我国需求响应实施现状及发展展望

邹京希，曹敏，颜庭乔

（1. 云南电网有限责任公司电力科学研究院，云南昆明 650217；2. 南京新联电子股份有限公司，江苏南京 210042）

我国需求响应实施现状及发展展望

邹京希1，曹敏1，颜庭乔2

（1. 云南电网有限责任公司电力科学研究院，云南昆明 650217；2. 南京新联电子股份有限公司，江苏南京 210042）

本文介绍了我国需求侧响应的实施背景及相关政策，分析我国各地需求响应试点情况及经验，包括各地的电价政策及实施情况和各地的需求响应执行情况。分析了我国需求响应发展存在的趋势，给出了发展展望并提出相应的对策建议，认为在我国“互联网+”智慧能源背景下，应持续开展需求响应推广与研究工作，尤其是实施自动需求响应，以进一步提高用户参与积极性，加快我国智能电网的发展。

需求侧管理；自动需求响应；分时电价；激励；“互联网+”智慧能源

0 引言

需求侧管理（Demand Side Management，DSM）作为一种利用行政、经济和技术手段对需求侧的电力、天然气、采暖和制冷等各种能源综合规划的方法，可有效调节节电电力平衡，促进电力资源优化配置，这也符合我国基本国情。然而，在目前频频发生“电荒”的情况下，为了缓解电网高峰时段出现的电力紧张，有必要引入需求响应（Demand Response，DR），DR 是指用户根据电价信号或激励机制做出响应，改变常规电力消费习惯的市场参与行为[1-4]。因此，随着电力市场化改革的深入，DSM正逐渐向更具市场竞争性的需求侧响应发展，由DSM向DR的发展具有重要的现实意义，尤其在当前“互联网+”智慧能源发展的大背景下。

“互联网+”智慧能源是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态，具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。在我国“互联网+”智慧能源和售电侧改革等领域不断取得新进展的背景下，DR作为一类市场化运作手段，通过鼓励电力用户主动改变自身用电行为，达到与供应侧资源相同的效果，针对自动需求响应的研究，已经从电力市场拓展到新能源消纳、增强系统调峰调频能力和主动调度运行等领域[5]。

相关研究中，文献[6]从用户执行范围、时段划分、电价水平和电价比率四个方面总结了我国分时电价正常的实施经验；文献[7]基于负荷曲线分布分析，利用用户对电力商品的需求价格弹性矩阵，建立峰谷分时电价数学模型，并对该模型的目标函数进行了优化，得到一种分时电价定价方法；文献[8]和[9]则分别针对分时电价环境下的用户负荷需求响应分析方法和基于负荷曲线分布特征的峰谷时段划分和修正策略进行了研究；文献[10]对我国电力需求侧响应的模型方法及实施模式进行了探索，基于此，文献[11]对峰谷时段的DR进行了划分，而文献[12]则对电力市场需求响应做了研究综述，对DR的分类、实施成本和效益等方面进行了分析和研究。当前，发达国家关于电力需求响应的理论和实践研究深入开展，而我国基本上没有开展具有一定政策意义的分析研究。我国的DR研究，在理论层面还处于概念解释和项目推介阶段，实践层面还存在诸多问题，比如如何完善电价与激励机制，设计让各方受益的DR项目，研究参与用户的需求弹性和响应能力，相关的DR技术支持系统的开发，DR与供应侧的新能源、需求侧的分布式发电等进行综合资源规划，如何开展居民用电的需求响应实践和研究等等，因此，对电力需求侧响应的理论和实践的深入研究，对于加快推进电力市场化进程，降低线损，促进节能减排等具有重要意义。

基于此，本文基于国内的需求侧响应研究及其发展现状，对现有的需求侧响应项目进行分类讨论，给出我国需求侧响应发展的几点建议和设想。

1 我国已出台的需求响应政策

2004年，国家发改委联合国家电监会，印发《加强电力需求侧管理工作的指导意见》，标志国家层面开始重视电力需求侧管理工作。

2010年11月4日国家发展和改革委员会、财政部、工信部等六部委联合发布《电力需求侧管理办法》，这是电力需求侧管理工作方面重要的指导性文件，在第一章第八条明确提出：“电力用户是电力需求侧管理的直接参与者，国家鼓励其实施电力需求侧管理技术和措施”。

2011年工信部颁发《关于做好工业领域电力需求侧管理工作的指导意见》以及财政部颁发的一系列关于推动电力需求侧管理的奖励政策，使我国的电力需求侧管理工作得以迅速全面开展。

2012年11月1日，财政部、国家发展和改革委员会发布《关于公布电力需求侧管理城市综合试点工作首批试点城市名单的通知》，确定首批试点工作城市名单为：北京市、苏州市、唐山市、佛山市。

2015年4月7日，国家发展改革委、财政部发出《关于完善电力应急机制做好电力需求侧管理城市综合试点工作的通知》，要求北京市、上海市、苏州市、唐山市和佛山市5个试点城市及所在省份，借鉴电力需求侧管理及需求响应试点经验，突出特色，完善电力应急机制，以更加市场化的方式保障电力供需平衡。

2016年8月23日，工业和信息化部办公厅《工业领域电力需求侧管理专项行动计划（2016-2020年）》，组织全国万家工业企业参与专项行动，千家企业贯彻实施电力需求侧管理工作指南，打造百家电力需求侧管理示范企业。

2 国内需求响应试点与研究情况

按照促进用户积极参与需求侧管理的不同鼓励方式，可以将需求响应划分为两种类型：基于价格的需求响应和基于激励的需求响应[4]。基于价格的需求响应主要依靠分时电价引导，调动用户生产方式的可调节性从而减少系统高峰负荷。

2.1 基于价格的需求响应

基于价格的需求响应一般包括三种方式[5-7]：分时电价（time of user pricing，TOU），实时电价（real-time pricing，RTP）和尖峰电价（critical peak pricing，CPP）。我国当前实行的主要是分时电价（包括峰谷电价、丰枯电价两种形式）和尖峰电价两类电价政策，执行对象包括工业、商业和居民用户。不同地区的电网负荷情况、行业结构、气候条件等存在差异，工业、商业和居民的负荷特性也有所不同。因此，各地制定的分时电价政策也不尽相同，在季节、时段划分、时段数量、比价关系方面都存在差异[6]。

目前，我国部分省份当前执行的分时电价和尖峰电价时段划分，见表1。

表1 我国部分省份执行的分时电价和尖峰电价情况统计Tab.1 the implementation statistics of time-of-use price and peak price of part provinces in China

我国早期的基于价格的需求响应受计量条件限制，时段划分比较粗放。近年来，随着用电负荷尤其是工商业负荷快速增高，电网需要对负荷均衡实现有效管理，同时随着计量条件的不断改善和智能电网研究的深入，基于用户需求响应的峰谷电价研究正逐渐增多。文献[5]在时段划分建模中引入响应度属性，促进需求响应资源的良性参与和互动；文献[8]通过研究分时电价后用户的需求响应负荷曲线，将用户需求响应矩阵应用在实施分时电价需求侧管理分析中；文献[9]对基于负荷曲线分布特征的峰谷时段划分和修正策略进行了研究，对一些难以界定时段属性的点进行了调整，得到4个季度的峰谷时段划分方案，可有效地激励用户的需求响应。

2.2 基于激励机制的需求响应

基于激励的需求响应是指电力公司、负荷集成商等实施机构通过制定定性的或随时间变化的政策，来激励用户在系统可靠性受到影响或电价较高时及时响应并削减负荷[10]。响应形式包括直接负荷控制（DLC）、可中断负荷（IL）、需求侧竞价（DSB）、紧急需求响应（EDR）和容量/辅助服务计划（CASP）等[11]。

2012年7月16日，国家财政部以及国家发展与改革委员会联合印发《电力需求侧管理城市综合试点工作中央财政奖励资金管理暂行办法》，鼓励开展电力需求响应和相关研究。同年确定北京市、江苏省苏州市、河北省唐山市和广东省佛山市为首批试点城市。

根据相关政策，试点城市可采用更为灵活的需求响应政策，如：对钢铁企业等大用户实行可中断负荷电费补贴，对实行需求侧管理示范项目及能效电厂项目给予冲抵电费的政策支持[12，13]。同时，充分利用分时电价、差别电价政策，促进削峰填谷，实现电力动态平衡。其中，实施尖峰电价与可中断电价是深入开展电力需求响应的标志性措施[14，15]。

2015年夏季，作为需求响应试点地区的佛山市、江苏省、北京市、上海市通过省市级电力需求侧管理平台实施了电力需求响应。2016年夏季，江苏省进一步明确和完善了需求响应实施细则，继续开展需求响应。天津地区首次开展自动需求响应。典型地区开展的需求响应试点项目如下表2所示。

表2 我国典型地区开展的需求响应试点项目情况统计Tab.2 the implementation statistics of demand response pilot projects of typical areas in China

3 我国需求响应工作存在问题及发展方向

3.1 存在的问题

（1）基线计算方法有待进一步研究。受到客户侧的数据缺失、数据传输滞后、基线计算方法的误差的影响，用户侧和政府侧对于响应量的统计角度不一致，使得用户收到的补贴金小于其心理预期，从而用户觉得部分利益被挤占，降低参与积极性。

（2）缺乏合理的激励机制。目前我国已有的激励机制主要是节能补贴、差别性电价、阶梯电价、峰谷电价、尖峰电价和临时性减少高峰电力负荷奖励等机制。补贴制定缺乏市场化机制，补贴标准的给定难以做到资源优化配置。

（3）居民用户接受度不高。我国开展居民需求响应的次数较少，在推广过程中，存在用户对需求响应接受度不高，同意响应邀约的意愿较低，和主要响应设备较为单一等问题。

3.2 发展方向及建议

（1）与智慧能源结合：在国家能源局下发《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》、工业和信息化部下发《工业领域电力需求侧管理专项行动计划（2016-2020年）》中，支持工业园区通过能效电厂建设、供需互动响应、源网荷储协同调控、能源互联网建设、分布式电源建设、充电设施建设、配电网升级改造、电能替代等实施电力需求侧管理，且鼓励需求响应与智慧用能、光伏电站和新能源消纳结合开展。

建议在传统的需求响应负荷控制的基础上，将新能源消纳、电动汽车充电桩和储能设备纳入需求响应下一步研究范畴，并着力构建DR的“一体系两机制”，即技术支撑体系、投资促进机制和经济补偿机制，进一步夯实DR的支撑技术，确保DR资源充裕性，提高用户参与积极性。

（2）工业园区为重点：在工业和信息化部发布《工业领域电力需求侧管理专项行动计划（2016-2020年）》，发改委、能源局发布《关于报送增量配电业务试点项目的通知》、广东省经信委下发《关于2016年电力大用户与发电企业直接交易工作有关事项的通知》文件中，电力需求响应工作和售电改革短期内主要面向工业用户，以工业园区为单位开展。

建议下阶段需求响应工作应与国网公司目前电力需求侧管理原则保持一致，重点面向工业与非生产性大用户，结合售电侧改革、能耗监测管理等要点，开展需求响应推广与研究工作。

4 总结

未来电网的发展方向是智能电网，电网的智能化的核心是全面、动态地整合用户侧资源，促使更多的需求侧资源参与电网的互动。电力需求响应在当下“互联网+”智能能源发展背景下，是一种缓解电力供需矛盾、降低高峰负荷、促进节能减排的重要工具。通过总结我国当前需求响应发展工作存在的问题，并就其发展方向进行了展望，指出需要在传统的需求响应负荷控制的基础上，将新能源消纳、电动汽车充电桩和储能设备纳入到需求响应的下一步，并以工业园区建设为重点，短期内主要面向工业用户，以工业园区为单位开展。自动需求响应将成为未来智能电网的核心技术功能之一，将真正的需求响应纳入实时调度范畴，充分利用负荷的实时可调节潜力，极大地提高系统间歇性能源接入能力和安全稳定运行能力。

我国的自动需求响应的研究工作还处于初步发展阶段，还存在很多问题，且相应的对策制定不完整，因此，应结合我国国情，加快设施建设、相关研究和用电侧市场化进程，研究适合我国市场竞争、准确反映电力供需变化的完善电价机制。通过价格机制和市场手段优化配置电力需求侧资源，关注电力用户调峰和节能潜力的全面分析和深度挖掘，推进辅助服务的合理定价和相关标准的制定进程，促进我国自动需求响应工作的深入开展。

[1] 麦琪. 基于电量分析的配网用户用电需求量预测研究[J]. 新型工业化，2016，6（6）：50-59. Q Mai. Study of distribution network users power consumption demand forecasting based on electricity analysis [J]. The Journal of New Industrialization，2016，6（6）：50-59.

[2] 王彦力，刘畅. 全球能源互联背景下的大数据需求侧管理[J]. 电气应用，2015，34（S1）：574-577，595. Y L Wang，C Liu. Big data demand response management under global energy interconnection background [J]. Electrotechnical Application，2015，34（S1）：574-577+595.

[3] Albadi M H，El-Saadany E F. A summary of demand response in electricity markets[J]. Electric Power Systems Research，2008，78（11）：1989-1996.

[4] Palensky P，Dietrich D. Demand side management：demand response，intelligent energy systems，and smart loads[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics，2011，7（3）：381 - 388.

[5] 程瑜，翟娜娜. 基于用户响应的分时电价时段划分[J]. 电力系统自动化，2012，36（9）：42-46. Y Cheng，N N Zhai. Electricity price peak and valley periods division based on customer response [J]. Automation of Electric Power Systems，2012，36（9）：42-46.

[6] 刘思强，叶泽.我国销售侧分时电价政策实施经验与启示[J].价格理论与实践，2014，34（6）：40-41，64. S Q Liu，Z Ye. implementation experiences and enlightenments of sailing side time-of-use price policies in China [J]. Price：Theory & Practice，2014，34（6）：40-41，64.

[7] 孙薇，李珊. 电力需求侧管理中的分时电价研究[J]. 电气应用，2008，27（6）：63-66. W Sun，S Li. research on time-of-use price in power demand side management [J]. Electrotechnical Application，2008，27（6）：63-66.

[8] 孔祥玉，杨群，穆云飞，等. 分时电价环境下用户负荷需求响应分析方法[J]. 电力系统及其自动化学报，2015，27（10）：75-80. X Y Kong，Q Yang，Y F Mu，et al. Analysis method for customers demand response in time of using price [J]. Proceedings of the CSUEPSA，2008，27（6）：63-66.

[9] 连振洲，温步瀛，江岳文. 基于负荷曲线分布特征的峰谷时段划分和修正策略研究[J]. 电网与清洁能源，2014，30（7）：15-19. Z Z Lian，B Y Wen，Y W Jiang. Peak-valley time period partition and correction strategy based on the load curve distribution [J]. PowerSystem and Clean Energy，2014，30（7）：15-19.

[10] 卢键明. 我国电力需求侧响应的模型方法及实施模式研究[D]. 华北电力大学（北京），2009. J M Lu. Research on the model approach and implementation pattern of demand-side response in China [D]. North China Electric Power University （Beijing），2009.

[11] 翟娜娜. 基于用户需求响应的峰谷时段划分研究[D]. 华北电力大学. 2011. N N Zhuo. Peak and valley periods division based on customer’s response [D]. North China Electric Power University，2011.

[12] 张钦，王锡凡，王建学，等. 电力市场下需求响应研究综述[J].电力系统自动化，2008，32（3）：97-106. X Zhang，X F Wang，J X Wang，et al. Survey of demand response in deregulated electricity markets [J]. Automation of Electric Power Systems，2008，32（3）：97-106.

[13] 石学妹，王冬利. 可中断负荷电价的运作及效益[J]. 电力需求侧管理，2008，10（2）：45-46. X M Shi，D L Wang. Operation and benefits of interruptible load rate [J]. Power DSM，2008，10（2）：45-46.

[14] 盛万兴，史常凯，孙军平，等. 智能用电中自动需求响应的特征及研究框架[J]. 电力系统自动化，2013，37（23）：1-7. W X Sheng，C K Shi，J P Sun，et al. Characteristics and research framework of automated demand response in smart utilization [J]. Automation of Electric Power Systems，2013，37（23）：1-7.

[15] 陈星莺，陈璐，廖迎晨，等. 考虑可中断负荷和需求侧竞价的供电电价模型研究[J]. 电力需求侧管理，2010，12（5）：14-18. X Y Chen，L Chen，Y C Liao，et al. The research of distribution electric price with interruptable load and demand side bidding [J]. Power DSM，2010，12（5）：14-18.

Current Situation of Demand Response Implementation and Its Development Prospect in China

ZOU Jing-xi1, CAO Min1, YAN Ting-qiao2
(1. Electric Power Research Institute Co., Ltd. of Yunnan Power Grid, Kunming 650217, China; 2. Nanjing Xinlian Electronic Ltd., Nanjing 210042, China)

This article introduces the implementation background and related policies of demand response in China, and analyzes the pilot situation and experience of demand response throughout China. The pilot situation includes the electricity price policies and implementation situations of demand response in respective place of China. Aimed at demand response in China, the development trends and prospects are given and several related implementation suggestions are proposed. It suggest that the demand response work be continuously promoted and researched, especially for implementation of automatic demand response, under “Internet +” smart energy background of China, so as to further improve users’ participation enthusiasm and accelerate the development of smart grid in China.

Demand side management; Automatic demand response; Time-of-use price; Incentive; “Internet +” smart energy

邹京希，曹敏，颜庭乔. 我国需求响应实施现状及发展展望[J]. 新型工业化，2016，6（11）：48-52, 57.

10.19335/j.cnki.2095-6649.2016.11.005

: ZOU Jing-xi, CAO Min, YAN Ting-qiao. Current Situation of Demand Response Implementation and Its Development Prospect in China[J]. The Journal of New Industrialization, 2016, 6(11) : 48-52, 57.

中国南方电网科技项目资助

邹京希（1989-），女，硕士，通信作者，主要研究方向：电力系统专业，智能电网等；曹敏（1961-），男，教授级高工，南方电网高级技术专家，主要研究方向：电能计量、配用电和智能电网等；颜庭乔（1970-），男，硕士，高级工程师，主要研究方向：需求响应、电力计量产品的设计与研发等