“雙碳”目標(biāo)下的電力需求側(cè)管理進階與變革

 　　2020年9月22日，習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上的講話中指出，“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。2021年3月15日，中央財經(jīng)委員會第九次會議強調(diào)，“十四五”是碳達峰的關(guān)鍵期、窗口期，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)發(fā)展面臨新的形勢，一方面，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)正在加快形成，能源主體由化石能源向非化石能源更替;另一方面，在我國電力供需總體平衡的大形勢下，部分省份電力供需矛盾將長期存在。


新形勢下電力需求側(cè)管理變革的必要性


電力行業(yè)發(fā)展面臨的新形勢要求電力需求側(cè)管理在提升電力系統(tǒng)發(fā)展質(zhì)量、保障電力系統(tǒng)供需平衡、促進可再生能源消納、促進節(jié)能減排等方面發(fā)揮作用，推動“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。


提升電力系統(tǒng)發(fā)展質(zhì)量


電力是經(jīng)濟發(fā)展的重要動力源泉之一，隨著我國經(jīng)濟進入高質(zhì)量發(fā)展階段，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)電力系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展勢在必行。清潔低碳、安全高效是電力系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展的重要特點，源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補是電力系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。為此，應(yīng)當(dāng)著力加強電力需求側(cè)管理，抑制不合理的電力消費，引導(dǎo)用戶優(yōu)化用電方式，提高電能利用效率，充分挖掘需求側(cè)資源與電網(wǎng)的互動響應(yīng)能力，助力電力系統(tǒng)的高質(zhì)量發(fā)展。


保障電力系統(tǒng)供需平衡


“雙碳”目標(biāo)下，“十四五”期間，我國用電需求、新能源裝機將持續(xù)增長，電力系統(tǒng)的運行特性和電源結(jié)構(gòu)面臨更深刻的變化。一方面，第三產(chǎn)業(yè)和居民用電負(fù)荷占比持續(xù)提高，電力需求對氣溫變化日益敏感，極端氣候?qū)е虏糠值貐^(qū)夏季、冬季短期尖峰負(fù)荷屢創(chuàng)新高，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)“雙峰”特征;另一方面，隨著可再生能源的大規(guī)模接入，電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)高比例可再生能源、高比例電力電子設(shè)備的“雙高”特征，電力系統(tǒng)“雙側(cè)隨機性”特征將進一步凸顯。為此，應(yīng)當(dāng)加強對需求側(cè)資源的管理，使其逐步成為與電網(wǎng)廣泛互動的重要資源，實現(xiàn)供需雙側(cè)資源的協(xié)調(diào)優(yōu)化，助力保障電力系統(tǒng)供需平衡。


促進可再生能源消納


隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，風(fēng)電和光伏等具有間歇性和波動性的可再生能源發(fā)電裝機將快速增長。一方面，可再生能源的大規(guī)模接入對電力系統(tǒng)靈活性和安全穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。另一方面，電力系統(tǒng)為消納高比例可再生能源將付出更高的成本，對電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性提出了挑戰(zhàn)。為此，應(yīng)當(dāng)加強電力需求側(cè)與電力生產(chǎn)和供應(yīng)側(cè)的協(xié)同互動，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐，推廣多方共贏的需求響應(yīng)與可再生能源電力消納協(xié)同模式，從需求側(cè)促進可再生能源電力的消納，推進電力清潔低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展。


促進節(jié)能減排


據(jù)統(tǒng)計，2020年我國能源消費總量為49.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤左右，單位GDP能耗是世界平均水平的1.5倍，因此，在能源消費總量控制、單位GDP二氧化碳排放和單位GDP能耗下降要求約束下，節(jié)能減排領(lǐng)域面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為此，應(yīng)在需求側(cè)繼續(xù)加強用電管理、推動電力電量節(jié)約，開展能效電廠、需求響應(yīng)等項目，提高電能利用效率，從而在降低用戶用能成本的同時促進節(jié)能減排和經(jīng)濟社會健康發(fā)展。


新形勢下電力需求側(cè)管理變革的方向與路徑


新形勢下，電力需求側(cè)管理的作用愈加凸顯，電力需求側(cè)管理的重要性得到各行各業(yè)的廣泛關(guān)注，因此，亟需推動電力需求側(cè)管理變革，助力“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。


需求側(cè)管理變革方向


綜合化。“雙碳”目標(biāo)下，能源電力系統(tǒng)的橫向多能互補和縱向“源網(wǎng)荷儲”協(xié)調(diào)發(fā)展，為電力需求側(cè)管理向綜合需求側(cè)管理轉(zhuǎn)變提供了條件。電力需求側(cè)管理的綜合化發(fā)展以改善能源供給失衡、提升用戶用能經(jīng)濟性、促進可再生能源消納、參與系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)為目標(biāo)，基于多種能源系統(tǒng)在產(chǎn)能特性、供求特性以及用能特性等的差異性，利用冷、熱、電、氣等多能流時空上的耦合機制，通過激勵的方式刺激或誘導(dǎo)綜合能源用戶改變某一種或多種能源的需求，對另一種能源的供求關(guān)系產(chǎn)生影響，實現(xiàn)多能互補，達到削峰填谷、緩解用能緊張等目的。


智能化。“云大物移智鏈”等現(xiàn)代化信息技術(shù)在能源電力系統(tǒng)的應(yīng)用，對能源電力的生產(chǎn)、供應(yīng)和消費模式帶來了改變。電力系統(tǒng)內(nèi)廣泛布置的感知裝置與邊緣控制裝置將實現(xiàn)電力系統(tǒng)的狀態(tài)全面感知與智能化運行。在此趨勢下，電力需求側(cè)管理逐步向?qū)崟r化、智能化、自動化方向演進，通過智能設(shè)備、智能采集、智能分析和智能操控，自動完成響應(yīng)計劃制定、用能優(yōu)化策略生成，實現(xiàn)節(jié)約用電、環(huán)保用電、綠色用電、智能用電、有序用電。


市場化。我國電力需求側(cè)資源參與響應(yīng)的方式主要以約定時間、約定容量的邀約型削峰填谷響應(yīng)為主，現(xiàn)行價格和激勵機制存在峰谷價差小、峰谷時段劃分不合理、補貼方式單一等問題，對用戶參與需求側(cè)響應(yīng)的積極性的調(diào)動以及用戶優(yōu)化用電方式的引導(dǎo)作用欠佳。因此，未來隨著電力市場建設(shè)的推進，將需求側(cè)資源納入輔助服務(wù)市場和現(xiàn)貨市場，使得需求側(cè)資源成為與供給側(cè)資源對等的靈活性資源參與電力市場競爭，更加凸顯需求側(cè)資源的價值。


需求側(cè)管理變革路徑


展望未來信息技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展對電力需求側(cè)管理的影響，本文圍繞需求側(cè)資源庫、市場機制、基礎(chǔ)設(shè)施和關(guān)鍵技術(shù)四個方面，提出新形勢下電力需求側(cè)管理變革的路徑。


構(gòu)建綜合需求側(cè)資源庫。一是建立需求側(cè)資源分類庫。各省份和各地區(qū)根據(jù)行業(yè)用電特性、負(fù)荷特性、響應(yīng)速度、響應(yīng)規(guī)模、響應(yīng)時長等的分析，建立不同級別、不同規(guī)模、不同能源種類的綜合需求側(cè)資源庫，并滾動更新;二是加強電網(wǎng)與工業(yè)企業(yè)、園區(qū)和商業(yè)樓宇之間的互動。關(guān)注工業(yè)企業(yè)、園區(qū)和辦公樓宇的柔性負(fù)荷，分析主要用電設(shè)備及其負(fù)荷特性，實現(xiàn)柔性負(fù)荷設(shè)備通過錯峰用電、啟?；蛘{(diào)節(jié)運行狀態(tài)等方式參與需求響應(yīng);三是調(diào)動居民用戶參與需求響應(yīng)的積極性。通過加大需求響應(yīng)宣傳推廣力度，培養(yǎng)居民用戶的節(jié)電意識，推動各級政府和電力主管部門出臺支持政策及電價折扣、獎勵補貼等激勵政策，提高居民參與需求響應(yīng)的積極性，將居民需求響應(yīng)納入常態(tài)化工作。


完善需求響應(yīng)市場機制。一是完善電價機制和激勵補貼機制。加快完善尖峰電價、分時電價和可中斷負(fù)荷電價機制，合理劃分峰、尖、谷、平時段，適當(dāng)拉大峰谷價差，引導(dǎo)用戶優(yōu)化用電模式。根據(jù)不同響應(yīng)時段、響應(yīng)速度、響應(yīng)時長、響應(yīng)成本和響應(yīng)規(guī)模，制定差異化的動態(tài)補貼機制;二是加快多元化需求側(cè)資源參與市場化交易。明確需求側(cè)資源的市場主體地位，降低市場準(zhǔn)入門檻，鼓勵負(fù)荷聚合商和虛擬電廠通過聚合用戶側(cè)的儲能、分布式電源、UPS電源、制冷制熱等多元化可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源和可中斷負(fù)荷資源參與需求響應(yīng)。鼓勵儲能和充電樁運營商以及電動汽車用戶參與需求響應(yīng);三是制定分區(qū)分級分場景響應(yīng)機制。綜合考慮不同地區(qū)的行業(yè)分布特點、負(fù)荷規(guī)模、負(fù)荷特性等，梳理分區(qū)需求響應(yīng)資源，制定分區(qū)響應(yīng)機制。根據(jù)響應(yīng)速度，制定秒級、分鐘級和小時級等不同級別的分級響應(yīng)機制?；诰o急需求響應(yīng)、削峰填谷、可再生能源消納等不同應(yīng)用場景，制定分場景響應(yīng)機制。


建設(shè)需求側(cè)管理基礎(chǔ)設(shè)施。一是完善用采系統(tǒng)負(fù)荷分類統(tǒng)計功能。對參與需求響應(yīng)的用電線路和設(shè)備在線監(jiān)測，開展分行業(yè)的負(fù)荷數(shù)據(jù)治理與維護，提高電能管理水平，實現(xiàn)負(fù)荷科學(xué)化、精細化管理;二是構(gòu)建全覆蓋的需求側(cè)資源綜合監(jiān)測與管理平臺。通過電網(wǎng)與分布式電源、儲能、電動汽車等用戶側(cè)設(shè)備的廣泛互聯(lián)，以及與燃氣、供熱等多類型能源的協(xié)調(diào)運行，實現(xiàn)能源供給、消耗的統(tǒng)一監(jiān)測，能效分析、梯次利用和協(xié)調(diào)管控的一體化管理;三是完善需求側(cè)管理業(yè)務(wù)平臺。在保障用戶隱私安全的前提下，整合現(xiàn)有的需求側(cè)管理業(yè)務(wù)平臺和需求側(cè)資源綜合監(jiān)測與管理平臺，實現(xiàn)需求響應(yīng)用戶申報、用戶審核、線上簽約、需求發(fā)起、用戶反饋、效果評估、補貼核算等需求響應(yīng)全過程管理。


加快需求側(cè)管理關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。一是加強自動需求響應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用與推廣。提高需求響應(yīng)的自動化和實時化水平，為需求側(cè)資源參與緊急需求響應(yīng)和電力系統(tǒng)提供靈活性調(diào)節(jié)等輔助服務(wù)場景提供基礎(chǔ);二是研究需求響應(yīng)資源雙向互動技術(shù)。以新型電力系統(tǒng)建設(shè)為著力點，推動“云大物移智鏈”和5G等先進通信技術(shù)在系統(tǒng)運行控制、終端用戶用能服務(wù)方面的應(yīng)用，促進能源信息雙向流動和開放共享，實現(xiàn)各類需求側(cè)資源靈活匯聚。


新形勢下電力需求側(cè)管理發(fā)展政策建議


結(jié)合對新形勢下電力需求側(cè)管理變革的方向與路徑的分析，在此提出“十四五”期間電力需求側(cè)管理發(fā)展政策建議，保障電力需求側(cè)管理的健康可持續(xù)發(fā)展，助推“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。


將電力需求側(cè)管理納入政府工作計劃


將電力需求響應(yīng)納入到國家電力發(fā)展規(guī)劃、新型電力系統(tǒng)安全應(yīng)急體系和“雙碳”目標(biāo)實施路徑的全局進行統(tǒng)籌謀劃和頂層設(shè)計。國家層面明確各省政府需求響應(yīng)工作任務(wù)部署，提出強制性的工作量化指標(biāo)，構(gòu)建常態(tài)化需求響應(yīng)實施流程，制定省市縣分級落實方案上報國家發(fā)改委備案。


制定統(tǒng)一的需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范


推動政府制定統(tǒng)一的需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，完善電力需求響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架，確定需求響應(yīng)業(yè)務(wù)流程、基線負(fù)荷計算、效果評估等標(biāo)準(zhǔn)，制定相關(guān)設(shè)備接口標(biāo)準(zhǔn)及負(fù)荷分類標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)相關(guān)設(shè)備無縫對接接入需求響應(yīng)系統(tǒng)和用能優(yōu)化系統(tǒng)。


建立電力需求側(cè)管理長效機制


完善季節(jié)性峰谷電價、季節(jié)性尖峰電價、可靠性電價、可中斷負(fù)荷電價等價格機制，出臺多樣化的電力需求側(cè)響應(yīng)補貼機制，提高補貼金額，制定需求側(cè)響應(yīng)成本分?jǐn)倷C制，出臺需求側(cè)響應(yīng)資金保障和財政、稅收、信貸等金融支持政策機制，明確和保障補貼資金來源。


完善市場化交易機制


明確電網(wǎng)公司、電力交易中心、用戶等需求響應(yīng)交易主體的職能，確定各類用戶參與電力現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場等不同市場交易的準(zhǔn)入門檻?；诳芍袛嘭?fù)荷、可轉(zhuǎn)移負(fù)荷、可削減負(fù)荷、可替代負(fù)荷等多樣化需求側(cè)資源，明確參與不同類型市場的交易品種。完善不同交易品種和參與不同市場類型的交易價格和補貼機制。建立完善的需求側(cè)管理體系，構(gòu)建政府、市場、電網(wǎng)公司、用戶等多方主體參與的需求響應(yīng)監(jiān)管機制，以保障市場化交易的常態(tài)化開展。


結(jié) 語


“十四五”時期，面對能源電力發(fā)展新形勢，電力需求側(cè)管理應(yīng)堅持綜合化、智能化、市場化的發(fā)展方向，遵循需求側(cè)資源庫構(gòu)建、市場機制完善、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和關(guān)鍵技術(shù)研究的路徑，系統(tǒng)推進電力需求側(cè)管理的進階與變革。為保障電力需求側(cè)的發(fā)展，應(yīng)從頂層設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、價格與補貼機制和市場化交易機制等方面制定政策機制。 中國電力企業(yè)管理 　 作者： 曾鳴 王俐英


本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2021年04期，作者供職于華北電力大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)研究中心