最近一段時(shí)間，受各種因素疊加影響，部分省份出現(xiàn)了不同程度的缺電問題，電網(wǎng)公司積極履行供電保障職責(zé)，電網(wǎng)員工恪盡職守、努力奉獻(xiàn)，“保供電”“電力需求側(cè)管理”等成了全國熱詞。9月28日，國網(wǎng)公司召開保障供電緊急電視電話會(huì)議，明確提出“需求響應(yīng)優(yōu)先、有序用電保底”的需求側(cè)保供電措施。
提到需求側(cè)，必須先介紹一下“電力需求側(cè)管理”，在2010年發(fā)布實(shí)施的《電力需求側(cè)管理辦法》中，定義指為提高電力資源利用效率，改進(jìn)用電方式，實(shí)現(xiàn)科學(xué)用電、節(jié)約用電、有序用電所開展的相關(guān)活動(dòng)，內(nèi)涵是“科學(xué)用電、節(jié)約用電、有序用電”；在2017年《電力需求側(cè)管理辦法》修訂后，定義指加強(qiáng)全社會(huì)用電管理，綜合采取合理、可行的技術(shù)和管理措施，優(yōu)化配置電力資源，在用電環(huán)節(jié)制止浪費(fèi)、降低電耗、移峰填谷、促進(jìn)可再生能源電力消費(fèi)、減少污染物和溫室氣體排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電、環(huán)保用電、綠色用電、智能用電、有序用電。電力需求側(cè)管理內(nèi)涵得到擴(kuò)展，增加了“環(huán)保用電、綠色用電、智能用電”。電力需求側(cè)管理概念從上世紀(jì)90年代初就引入我國，在提高終端用電效率、優(yōu)化電力資源配置、緩解電力供需矛盾、穩(wěn)定社會(huì)用電秩序等方面發(fā)揮了積極作用。
無論需求響應(yīng)、虛擬電廠，還是有序用電、負(fù)荷控制，廣義上來說都屬于電力需求側(cè)管理范疇，是實(shí)施電力需求側(cè)管理的具體業(yè)務(wù)模式、技術(shù)手段等，其內(nèi)涵和外延上存在一定交集。也造成了大家對(duì)需求響應(yīng)、虛擬電廠、有序用電、負(fù)荷控制之間的區(qū)別、聯(lián)系認(rèn)識(shí)不清，從而導(dǎo)致了工作中對(duì)需求側(cè)可調(diào)節(jié)、可中斷負(fù)荷資源容量數(shù)據(jù)，以及對(duì)虛擬電廠容量、負(fù)荷控制比例等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)口徑的不一致。
作為長期從事電力需求側(cè)工作的科研團(tuán)隊(duì)一員，在與相關(guān)專家、學(xué)者研究探討后，對(duì)上述幾個(gè)概念的聯(lián)系和區(qū)別，談一些淺顯的認(rèn)識(shí)。
一、需求響應(yīng)
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 32672-2016 電力需求響應(yīng)系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，“需求響應(yīng)指電力用戶對(duì)實(shí)施機(jī)構(gòu)發(fā)布的價(jià)格信號(hào)或激勵(lì)機(jī)制做出響應(yīng)，并改變電力消費(fèi)模式的一種參與行為”。準(zhǔn)確地說，需求響應(yīng)是一種業(yè)務(wù)行為，涉及政府監(jiān)管部門、業(yè)務(wù)實(shí)施機(jī)構(gòu)、電力用戶、代理商等參與主體。我們?nèi)粘Ｊ熘姆骞确謺r(shí)電價(jià)就是一種典型的電價(jià)型需求響應(yīng)項(xiàng)目。受電力市場(chǎng)建設(shè)、需求響應(yīng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施、社會(huì)公眾認(rèn)知、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素影響，我國需求響應(yīng)業(yè)務(wù)仍有巨大的發(fā)展空間，代理商，也就是需求響應(yīng)領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)里廣泛提到的“聚合商”，這一類市場(chǎng)主體發(fā)展較緩慢，業(yè)務(wù)實(shí)施主要由各省電網(wǎng)企業(yè)來組織開展，各省電網(wǎng)企業(yè)的營銷部門承擔(dān)了業(yè)務(wù)組織、電力用戶資源聚合的職責(zé)；各省電網(wǎng)企業(yè)的調(diào)度部門根據(jù)電網(wǎng)電力平衡預(yù)測(cè)結(jié)果，觸發(fā)營銷部門啟動(dòng)實(shí)施需求響應(yīng)業(yè)務(wù)。
需求響應(yīng)業(yè)務(wù)的實(shí)施，以用戶自愿為前提，試點(diǎn)階段電網(wǎng)企業(yè)作為業(yè)務(wù)實(shí)施機(jī)構(gòu)，主動(dòng)向特定范圍的電力用戶、聚合商下發(fā)需求響應(yīng)事件通知，一般包括以下三方面信息：一是降低或提高單位容量用電負(fù)荷，激勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)是多少；二是啟動(dòng)時(shí)刻、持續(xù)時(shí)長、允許的爬坡時(shí)間；三是需求響應(yīng)事件答復(fù)截止時(shí)刻。電力用戶根據(jù)與實(shí)施機(jī)構(gòu)簽訂的《需求響應(yīng)協(xié)議》規(guī)定，考慮自身生產(chǎn)經(jīng)營和生活用電需求，選擇是否響應(yīng)；如果參與響應(yīng)，進(jìn)一步地與實(shí)施機(jī)構(gòu)做更多輪次的互動(dòng)，最終確保電力用戶準(zhǔn)確響應(yīng)實(shí)施機(jī)構(gòu)發(fā)出的事件。如果電力用戶已經(jīng)實(shí)施自動(dòng)需求響應(yīng)能力建設(shè)改造，上述互動(dòng)過程可以由自動(dòng)需求響應(yīng)終端代為執(zhí)行，幫助用戶節(jié)約大量的時(shí)間成本。
未來，隨著電力輔助服務(wù)市場(chǎng)、現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)以及電價(jià)改革的持續(xù)推進(jìn)，特別是今年8月31日《并網(wǎng)主體并網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定（征求意見稿）》《電力系統(tǒng)輔助服務(wù)管理辦法（征求意見稿）》的發(fā)布，將對(duì)需求響應(yīng)聚合商這一市場(chǎng)主體的發(fā)展，起到重要助推作用。背后的主要原因，可以理解為基于新版“兩個(gè)細(xì)則”，在輔助服務(wù)市場(chǎng)中確立了需求側(cè)資源及其聚合商參與電力系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)的市場(chǎng)主體地位，也就是明確了電力用戶、需求響應(yīng)聚合商穩(wěn)定的盈利來源。
總體來說，需求響應(yīng)所提供的輔助服務(wù)將在新能源消納方面扮演極為重要的角色，是新型電力系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)方向，在今后5到10年的時(shí)間里將迎來關(guān)鍵發(fā)展機(jī)遇。
二、虛擬電廠
虛擬電廠概念，最早起源于歐洲，是一種將零散發(fā)電資源聚合后參與電力市場(chǎng)交易的經(jīng)營主體，主要目的是解決小型、分布式發(fā)電廠無法直接參與電力市場(chǎng)交易的問題。隨著虛擬電廠概念被學(xué)界引入我國，需求側(cè)柔性可調(diào)節(jié)負(fù)荷資源、儲(chǔ)能資源、電動(dòng)汽車等，也成為了虛擬電廠聚合的對(duì)象。2016年8月5日，在國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于上海市城區(qū)（黃浦）商業(yè)建筑需求側(cè)管理示范項(xiàng)目的復(fù)函（發(fā)改辦運(yùn)行〔2016〕1802號(hào)）中，附件《上海市城區(qū)（黃浦）商業(yè)建筑需求側(cè)管理示范項(xiàng)目方案》提到，項(xiàng)目目標(biāo)為“基于互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源+大數(shù)據(jù)技術(shù)，開發(fā)建設(shè)上海城區(qū)（黃浦）商業(yè)建筑虛擬電廠，實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、規(guī)?；①Y源多元化商業(yè)建筑需求響應(yīng)，并為電力調(diào)峰/調(diào)頻和吸納可再生能源提供服務(wù)”。
因此，可以將虛擬電廠理解為需求響應(yīng)業(yè)務(wù)的一種具體實(shí)現(xiàn)形式，它聚合的需求側(cè)資源具有響應(yīng)速度快、監(jiān)測(cè)感知與互動(dòng)控制水平高的特點(diǎn)，能夠更好地適應(yīng)由于新能源出力波動(dòng)帶來的電網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)需求。如果虛擬電廠聚合的資源容量達(dá)到一定水平，在完成電網(wǎng)企業(yè)調(diào)度部門組織的調(diào)試與校核后，能夠應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)頻場(chǎng)景。
虛擬電廠的運(yùn)行需要一套由軟硬件組成的支撐系統(tǒng)，與需求響應(yīng)業(yè)務(wù)實(shí)施所需要的支撐系統(tǒng)，在組成架構(gòu)上沒有大的區(qū)別，主要是軟硬件、通信通道及安全防護(hù)等方面，存在技術(shù)性能上的差異，也可以說虛擬電廠是需求響應(yīng)的一種高級(jí)形式，是高質(zhì)量的需求響應(yīng)。
為提升我國在虛擬電廠技術(shù)領(lǐng)域的國際話語權(quán)，由國家電網(wǎng)公司有關(guān)專家發(fā)起立項(xiàng)了虛擬電廠用例和功能架構(gòu)兩項(xiàng)IEC國際標(biāo)準(zhǔn)，目前這兩項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)仍在起草中。
三、有序用電
根據(jù)國家發(fā)改委2011年頒布的《有序用電管理辦法》規(guī)定，“有序用電，是指在電力供應(yīng)不足、突發(fā)事件等情況下，通過行政措施、經(jīng)濟(jì)手段、技術(shù)方法，依法控制部分用電需求，維護(hù)供用電秩序平穩(wěn)的管理工作”。
有序用電與需求響應(yīng)一樣，是一項(xiàng)業(yè)務(wù)，但與需求響應(yīng)業(yè)務(wù)以經(jīng)濟(jì)性手段促使用戶主動(dòng)改變用電行為不同，有序用電業(yè)務(wù)主要依賴于行政指令，以《電力法》作為法律依據(jù)，具有法律效力，納入有序用電方案和具體實(shí)施計(jì)劃的電力用戶，具有主動(dòng)配合電網(wǎng)企業(yè)錯(cuò)峰、避峰用電的法律義務(wù)。當(dāng)然，在部分省市，電力用戶配合執(zhí)行有序用電，會(huì)享受可中斷電價(jià)優(yōu)惠，在執(zhí)行有序用電期間的錯(cuò)避峰電量，每千瓦時(shí)獲得幾分到幾毛錢不等的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。
有序用電業(yè)務(wù)的實(shí)施，每年需要由各級(jí)電力運(yùn)行主管部門組織電網(wǎng)企業(yè)等相關(guān)單位編制年度有序用電方案，并由省級(jí)電力運(yùn)行主管部門匯總報(bào)本級(jí)人民政府、國家發(fā)改委備案；在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，當(dāng)調(diào)度部門預(yù)測(cè)到負(fù)荷缺口時(shí)，由營銷部門根據(jù)年度有序用電方案確定次日有序用電執(zhí)行計(jì)劃并報(bào)政府主管部門審批，計(jì)劃獲批后組織相關(guān)電力用戶執(zhí)行，接到有序用電執(zhí)行計(jì)劃通知的電力用戶，必須無條件配合執(zhí)行。
四、負(fù)荷控制
負(fù)荷控制是為落實(shí)需求響應(yīng)和有序用電業(yè)務(wù)執(zhí)行需求，對(duì)電力用戶內(nèi)部電力線路或特定用電負(fù)荷進(jìn)行遠(yuǎn)程操作的技術(shù)手段，最早可以追溯到1994年頒布實(shí)施的國家標(biāo)準(zhǔn)《GB 15148電力負(fù)荷控制系統(tǒng)通用技術(shù)條件》。有序用電業(yè)務(wù)中實(shí)施負(fù)荷控制，主要依托在電力用戶側(cè)安裝的負(fù)荷控制終端，該終端能夠利用所采集的電壓、電流信息實(shí)時(shí)計(jì)算所監(jiān)測(cè)各個(gè)線路的用電負(fù)荷情況，對(duì)未按照有序用電計(jì)劃執(zhí)行功率控制、用電時(shí)段控制的電力用戶實(shí)施聲光告警；在負(fù)荷控制開關(guān)的作用下，能夠?qū)?zhí)行不到位的線路實(shí)施跳閘控制。
在需求響應(yīng)業(yè)務(wù)中，有一種基于激勵(lì)的需求響應(yīng)業(yè)務(wù)類型為直接負(fù)荷控制，該業(yè)務(wù)場(chǎng)景主要針對(duì)響應(yīng)準(zhǔn)備時(shí)間較短，且對(duì)電力用戶生產(chǎn)經(jīng)營和生活影響較小的用電負(fù)荷設(shè)備，在《需求響應(yīng)協(xié)議》規(guī)定范圍內(nèi)，由自動(dòng)需求響應(yīng)終端對(duì)特定用電負(fù)荷設(shè)備直接實(shí)施關(guān)斷或運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)控制。
簡單總結(jié)來看，有序用電負(fù)荷控制，針對(duì)的是用戶內(nèi)部用電線路；而需求響應(yīng)負(fù)荷控制，針對(duì)的是具體用電負(fù)荷設(shè)備。
除此之外，近幾年由電網(wǎng)企業(yè)調(diào)度部門牽頭建設(shè)的精準(zhǔn)切負(fù)荷系統(tǒng)，能夠根據(jù)調(diào)度主站下發(fā)的控制指令完成工業(yè)企業(yè)等大用戶內(nèi)部納入精切范圍的用電負(fù)荷設(shè)備進(jìn)行毫秒級(jí)切除，無需提前通知用戶，以應(yīng)對(duì)由于直流閉鎖導(dǎo)致的交直流電網(wǎng)震蕩問題，也稱為“保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的第二道防線”，待用戶側(cè)負(fù)荷控制裝置接收到“允許合閘”信號(hào)后，用戶負(fù)荷才可以重新開啟。
五、可中斷、可調(diào)節(jié)負(fù)荷
可中斷負(fù)荷的概念，來自于有序用電相關(guān)文件，主要是指在有序用電業(yè)務(wù)中，能夠臨時(shí)關(guān)停的用電設(shè)備統(tǒng)稱，描述的是負(fù)荷的物理上的可中斷能力。電網(wǎng)企業(yè)在統(tǒng)計(jì)分析某工業(yè)企業(yè)可中斷負(fù)荷容量時(shí)，不是根據(jù)某臺(tái)用電負(fù)荷設(shè)備是否支持臨時(shí)關(guān)?；蚺R時(shí)調(diào)節(jié)用電功率而確定，而是指導(dǎo)工業(yè)企業(yè)通過優(yōu)化生產(chǎn)經(jīng)營安排，采取臨時(shí)關(guān)停某條生產(chǎn)線、某個(gè)生產(chǎn)單元，或采取降低某個(gè)生產(chǎn)線、生產(chǎn)單元的設(shè)備開機(jī)數(shù)量等方式確定。因此，在有序用電業(yè)務(wù)中提到可中斷負(fù)荷時(shí)，通常的表達(dá)方式為“可中斷負(fù)荷容量”。
需求響應(yīng)業(yè)務(wù)中，可中斷負(fù)荷、可調(diào)節(jié)負(fù)荷的概念都是適用的，且可調(diào)節(jié)負(fù)荷概念范圍大于可中斷負(fù)荷，從字面意義上看，可中斷負(fù)荷調(diào)節(jié)模式單一，就是通斷或開停調(diào)節(jié)；而可調(diào)節(jié)負(fù)荷支持的調(diào)節(jié)模式為多樣化的，可以調(diào)節(jié)運(yùn)行狀態(tài)（如設(shè)置溫度、速度等），或調(diào)節(jié)輸入電流、電壓等。在7月23日《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》頭版刊發(fā)的辛保安董事長署名文章《加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)》中提到：加大需求響應(yīng)力度，力爭2025年、2030年公司經(jīng)營區(qū)可調(diào)節(jié)負(fù)荷容量分別達(dá)到5900萬千瓦、7000萬千瓦。
綜上來看，在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中，需求響應(yīng)、有序用電業(yè)務(wù)具有極為重要的作用，是保障電力平衡不可或缺的支撐力量。中國電科院需求側(cè)綜合能源優(yōu)化與需求響應(yīng)科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，將在政府主管部門、上級(jí)單位的指導(dǎo)下，與各級(jí)供電公司、電力用戶及相關(guān)社會(huì)單位共同努力，推動(dòng)需求響應(yīng)（虛擬電廠）、有序用電業(yè)務(wù)規(guī)范、有序、高質(zhì)量發(fā)展。
