10月1日至3日，江蘇首次在國慶期間實施“填谷”電力需求響應，并在國內(nèi)首創(chuàng)競價模式，最大填補低谷負荷142萬千瓦，累計“削峰填谷”719萬千瓦，促進了清潔能源消納，保障了江蘇電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。江蘇理士電池有限公司的儲能電站在此次電力需求響應中發(fā)揮削峰填谷作用，6次累計填谷5.32萬千瓦，在沒增加成本的情況下可獲得約12萬元的獎勵。需求響應是智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是智能電網(wǎng)技術最佳應用領域之一。儲能如何參與電力需求響應獲益?

什么是電力需求響應?

需求響應(Demand Response，簡稱DR)，是指當電力批發(fā)市場價格升高或系統(tǒng)可靠性受威脅時，電力用戶接收到供電方發(fā)出的誘導性減少負荷的直接補償通知或者電力價格上升信號后，改變其固有的習慣用電模式，達到減少或者推移某時段的用電負荷而響應電力供應，從而保障電網(wǎng)穩(wěn)定，并抑制電價上升的短期行為。

需求響應主要分為兩大類，即價格型需求響應(Price-based Demand Response, PDR)以及激勵型需求響應(Incentive-based Demand Response, IDR) 。PDR 是指用戶收到的價格信號后，包括分時電價(Time of Use Pricing, TOU)、實時電價(Real Time Pricing, RTP)和尖峰電價(Critical Peak Pricing, CPP)等，相應調(diào)整其用電需求，從而達到改變負荷曲線的目的;IDR 是指 DR 實施者根據(jù)電網(wǎng)供需狀況制定相應政策，用戶在系統(tǒng)需要或電力緊張時減少用電需求，并獲得直接補償或在其他時段獲得優(yōu)惠電價的響應方式，其激勵策略包括直接負荷控制(Direct Load Control, DLC)、可中斷負荷(Interruptible Load, IL)、需求側競價(Demand Side Bidding, DSB)、緊急需求響應(Emergency Demand Response, EDR)、容量市場項目和輔助服務項目等。

目前，電力需求響應主要有以下方面的應用：

1.降低系統(tǒng)運行成本、提高系統(tǒng)運行效率，并能夠在一定程度上借助其實現(xiàn)的負荷削減效用減緩發(fā)、輸電等基礎設施的投資建設;2.緩解備用短缺、輸電阻塞等問題;3.有助于降低電價波動，降低市場參與風險;4.DR參與者能夠獲得一定的利益。

美國對智能電網(wǎng)的研究較早，DR 實施項目較為豐富，目前，其主要通過IDR實現(xiàn)負荷削減。但是隨著高級計量架構(Advanced etering Infrastructure, AMI)的發(fā)展，PDR 的響應性能將逐漸提升，到 2019 年，在 AMI 戰(zhàn)略的支持下，DR一共可實現(xiàn)相當于髙峰負荷 4%~20%的負荷削減。在歐洲，英國、法國以及西班牙等國都進行了 DR 項目且成果豐富。其中風電大國西班牙的風電增長被認為是DR迅速發(fā)展的主要原因。

新領域的應用前景

1.針對節(jié)能的自動需求側響應

日本2014年底實施自動需求響應實證試驗。使用ADR國際標準規(guī)格OpenADR2.0 ，在電力供應緊張時，自動向用戶發(fā)出節(jié)電要求信號(以下簡稱DR信號)，家庭、企業(yè)等用電方自動接收DR信號，用能源管理系統(tǒng)(EMS)控制用電量，對DR結果自動進行報告。

2.電動汽車的自動需求側響應

通過自動需求響應終端設備對電價及電網(wǎng)需求進行分析，引導電動汽車(或蓄電池)進行充放電，借助遠程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電動汽車與電網(wǎng)的互動。

3.配合可再生能源的自動需求側響應

智能電網(wǎng)的發(fā)展，使得電網(wǎng)調(diào)度從過去單一的電源側發(fā)展為“源—荷”協(xié)調(diào)的調(diào)度模式，極大的豐富了電網(wǎng)的可調(diào)度資源，提高了電網(wǎng)調(diào)度的靈活性。通過DR 調(diào)度，能夠彌補電源側常規(guī)機組調(diào)度靈活性差、響應速度慢的不足。

儲能如何參與電力需求響應獲益?

儲熱(冷)系統(tǒng)配合傳統(tǒng)供冷模式運行過程中，可對各時段放熱(冷)量進行控制，加之在建筑保溫效果良好的情況下，通過停用主要用電設備并增大儲熱(冷)設備供熱(冷)量的方式調(diào)節(jié)負荷，短時間內(nèi)(如30min-1h)溫度變化幅度較小且對用戶影響較小，既在不影響用戶體驗的情況下實現(xiàn)了響應執(zhí)行時段(30min-2h)的負荷削減，該負荷削減是在整套供冷(熱)系統(tǒng)，即儲能系統(tǒng)與傳統(tǒng)供冷(熱)系統(tǒng)的配合下實現(xiàn)的。

對電儲能系統(tǒng)而言，除停用其他用電設備外，用戶對電能的使用需求難以被替代，僅可通過增加放電量增加自用量來實現(xiàn)響應時段的負荷削減。而決定儲能系統(tǒng)參與響應獲利多少的關鍵則是基準線(baseline)的設定。

需求響應基準線是在非響應日中對應響應日事件執(zhí)行時間段，每小時的電力負荷，需求響應削減負荷量是通過響應事件實際負荷和基準線對比得到的。途中紫色曲線為該用戶基準線，藍色曲線為響應日實際負荷曲線，實際負荷與基準負荷之間的差值即為需求響應削減負荷量。

若藍色曲線和紫色曲線重疊則未實現(xiàn)負荷轉移量，無法獲取收益。對于非為參與需求響應而建設的儲能系統(tǒng)來說，儲能系統(tǒng)日常運行采用低谷充電和尖高峰發(fā)電模式，若需求響應執(zhí)行時段和持續(xù)時間恰巧與固定峰值電價時段一致，將造成需求響應基準線和實際負荷曲線重疊，在不采用其他降負荷方法的情況下難以獲得資金支持。

試點階段，需求響應往往在全市大負荷或高溫情況下啟動，啟動執(zhí)行時段且相對固定，如11:00-13:00和16:00-17:00正是北京市夏季尖峰電價執(zhí)行時間。該啟動執(zhí)行方式確實可通過需求側負荷臨時性削減緩解省市級電網(wǎng)運行壓力，但缺少電網(wǎng)參與而由政府調(diào)動的削峰需求難以真實反映電網(wǎng)即時需求，重點線路、設備重過載運行壓力也難以由其所帶用戶支撐解決。所以，需求響應試點實施還只能反映某一地域的全網(wǎng)運行需要，由面及點的針對性需求響應執(zhí)行將是未來的發(fā)展方向，這都將得益于市場開放下電網(wǎng)的積極參與和主動實施。

在該啟動方式下，若儲能系統(tǒng)規(guī)模較小，僅可維持尖峰時段3小時內(nèi)放電，將出現(xiàn)上述情況，即先期安裝的儲能系統(tǒng)在日常運行中已經(jīng)實現(xiàn)了尖峰時段的永久性負荷轉移，基準負荷曲線與實際響應負荷曲線一致，無法通過靈活性運行調(diào)整獲取和儲能系統(tǒng)容量相當?shù)馁Y金收益。

因此，為促進電儲能等分布式能源參與響應并獲取收益，需求響應所削減負荷指向要更加明確和細化，區(qū)域、線路和設備的穩(wěn)定性及可靠性變化雖有規(guī)律可尋，但需要的負荷削減發(fā)生時間點不盡相同，需根據(jù)實際運行需要做出預判，并調(diào)動對應用戶負荷參與響應。未來，在一個響應周期內(nèi)，可通過響應時間段拆分讓用戶擁有選擇參與不同時段響應的權利;針對不同類別用戶(工業(yè)、商業(yè)、居民)設定不同基準線計算方法，并讓用戶自主選擇調(diào)整方案。這將為儲能系統(tǒng)利用其靈活性參與響應并獲取較高價值收益提供支持。

我國電力需求響應政策及應用現(xiàn)狀

我國還主要是需求側管理，市場化不強，用戶參與度很低，多側重于行政手段，有個說法叫有序用電，是我國的主要原則，特別在迎峰度夏期間。目前主要有江蘇、上海、河南、山東等地啟動了電力需求響應市場。

1.江蘇省

政策：

2015年江蘇經(jīng)信委及江蘇物價局聯(lián)合印發(fā)《江蘇省電力需求響應實施細則(試行)》，旨在建立完善的需求響應體系、緩解電力供需矛盾、是削減尖峰負荷以及引導用戶優(yōu)化用電負荷。規(guī)則詳細制定了實施方案以及補貼標準。

2017年江蘇經(jīng)信委印發(fā)《關于進一步深化電力需求響應工作的通知》，明確了用戶參與源網(wǎng)荷項目的基本原則，即在企業(yè)自愿和確保安全條件下，通過市場化方式開展用戶協(xié)商。指導省電力公司與用戶簽訂源網(wǎng)荷互動協(xié)議，明確雙方的權利、義務及補償標準。

應用：

春節(jié)、國慶期間受工廠停工放長假等影響，用電負荷整體水平較低，清潔能源消納存在一定困難。繼今年春節(jié)期間實施國內(nèi)最大規(guī)模的“填谷”電力需求響應之后，江蘇省經(jīng)信委、江蘇省物價局與國網(wǎng)江蘇電力決定聯(lián)合開展國慶“填谷”電力需求響應。此次“填谷”電力需求響應的時段為10月1日至3日的凌晨0時至8時和下午12時至17時。此次電力需求響應，江蘇首創(chuàng)了競價模式，也就是說由計劃參與的負荷集成商或用戶自主申報參與的負荷量和所需激勵價格。在同等條件下，優(yōu)先選擇申報激勵價格低、負荷量大的負荷集成商和用戶參與響應。據(jù)悉，此次競價需求響應中，凌晨時段申報響應負荷總量為77萬千瓦，最高為5元/千瓦，最低為1.33元/千瓦;下午時段申報響應總量為112萬千瓦，最高為8元/千瓦，最低為1.33元/千瓦。經(jīng)過競價申報、容量校核等環(huán)節(jié)，共有7家負荷集成商及43家普通電力用戶成為此次電力需求響應參與者。據(jù)統(tǒng)計，10月1日至3日，6次電力需求響應累計“填谷”719萬千瓦。其中，10月3日凌晨2點15分和下午15點45分，兩個響應時段的“填谷”分別達到最大，分別為128萬千瓦和142萬千瓦。這意味著，如果沒有實施用電需求響應，那么當天江蘇電網(wǎng)的峰谷差將由1070.3萬千瓦增至1198萬千瓦，增大江蘇電網(wǎng)調(diào)差難度，影響清潔能源消納。

金湖縣的江蘇理士電池有限公司通過調(diào)整儲能設備的運行方式，參與了此次需求響應，6次累計“填谷”5.32萬千瓦。該企業(yè)技術總監(jiān)郭登峰說，“公司建有的儲能電站發(fā)揮削峰填谷作用，在需求響應時段進行充電，在其他時段釋放電能，滿足工廠使用，在沒有增加成本的情況下可以獲得約12萬元的獎勵。”

建有裝機14萬千瓦自備電廠的江陰興澄特種鋼鐵有限公司也參與了此次需求響應。“國慶這3天，我們調(diào)整生產(chǎn)班次的同時，降低了自備電廠的出力，既獲得了補貼，又促進了節(jié)能減排，這是一舉多得的好事。”該企業(yè)動力事業(yè)部徐棟良部長說。該企業(yè)凌晨和下午時段的實際響應量分別為5.58萬千瓦、5.47萬千瓦，將獲得響應激勵66.17萬元。

2.上海

政策：

2018年6月，上海市經(jīng)信委批復關于《國網(wǎng)上海市電力公司關于開展端午期間電力需求響應工作的請示》，積極探索互聯(lián)網(wǎng)、智能用戶端、分布式、可再生能源、儲能、蓄能技術、充電樁等新技術應用示范，繼續(xù)開展電力需求響應試點工作，在35攝氏度以上的高溫日普遍開展;暫執(zhí)行避峰補償標準(補貼標準按照上海市物價局頒布的《關于疏導上海市電網(wǎng)電價矛盾的通知》(滬價公〔2004〕009號)規(guī)定，參照當日通知避峰補償電價(每千瓦每小時補償0.80元)，折合5元/千瓦，采取電費退補方式予以補償)。

應用：

今年入夏以來，國網(wǎng)上海電力公司3次開展不同規(guī)模、不同類型需求響應試點，探索構建需求響應優(yōu)先、有序用電保底的需求側管理機制，實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)、自備電廠、冷熱電三聯(lián)供、冰蓄冷、儲能設施、公共充電站、小區(qū)直供充電樁等全類型城市可控負荷資源的全面覆蓋。通過多次需求響應試點開展，區(qū)域性商業(yè)辦公樓宇“虛擬電廠”、各類新技術柔性負荷調(diào)控能力得到充分驗證，多平臺互動對接、精準計算和數(shù)據(jù)并發(fā)等支撐響應能力全面提升。

2018年6月18日的0點持續(xù)至6時15分，國網(wǎng)上海電力首次在上海實施大規(guī)模“填谷”式電力負荷需求響應，整個行動期間共有88戶自主申報用戶、5家負荷集成商(涉及522戶)參與，涵蓋工業(yè)生產(chǎn)移峰、自備電廠、冷熱電三聯(lián)供、冰蓄冷空調(diào)機組、電力儲能設施、公共充電站、小區(qū)直供充電樁等全類型可控負荷。據(jù)悉，此次負荷需求響應單次最大提升負荷105.93萬千瓦，響應時段平均填谷負荷87.28萬千瓦，填谷負荷量占夜間電網(wǎng)低谷負荷總量的8.42%，為國內(nèi)目前同類電力需求響應中低谷負荷占比最高、參與負荷類型最全、參與用戶總數(shù)最多的一次。“這樣一次大規(guī)模‘填谷’式電力負荷需求響應的成功實施，不僅可以直接而有效地平衡電力負荷，緩解端午節(jié)低谷時段電網(wǎng)運行調(diào)節(jié)壓力，同時也為今后加強需求響應精細化管理，完善可再生能源消納機制，促進節(jié)能減排做出了有益的探索和嘗試。”作為一家采用分布式冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)為多家企業(yè)總部提供綜合能源供給的單位，上海世博B片區(qū)央企總部能源中心參與了此次負荷需求響應，在用電低谷時段主動降低三聯(lián)供發(fā)電出力，并增加網(wǎng)供負荷約1200千瓦，不僅節(jié)省燃氣發(fā)電成本、享受夜間優(yōu)惠電價，同時還能獲得一定獎勵補貼。

2018年8月17日，綜合能源服務公司等6個負荷集成商、共計389戶用戶參與今夏上海實施的第三次需求響應。國家級需求側管理示范項目——黃浦區(qū)商業(yè)建筑“虛擬電廠”項目建設成效凸顯，通過集聚區(qū)內(nèi)商業(yè)樓宇非工空調(diào)資源形成用戶側“電力海綿”，實現(xiàn)“需求彈性、供需協(xié)同”。今年內(nèi)，“虛擬電廠”項目常態(tài)化發(fā)布需求響應事件10次，響應用戶104戶，累計響應負荷達到5.5萬千瓦，充分驗證了區(qū)域性商業(yè)辦公樓宇柔性負荷規(guī)?；⒕毣{(diào)控能力。位于閔行區(qū)的上海思源電氣股份有限公司是上海首批非工空調(diào)需求響應試點單位之一，17日共完成550千瓦的響應負荷。該公司物業(yè)負責人介紹：利用樓宇原有空調(diào)資源，通過中央空調(diào)交互終端實現(xiàn)空調(diào)負荷的柔性調(diào)控。這次降低的負荷，不僅沒有影響整體企業(yè)生產(chǎn)，而且還拿到了補貼。

3.河南

政策：

2018年6月，河南發(fā)改委發(fā)布《關于2018年開展電力需求響應試點工作的通知》，通知中稱，對在響應日的前日完成邀約、確認，并在約定時段完成負荷削減的用戶，每次每千瓦補貼12元;對在接收到響應指令后，實時確認參與并完成負荷削減的用戶，每次每千瓦補貼18元。負荷集成商視為單個用戶領取補貼，代理用戶開展的需求響應補貼金額分成雙方自主協(xié)商。補貼資金的發(fā)放工作原則上于2018年11月底前完成。

應用：

今年入夏以來，受持續(xù)高溫天氣影響，河南省網(wǎng)用電負荷連續(xù)5次突破歷史紀錄，最大負荷達6364萬千瓦，同比增長579萬千瓦。空調(diào)負荷快速增長已成為河南省電網(wǎng)尖峰負荷增長的主因。為緩解電網(wǎng)短時運行壓力，7月27日12時30分至13時30分，河南省選擇在鄭州、駐馬店、信陽市和蘭考縣成功實施了首次電力需求響應，利用經(jīng)濟手段激勵用戶自愿錯峰避峰，增加電網(wǎng)柔性調(diào)峰能力，保障電網(wǎng)平穩(wěn)運行和電力安全可靠供應。對完成負荷削減的試點地區(qū)用電用戶，每次每千瓦可獲補貼12元或18元。

本次需求響應共有66家用戶及1家負荷集成商(負荷集成商即將某些具備需求響應能力的電力用戶集中在一起，作為整體參與需求響應，并代理相關商務事宜)參與，涵蓋了工業(yè)、非工業(yè)空調(diào)、儲能等多種負荷特性用戶，實際響應負荷合計達12.54萬千瓦。其中，首次邀請大容量電池儲能電站參與電力需求響應，削減高峰負荷0.8萬千瓦，為儲能行業(yè)商業(yè)化市場運營開創(chuàng)了先河。

4.山東

政策：

2018年7月，山東省經(jīng)信委會同山東省物價局制定印發(fā)了《關于開展電力需求響應市場試點工作的通知》(魯經(jīng)信電力〔2018〕244號)，將通過經(jīng)濟激勵政策，采用負荷管控措施，調(diào)節(jié)電網(wǎng)峰谷負荷，削峰填谷緩解供需矛盾。交易需申報響應量和補償價格，其中補償價格為每響應 1 千瓦負荷需要的補償費用，最高暫定不超過30元。儲能設施和非工業(yè)用戶中央空調(diào)應具備單獨控制條件。7月13日，省經(jīng)濟和信息化委會同國網(wǎng)山東省電力公司組織召開了電力需求響應市場試點宣貫電視會議，會上指出，今年暫按150萬千瓦(含50%響應儲備)需求響應量組織實施，7月底前完成試點用戶確認工作。

應用：

山東青島電網(wǎng)調(diào)峰正在告別指令性管理，轉而利用市場機制引導需求側主動參與。青島有68戶工業(yè)企業(yè)和30戶非工業(yè)企業(yè)被確定為電力需求響應試點企業(yè)。8月10日，青島首次啟動電力需求響應市場競價。市場競價結束后，試點企業(yè)簽訂電力需求響應協(xié)議，待電網(wǎng)滿足需求響應啟動條件時，啟動需求響應。企業(yè)當年響應補償費用將于次年發(fā)放。該試點工作目前僅在用電企業(yè)中進行，下一步將向售電企業(yè)推廣。

為促進電儲能等分布式能源參與響應并獲取收益，需求響應所削減負荷指向要更加明確和細化，區(qū)域、線路和設備的穩(wěn)定性及可靠性變化雖有規(guī)律可尋，但需要的負荷削減發(fā)生時間點不盡相同，需根據(jù)實際運行需要做出預判，并調(diào)動對應用戶負荷參與響應。未來還需為儲能系統(tǒng)利用其靈活性參與響應并獲取較高價值收益提供政策支持、細化交易規(guī)則。