由政府及電力公司主導(dǎo)，負(fù)荷集成商與電力用戶自愿參與。佛山、蘇州等地開展的需求響應(yīng)均由經(jīng)信委與電力公司、負(fù)荷集成商及電力用戶簽訂需求響應(yīng)協(xié)議。上海地區(qū)則試點(diǎn)了用戶自主認(rèn)購需求響應(yīng)量的模式，充分發(fā)揮用戶的主動性。在天津還試點(diǎn)了辦公樓空調(diào)自動需求響應(yīng)，為自動需求響應(yīng)的發(fā)展提供了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
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2）鼓勵多種類型的用戶參與
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多地政策均鼓勵用戶或負(fù)荷集成商自愿參與需求響應(yīng)，且優(yōu)先考慮高耗能、“卡脖子”的工商業(yè)企業(yè)用戶。參與用戶類型包括工業(yè)企業(yè)、商場、酒店、辦公樓宇、綜合建筑等。北京、上海及江蘇試點(diǎn)了居民需求響應(yīng)，通過空調(diào)智能控制、提前制冷等技術(shù)，將居民負(fù)荷納入需求響應(yīng)用戶范圍，進(jìn)一步擴(kuò)大了需求響應(yīng)資源的類型。
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3）補(bǔ)貼及政策支持
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專項(xiàng)資金來源包括從全省銷售電價附加征收的城市公用事業(yè)附加費(fèi)、執(zhí)行差別電價增加的電費(fèi)收入以及其他資金。比如，江蘇的需求響應(yīng)補(bǔ)貼資金由尖峰電價增收電費(fèi)支付，佛山需求響應(yīng)補(bǔ)貼資金從電力需求側(cè)試點(diǎn)的“調(diào)峰項(xiàng)目”實(shí)施專項(xiàng)資金中列支，北京市需求響應(yīng)補(bǔ)貼資金來源為中央財(cái)政安排下達(dá)的專項(xiàng)獎勵資金和市財(cái)政安排的配套獎勵資金。
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除了資金補(bǔ)貼外，各地出臺了多種需求響應(yīng)優(yōu)惠政策，鼓勵用戶積極參與需求響應(yīng)，例如，不將參與自動需求響應(yīng)的企業(yè)納入錯峰序位表（即不安排該類型企業(yè)參與錯峰），優(yōu)先安排參與需求響應(yīng)并符合直購電相關(guān)文件規(guī)定的企業(yè)參與直購電，參與電力需求響應(yīng)的企業(yè)將優(yōu)先保障供電等。
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總結(jié)各地區(qū)的需求響應(yīng)實(shí)施情況，我國目前的需求響應(yīng)工作有以下幾個特點(diǎn)：（1）用戶類型不斷增加，中小型用戶獲得參與電力系統(tǒng)調(diào)控的渠道；（2）專項(xiàng)資金政策、有序用電政策逐漸成熟，需求響應(yīng)激勵機(jī)制不斷完善；（3）商業(yè)模式從簽訂協(xié)議、自主認(rèn)購到自動響應(yīng)，不斷創(chuàng)新。
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2 ?需求響應(yīng)發(fā)展的資金障礙分析
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2.1 ?基礎(chǔ)建設(shè)成本高
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隨著需求響應(yīng)的不斷發(fā)展，需求響應(yīng)基礎(chǔ)建設(shè)的重要性日益凸顯。需求響應(yīng)的效果評估除了需要精確的計(jì)量，還需要準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)傳輸，計(jì)量設(shè)備和在線監(jiān)測系統(tǒng)是需求響應(yīng)的兩個重要技術(shù)支撐[5]。目前我國各地的需求響應(yīng)在線監(jiān)測設(shè)備由電網(wǎng)公司或負(fù)荷集成商投資為用戶安裝及維護(hù)，需求響應(yīng)在線監(jiān)測系統(tǒng)由政府和電網(wǎng)公司投資建設(shè)。隨著需求響應(yīng)的推進(jìn)和發(fā)展，建立和完善需求響應(yīng)系統(tǒng)，仍需在計(jì)量設(shè)備的安裝及維護(hù)、數(shù)據(jù)的傳輸及維護(hù)方面投入大量資金成本。
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2.2 ?補(bǔ)貼方式不到位
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國家發(fā)展改革委于2012年印發(fā)《電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)工作中央財(cái)政獎勵資金管理暫行辦法》，規(guī)定對通過需求響應(yīng)臨時性減少的高峰電力負(fù)荷，每千瓦獎勵100元。各地制定的電力需求側(cè)管理專項(xiàng)資金使用管理辦法多以銷售電價附加征收的城市公用事業(yè)附加費(fèi)、執(zhí)行差別電價增加的電費(fèi)收入以及其他資金作為需求響應(yīng)補(bǔ)貼資金來源。補(bǔ)貼方式難以做到資源優(yōu)化配置，且以獎勵為主，缺少罰款機(jī)制，對需求響應(yīng)執(zhí)行效果造成了一定的制約，不能體現(xiàn)需求響應(yīng)的市場化本質(zhì)。
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對于計(jì)量設(shè)備的投資者，尤其是負(fù)荷集成商而言，其投資成本包含設(shè)備安裝維護(hù)、數(shù)據(jù)采集和管理的所有費(fèi)用，但投資者并不是數(shù)據(jù)唯一的使用者。目前的需求響應(yīng)激勵僅針對參與需求響應(yīng)的用戶，目的是提高用戶的參與積極性，但對投資成本的補(bǔ)貼尚不明確[6]。
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需求響應(yīng)的參與者除電力用戶和負(fù)荷集成商外，還包括政府部門和電力公司。需求響應(yīng)涉及到負(fù)荷控制、效果判定、補(bǔ)貼分配等流程，參與者、執(zhí)行者及收益獲得者之間存在利益分配不均的矛盾[7][15]。
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3 ?需求響應(yīng)發(fā)展的技術(shù)障礙分析
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3.1 ?響應(yīng)量預(yù)測技術(shù)欠缺
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電網(wǎng)出現(xiàn)缺口時，啟動需求響應(yīng)達(dá)到削峰填谷的效果。高質(zhì)量的需求響應(yīng)才能更好的保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。就目前國內(nèi)的技術(shù)而言，因負(fù)荷的可調(diào)能力、用戶用電意愿以及響應(yīng)過程中用戶出現(xiàn)中途退出、響應(yīng)不到位等違約行為，導(dǎo)致響應(yīng)量不符合預(yù)期效果，此類風(fēng)險(xiǎn)目前仍無法避免。
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除了從商業(yè)模式方面進(jìn)行改進(jìn)，增加罰款等控制機(jī)制外，還需進(jìn)一步開展技術(shù)研發(fā)。目前國內(nèi)已有負(fù)荷響應(yīng)特性研究，包括基于用戶負(fù)荷彈性系數(shù)的需求響應(yīng)分析[8]、用電需求曲線建模[9]等，從負(fù)荷特性及電價兩方面考慮負(fù)荷的響應(yīng)能力，但研究仍較為薄弱，沒有考慮用戶用電意愿等因素，且沒有實(shí)際應(yīng)用。
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3.2 ?實(shí)時反饋技術(shù)欠缺
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從目前的需求響應(yīng)實(shí)施流程來看，需求響應(yīng)發(fā)起方根據(jù)電力用戶及負(fù)荷集成商提交的用戶信息制定需求響應(yīng)方案，確定需求響應(yīng)預(yù)期效果。負(fù)荷集成商負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)上級需求響應(yīng)指令、整合部分電力用戶的需求響應(yīng)資源，組織集成用戶參與需求響應(yīng)。電力用戶為需求響應(yīng)直接執(zhí)行者。三者之間按照自上而下的順序執(zhí)行需求響應(yīng)。
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在實(shí)施過程中，用戶一方面無法及時獲取自己的響應(yīng)效果信息，另一方面在出現(xiàn)特殊情況無法完成響應(yīng)時，缺乏有效的向上反饋途徑。需求響應(yīng)發(fā)起方雖然在響應(yīng)過程中對用戶負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)測，但當(dāng)響應(yīng)量沒有達(dá)到預(yù)期時，仍缺乏實(shí)時有效的動態(tài)調(diào)節(jié)途徑。實(shí)時反饋技術(shù)的缺乏導(dǎo)致響應(yīng)效果與預(yù)期效果不一致。
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3.3 ?自動化程度有待提高
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美國已開發(fā)出適用于自動需求響應(yīng)的通信架構(gòu)openADR，美國、澳大利亞、日本等國已開展了相關(guān)的試點(diǎn)工程[10][11]，取得了初步成果，證明了自動需求響應(yīng)的可操作性。我國已經(jīng)開展了關(guān)于openADR的研究[12][13]，天津地區(qū)試點(diǎn)項(xiàng)目通過空調(diào)溫控器實(shí)現(xiàn)了對空調(diào)的自動需求響應(yīng)，但我國的需求響應(yīng)發(fā)展還處在半自動需求響應(yīng)階段，需求響應(yīng)的自動化還未真正實(shí)現(xiàn)。智能化終端、通訊技術(shù)、自動需求響應(yīng)系統(tǒng)等均有待進(jìn)一步的研究和開發(fā)。
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3.4 ?需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系有待完善
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隨著需求響應(yīng)的推廣，將有更多資源參與需求響應(yīng)，對需求響應(yīng)相關(guān)的系統(tǒng)、終端設(shè)備及通訊網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求，急需建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前國際上除了美國的OpenADR標(biāo)準(zhǔn)外，還包括日本的《日本需求響應(yīng)接口規(guī)范1.0》、歐洲的SEP 2.0和澳大利亞的AS4755等標(biāo)準(zhǔn)。
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歐洲相關(guān)組織對計(jì)量設(shè)備提出了詳盡的要求，包括用戶友好型接口、15分鐘顆粒度數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程采集、雙向交互、用戶數(shù)據(jù)自動傳輸、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)加密傳輸?shù)萚5]。我國的《電力需求側(cè)管理平臺建設(shè)技術(shù)規(guī)范（試行）》、《電力需求響應(yīng)系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定了需求響應(yīng)數(shù)據(jù)采集、傳輸、通信協(xié)議等技術(shù)要求。需求響應(yīng)終端、系統(tǒng)、通訊網(wǎng)絡(luò)等方面的標(biāo)準(zhǔn)仍有待完善。
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4 ?需求響應(yīng)發(fā)展的機(jī)制障礙分析
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目前開展需求響應(yīng)試點(diǎn)的省市均為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，電力供應(yīng)緊張，季節(jié)性電力負(fù)荷（如冬季采暖負(fù)荷、夏季降溫負(fù)荷）形成電網(wǎng)高峰用電負(fù)荷，而據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國電網(wǎng)夏季空調(diào)負(fù)荷已占尖峰負(fù)荷的30%左右[15]。因此需求響應(yīng)的類型主要以削峰為主。
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由于我國大力發(fā)展新能源發(fā)電，近十年電力供給能力不斷增強(qiáng)，根據(jù)權(quán)威統(tǒng)計(jì)，中國風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)在過去的5年分別增長了2.6倍和56倍，累計(jì)裝機(jī)達(dá)到114.61GW和28.05GW，分列世界第一和第二位[16]。
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電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃中指出，我國的電力供應(yīng)由總體平衡、局部偏緊的狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)向相對寬松、局部過剩。部分地區(qū)存在嚴(yán)重的棄風(fēng)、棄水現(xiàn)象，電力過剩且就地消納能力不足。需求響應(yīng)的最終目的不僅是降低尖峰負(fù)荷，而是降低系統(tǒng)峰谷差，實(shí)現(xiàn)電力平衡。因此，需求響應(yīng)在“填谷”（尤其是消納新能源）方面的作用還有待開發(fā)。
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另外，需求響應(yīng)的實(shí)施形式有待開發(fā)。目前執(zhí)行的大部分需求響應(yīng)項(xiàng)目以約定形式開展，部分實(shí)時需求響應(yīng)也遠(yuǎn)未達(dá)到自動化水平，對電網(wǎng)起到一定的削峰作用，但其響應(yīng)速度慢、響應(yīng)效果存在不確定性，調(diào)峰能力欠佳。
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5 ?結(jié)論
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本文對國內(nèi)需求響應(yīng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并提出了國內(nèi)的需求響應(yīng)發(fā)展的幾點(diǎn)建議和展望。
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1）明確政府部門、電力公司、負(fù)荷集成商及電力用戶在需求響應(yīng)中的職責(zé)與權(quán)利，制定合理的長效激勵機(jī)制，保證各方利益，提高各方參與積極性。隨著電力改革的不斷深化，電力市場環(huán)境逐漸成熟，需求響應(yīng)將更加商業(yè)化。電網(wǎng)成為需求響應(yīng)的真正需求方，政府部門行使監(jiān)管職責(zé)，負(fù)荷集成商與電力用戶通過競爭的方式參與需求響應(yīng)?；谡叩募顚⒅饾u退出，基于市場的激勵將成為需求響應(yīng)發(fā)展的源動力。
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2）隨著智能電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展以及需求響應(yīng)的不斷推進(jìn)，自動需求響應(yīng)將得到更大的發(fā)展。在智能終端方面，提高智能化終端開發(fā)能力，使需求響應(yīng)負(fù)荷有能力接收需求響應(yīng)信號并自動執(zhí)行。在系統(tǒng)功能方面，研究用戶的負(fù)荷特性，考慮用戶對電價或控制信號的響應(yīng)特性、用戶用電意愿等因素，建立準(zhǔn)確的響應(yīng)量預(yù)測模型，提高需求響應(yīng)的準(zhǔn)確性和成功率。在通信方面，制定更詳盡的需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系，規(guī)范需求響應(yīng)各系統(tǒng)間的接口，實(shí)現(xiàn)信息交互標(biāo)準(zhǔn)化。
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3）充分發(fā)揮需求響應(yīng)的調(diào)峰能力，增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性。面對電力供需逐漸寬松、新能源供電能力不斷增強(qiáng)的電力發(fā)展形勢，新能源消納難題急需破解。分布式能源和電動汽車的發(fā)展為需求響應(yīng)提供了更多的資源和條件，未來需求響應(yīng)不僅有“削峰”作用，也逐漸向“填谷”發(fā)展。
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原文來源：電氣技術(shù)