電力市場(chǎng)環(huán)境下開(kāi)展電力需求側(cè)響應(yīng)的必要性和應(yīng)用

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

摘要：隨著2015年電改9號(hào)文的頒發(fā),我國(guó)電力體制改革工作大刀闊斧地推進(jìn),目前已經(jīng)明確將促進(jìn)區(qū)域電力平衡和需求側(cè)負(fù)荷資源的優(yōu)化配置列為今后電力工作開(kāi)展的。目前我國(guó)需求側(cè)響應(yīng)方面仍停留在政策性強(qiáng)制需求側(cè)管理階段,其時(shí)效性以及可持續(xù)性已無(wú)法滿(mǎn)足電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡的需求。售電公司作為連接批發(fā)側(cè)和零售側(cè)的重要主體,其開(kāi)展需求側(cè)響應(yīng)對(duì)提高電力市場(chǎng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率以及維持自身長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展有著舉足輕重的意義。

關(guān)鍵詞：需求側(cè)響應(yīng)；電力零售市場(chǎng)；偏差考核；負(fù)荷集成商

1 需求側(cè)響應(yīng)定義以及我國(guó)需求側(cè)響應(yīng)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 需求側(cè)響應(yīng)定義

電力系統(tǒng)要維持實(shí)時(shí)供需平衡。傳統(tǒng)的做法是由發(fā)電機(jī)組在負(fù)荷需求時(shí)提高出力，但負(fù)荷尖峰時(shí)段往往持續(xù)時(shí)間很短，為了滿(mǎn)足這部分需求而增加的發(fā)電和輸配電投資利用率很低，而且調(diào)峰任務(wù)大多是由高成本、污染相對(duì)較重的火電機(jī)組承擔(dān)，而通過(guò)減少或者延遲需求側(cè)的電力負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)供需平衡就會(huì)相對(duì)節(jié)省很多成本也更環(huán)保。需求側(cè)響應(yīng)可以定義為: 當(dāng)電力批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格升高或者系統(tǒng)可靠性受到威脅時(shí)，電力用戶(hù)接收到供電方發(fā)出的誘導(dǎo)性減少負(fù)荷的直接補(bǔ)償通知或者電力價(jià)格上升信號(hào)后，改變其固有的習(xí)慣用電模式，達(dá)到減少或者推移某時(shí)段的用電負(fù)荷而響應(yīng)電力供應(yīng)，從而保障電網(wǎng)穩(wěn)定，并抑

制電價(jià)上升的短期行為。

1.2 我國(guó)需求側(cè)響應(yīng)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)在上世紀(jì)90年代就引入了需求側(cè)管理的概念，但并沒(méi)有能夠大范圍推廣。直到2010年發(fā)改委印發(fā)了《電力需求側(cè)管理辦法》，2012年將北京市、蘇州市、唐山市、佛山市四個(gè)城市設(shè)立為*電力需求側(cè)管理城市綜合試點(diǎn)，上海為需求側(cè)響應(yīng)試點(diǎn)

試點(diǎn)開(kāi)展以來(lái)取得了一些成績(jī)，2014年以來(lái)，除唐山市外， 北京、上海、佛山三市和江蘇省已成功實(shí)施了幾次需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目， 基本是每年夏季實(shí)施一兩次。其中， 2017年

7月江蘇省經(jīng)信委組織省電力公司對(duì)張家港保稅區(qū)、冶金園啟動(dòng)了實(shí)時(shí)自動(dòng)需求響應(yīng)，在不影響企業(yè)正常生產(chǎn)的前提下， 僅用1 秒鐘時(shí)間即降低了園區(qū)內(nèi)55.8萬(wàn)千瓦的電力需求， 創(chuàng)下了國(guó)際先例。

2 售電公司開(kāi)展需求側(cè)響應(yīng)的必要性

2.1 電量偏差控制的需要

2015年11月， 廣東省、重慶市獲發(fā)改委、能源局批準(zhǔn)， 成為了*售電側(cè)改革試點(diǎn)，取得了豐碩的改革成果，各項(xiàng)市場(chǎng)機(jī)制也日趨完善。下面， 以廣東為例作出說(shuō)明。

 廣東售電側(cè)改革試點(diǎn)全國(guó)電改， 以交易品種豐富、交易主體眾多、交易規(guī)模著稱(chēng)， 各項(xiàng)交易規(guī)則以及相應(yīng)市場(chǎng)監(jiān)管體系也逐步完善， 但從實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，廣東市場(chǎng)電量偏差大、考核費(fèi)用高的情況，也一直讓各售電主體畏之如虎， 甚至有部分售電公司因無(wú)力承擔(dān)偏差電量考核費(fèi)用而黯然退市。

廣東自2017年起實(shí)行偏差電量結(jié)算機(jī)制。2017年2月以來(lái)，累計(jì)組織了14次月度集中競(jìng)爭(zhēng)交易，統(tǒng)一出清價(jià)差波動(dòng)甚大，價(jià)差達(dá)- 189.45厘/千瓦時(shí)，高則為-36.5

厘/ 千瓦時(shí)，因此售電側(cè)、用戶(hù)側(cè)獲利也高低起伏。而由于廣東電力市場(chǎng)上普遍由售電側(cè)代理用戶(hù)側(cè)競(jìng)價(jià)，用戶(hù)用電偏差基本由售電公司承擔(dān)，因此，對(duì)于售電公司而言，偏差考核電費(fèi)也是影響收益的主要因素之一。如圖1 所示，廣東售電公司獲利隨著月度競(jìng)價(jià)價(jià)格起伏而大起大落，但對(duì)比2017年11月和2018年1月情況，月度競(jìng)價(jià)價(jià)差相差僅為0.5厘/ 千瓦時(shí)，但收益卻相差超過(guò)3 倍。

如圖2所示，2017年2月至2018年1月廣東市場(chǎng)需求側(cè)考核費(fèi)用一直高居不下，此費(fèi)用基本由售電公司買(mǎi)單， 其中2018年1月考核費(fèi)用與售電公司獲利基本持平，這意味著售電公司的一半收益被用來(lái)支付考核費(fèi)用， 反映出了目前廣東市場(chǎng)用戶(hù)對(duì)于自身用電負(fù)荷的預(yù)測(cè)能力較弱，而售電公司又極度缺乏控制實(shí)際用電量能力，因此，售電公司開(kāi)展行之的需求側(cè)響應(yīng)手段迫在眉睫。

2.2 盈利模式創(chuàng)新的需要

2017年以來(lái)，國(guó)內(nèi)售電公司呈井噴式發(fā)展，2017年，全國(guó)已啟動(dòng)售電公司準(zhǔn)入程序的省份已達(dá)24個(gè)，電網(wǎng)背景、發(fā)電背景、民營(yíng)資本等等紛紛進(jìn)入市場(chǎng)，截至2017年12月

25日，全國(guó)電力交易中心公示的售電公司數(shù)量多達(dá)3223家，競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)異常激烈。

目前，國(guó)內(nèi)售電公司主要盈利模式依然是賺取批發(fā)、零售價(jià)差，客戶(hù)粘性不夠，抗風(fēng)險(xiǎn)能力很差。因此，售電公司迫切需要引入新的盈利增長(zhǎng)點(diǎn)，保證自身的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。需求側(cè)負(fù)荷響應(yīng)便是盈利點(diǎn)之一，售電公司可以將需求側(cè)負(fù)荷響應(yīng)作為自身業(yè)務(wù)拓展的一個(gè)維度， 一方面，售電公司通過(guò)收集用戶(hù)的用電數(shù)據(jù)，對(duì)不同用電設(shè)備進(jìn)行精細(xì)化管理， 為用戶(hù)提供智能化、個(gè)性化的用電與節(jié)電服務(wù)；另一方面，售電公司以負(fù)荷集成商的身份綜合利用自身具有的客戶(hù)資源參與到需求側(cè)互動(dòng)響應(yīng)( 電力市場(chǎng)引入需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制后) 的市場(chǎng)中去，同時(shí)，隨著大數(shù)據(jù)在智慧能源中的應(yīng)用不斷深入，售電公司獲取的用戶(hù)側(cè)用電數(shù)據(jù)也可以加

工完善，變成有市場(chǎng)價(jià)值的市場(chǎng)信息。

2017年以來(lái)，各地紛紛啟動(dòng)輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)，并且將逐步放開(kāi)獨(dú)立調(diào)頻機(jī)構(gòu)參與調(diào)頻， 售電公司可以考慮以合作控股的方式，引入儲(chǔ)能裝置參與調(diào)頻市場(chǎng)交易，并將調(diào)頻退役后的儲(chǔ)能裝置應(yīng)用到需求側(cè)響應(yīng)之中，如此，既可以獲得調(diào)頻收益又可以賺取需求側(cè)響應(yīng)收益，投資收益率大大提高。

2.3 電力市場(chǎng)發(fā)展的需要

隨著電力體制改革的深入，各地都在逐步建立現(xiàn)貨市場(chǎng)，現(xiàn)貨市場(chǎng)發(fā)現(xiàn)價(jià)格， 價(jià)格劇烈波動(dòng)， 屆時(shí)，售電公司面臨一個(gè)問(wèn)題就是如何定價(jià)， 如何對(duì)不同類(lèi)型的消費(fèi)者提供不同的價(jià)格選擇；如何管理由于消費(fèi)者未來(lái)的負(fù)荷以及批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格的雙重不確定性造成的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。也就是說(shuō)，面對(duì)未來(lái)的任意時(shí)段， 零售商既無(wú)法精確知道他們的消費(fèi)者將要消費(fèi)多少電量，更無(wú)法預(yù)測(cè)屆時(shí)批發(fā)市場(chǎng)的價(jià)格將會(huì)怎樣。

以2018年廣東市場(chǎng)為例，廣東2018年全年市場(chǎng)交易總量預(yù)計(jì)達(dá)1 600億千瓦時(shí)，其中固定長(zhǎng)協(xié)1000億千瓦時(shí)，核定發(fā)電側(cè)簽約上限1100億千瓦時(shí)， 發(fā)電側(cè)高價(jià)差讓利意愿并不十分強(qiáng)烈，但售電公司仍然沿用上年先圈用戶(hù)倒逼發(fā)電企業(yè)讓利的策略， 因此， 造成“批零倒掛"現(xiàn)象，發(fā)電企業(yè)直接對(duì)用戶(hù)的讓利遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)售電公司的讓利，造成售電公司大面積虧損。如果建立現(xiàn)貨市場(chǎng)后，影響實(shí)時(shí)電價(jià)的因素紛繁復(fù)雜，電價(jià)、用電負(fù)荷預(yù)測(cè)難度大大提高，可以預(yù)知，售電公司面臨的虧損風(fēng)險(xiǎn)將被幾何數(shù)放大，是以，售電公司必須通過(guò)與用戶(hù)簽訂基于激勵(lì)的可中斷負(fù)荷、直接負(fù)荷控制等特殊合同的方式來(lái)將經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)加以對(duì)沖。

3 安科瑞為售電公司提供解決方案

安科瑞為售電公司提供了諸多解決方案用于解決痛點(diǎn)問(wèn)題，輔助售電公司更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)用戶(hù)的用電量，降低人力成本，提高服務(wù)效率，為綜合能源服務(wù)提供軟、硬件一站式服務(wù)。

3.1 AcrelCloud-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)

安科瑞變電站運(yùn)維云平臺(tái)依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以數(shù)字化手段監(jiān)測(cè)數(shù)以百計(jì)的用戶(hù)變電所運(yùn)行狀況，可以較低成本采集用戶(hù)變電站的數(shù)據(jù)匯集到云平臺(tái)，提供24小時(shí)不間斷的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)，包括用戶(hù)用電量歷史數(shù)據(jù)采集記錄、變電所環(huán)境參數(shù)等。通過(guò)邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)和云平臺(tái)分析功能，充分挖掘用戶(hù)數(shù)據(jù)價(jià)值，并通過(guò)云平臺(tái)、手機(jī)APP等方式實(shí)時(shí)告知用戶(hù)配電系統(tǒng)存在隱患和事故，快速派單消缺搶修，便于售電公司為用戶(hù)提供快捷的服務(wù)。

3.1.1提高負(fù)荷預(yù)測(cè)精度，減少偏差考核

運(yùn)維平臺(tái)通過(guò)4G或互聯(lián)網(wǎng)采集用戶(hù)配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)，包括電流電壓功率電能等數(shù)據(jù)，并形成日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)以及歷史曲線、同比環(huán)比分析比較等，使售電公司掌握用戶(hù)的用電習(xí)慣和歷史數(shù)據(jù)，更準(zhǔn)確的了解用戶(hù)實(shí)際用電量，為預(yù)測(cè)未來(lái)用電量提供依據(jù)，同時(shí)也可以為用戶(hù)提供用能數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.1.2閉環(huán)運(yùn)維服務(wù)，降本增效

運(yùn)維平臺(tái)除了實(shí)時(shí)采集電氣數(shù)據(jù)外，還可以采集用戶(hù)變電站開(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器負(fù)荷率和組溫度、環(huán)境溫濕度、煙霧、浸水、視頻、門(mén)禁信息，發(fā)生異常情況會(huì)及時(shí)通過(guò)APP和短信向運(yùn)維人員發(fā)出報(bào)警信息，并可生成派工單，通過(guò)GPS定位服務(wù)情況，快速排除故障，縮短故障停電時(shí)間，為用戶(hù)提供運(yùn)維服務(wù)，提高用戶(hù)粘性。

3.1.3能效分析，提供數(shù)據(jù)服務(wù)

平臺(tái)可按照配電回路、區(qū)域、分項(xiàng)、部門(mén)統(tǒng)計(jì)日、月、年用電數(shù)據(jù)，并進(jìn)行同環(huán)比分析，同時(shí)系統(tǒng)提供分時(shí)段電能及費(fèi)用統(tǒng)計(jì)、實(shí)時(shí)需量、四象限電能、平均功率因數(shù)計(jì)算等功能，為用戶(hù)提供多維度數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.1.4數(shù)據(jù)對(duì)接

運(yùn)維平臺(tái)可以和售電平臺(tái)或者其它第三方平臺(tái)數(shù)據(jù)無(wú)縫對(duì)接，實(shí)時(shí)提供電力交易競(jìng)價(jià)信息，及時(shí)獲取電價(jià)信息和交易情況。

3.1.5用戶(hù)診斷報(bào)告

運(yùn)維平臺(tái)自動(dòng)生成用戶(hù)用電及運(yùn)行診斷報(bào)告，對(duì)用戶(hù)配電系統(tǒng)運(yùn)行情況提供周期性診斷報(bào)告，總結(jié)配電系統(tǒng)運(yùn)行情況，提出改進(jìn)建議。

3.2 Acrel-5000Cloud能源管理云平臺(tái)

Acrel-5000Cloud能源管理云平臺(tái)可為售電公司針對(duì)園區(qū)或者眾多用戶(hù)的綜合能源服務(wù)提供數(shù)據(jù)支持和節(jié)能建議。

平臺(tái)采集用戶(hù)電、水、氣、冷熱量等能源消耗數(shù)據(jù)和光伏、風(fēng)力、儲(chǔ)能等新能源數(shù)據(jù)，對(duì)用能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，按照區(qū)域、部門(mén)、用電設(shè)備類(lèi)型進(jìn)行細(xì)分，提供同比、環(huán)比分析比較和用能數(shù)據(jù)追溯，同時(shí)可以提供尖峰平谷各時(shí)段用能數(shù)據(jù)和報(bào)表，幫助用戶(hù)梳理能源賬單明細(xì)和制定能源績(jī)效考核。

3.3 AcrelCloud-3200預(yù)付費(fèi)管理云平臺(tái)

隨著電改的進(jìn)一步深入，除了工業(yè)企業(yè)外，未來(lái)居民用電和商業(yè)用電都會(huì)逐步開(kāi)放，售電公司也會(huì)參與到居民和商業(yè)用戶(hù)的售電交易，安科瑞預(yù)付費(fèi)云平臺(tái)可為售電公司提供先交費(fèi)、后用電的方案，并且為用戶(hù)自助繳費(fèi)提供支持。

安科瑞預(yù)付費(fèi)管理云平臺(tái)為居民小區(qū)、商業(yè)綜合體、辦公樓、酒店式公寓、學(xué)生宿舍以及連鎖超市提供用電預(yù)付費(fèi)和用電安全管控解決方案，目前已經(jīng)成功在上述各場(chǎng)景得到廣泛的應(yīng)用并已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行多年。

3.4 AcrelCloud-6000安全用電管理云平臺(tái)

用電安全是綜合能源服務(wù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，保障用戶(hù)的用能安全至關(guān)重要。安全用電管理云平臺(tái)對(duì)電氣引發(fā)火災(zāi)的主要因素（線纜溫度、漏電電流、負(fù)荷電流、電壓）進(jìn)行數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)2G/NB-IOT/4G方式采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣線路和用電設(shè)備存在的安全隱患（如：線纜溫度異常、過(guò)載、過(guò)壓、欠壓及漏電等）并通過(guò)短信、APP推送、自動(dòng)語(yǔ)音呼叫等方式及時(shí)預(yù)警，防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。系統(tǒng)可以顯示所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的漏電電流等電氣參數(shù)和線纜溫度，并支持巡檢記錄和派單操作，提供安全隱患分析報(bào)告，實(shí)時(shí)評(píng)估企業(yè)用電安全狀態(tài)。

3.5 AcrelCloud-9000電動(dòng)車(chē)（電瓶車(chē)）充電樁運(yùn)營(yíng)管理云平臺(tái)

充電樁業(yè)務(wù)越來(lái)越多出現(xiàn)在售電公司的業(yè)務(wù)清單中，有助于幫助售電公司平衡偏差的同時(shí)也能獲取更多利潤(rùn)，相輔相成。

3.5.1資產(chǎn)管理

充電樁運(yùn)營(yíng)管理云平臺(tái)幫助售電公司實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)充電樁運(yùn)行狀態(tài)，包括安裝地點(diǎn)、數(shù)量、充電樁空閑/使用狀態(tài)、故障信息等。

3.5.2交易管理

充電樁運(yùn)營(yíng)管理云平臺(tái)為需要充電的用戶(hù)導(dǎo)航尋樁，提供預(yù)存電費(fèi)充電、掃碼充電等結(jié)算方式，解決充電難、管理難和收費(fèi)難的問(wèn)題。

3.5.3安全管理

近來(lái)電瓶車(chē)相關(guān)的安全和火災(zāi)事故頻發(fā)，成為生命和財(cái)產(chǎn)安全隱患。部門(mén)發(fā)文對(duì)電瓶車(chē)火災(zāi)的整治都放在規(guī)范停放和充電行為上。安科瑞充電樁運(yùn)營(yíng)管理云平臺(tái)除了資產(chǎn)管理和交易管理功能外，還提供充電安全管理功能，包括充電樁漏電、溫度的監(jiān)測(cè)，有助于規(guī)范管理電瓶車(chē)停放和充電問(wèn)題。

3.6 產(chǎn)品選型

4 結(jié)論

國(guó)內(nèi)零售市場(chǎng)還普遍執(zhí)行著與時(shí)間無(wú)關(guān)，不能反映容量成本和邊際供電成本變化的價(jià)格。這一方面是因?yàn)閭鹘y(tǒng)上部門(mén)和電力部門(mén)都認(rèn)為電力用戶(hù)不愿意面對(duì)任何形式的隨時(shí)間波動(dòng)的價(jià)格。但是，現(xiàn)在的售電公司事實(shí)上已經(jīng)以風(fēng)險(xiǎn)收益的形式承擔(dān)著電力成本的波動(dòng)以及電力供應(yīng)鏈上的各種低效率。如果售電公司能在零售市場(chǎng)引入需求側(cè)響應(yīng)管理措施， 那將大大降低其面臨的電量波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)( 負(fù)荷偏差) 以及電價(jià)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，這樣既能讓公司因參與風(fēng)險(xiǎn)管理的收益而主動(dòng)作為，又讓售電公司以負(fù)荷集成商的身份而變成電力供應(yīng)- 消費(fèi)鏈上*的市場(chǎng)主體。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 曾鳴. 電力需求側(cè)響應(yīng)原理及其在電力市場(chǎng)中的應(yīng)用[M].中國(guó)電力出版社，2011

[2] 洪進(jìn)亮. 電力市場(chǎng)環(huán)境下售電公司開(kāi)展需求側(cè)響應(yīng)的必要性

[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè). 2020.06版