“這是今年夏天我們參加電力需求側響應獲得的補貼。”滿面笑容的陳兵介紹這筆錢的來歷時，掩飾不住興奮和激動。
陳兵是南京鋼鐵集團公輔事業(yè)部生產質量處處長。南鋼集團參加了江蘇省2016年首次全省范圍的電力需求側響應。
這次活動包含約定響應和實時響應兩種方式，參與用戶總計達3154戶。其中，約定響應全部為企業(yè)用戶，包含普通用戶248戶、負荷集成商24家；實時響應以空調負荷為主，共有1871戶參與，包含非居民空調用戶1550戶、居民用戶321戶。經統(tǒng)計，實際約定響應負荷為331萬千瓦、實時響應負荷為21.39萬千瓦，合計達352萬千瓦，遠遠超過了美國PJM電力市場創(chuàng)下的單次需求響應減少負荷最大164.1萬千瓦的歷史紀錄，位列世界第一。
供需等式的難題
用多少電，發(fā)多少電，保持供需平衡，是電力系統(tǒng)運行的簡單說法。但實際操作起來并不簡單。尤其是近年來，隨著產業(yè)結構的調整和人民生活水平的提高，我國電力消費增速加快，用電量的變化曲線波動越來越劇烈。
一整天、一整年，最大用電量和最小用電量之間的差距正在逐步拉大。尤其是在夏季白天，空調用電負荷不斷攀升，用電尖峰越發(fā)明顯。這因素加大了發(fā)電量匹配用電量的難度，導致季節(jié)性電力緊缺。
根據國網江蘇省電力公司發(fā)布的數據，2013年江蘇全省最高負荷達到8191萬千瓦，成為國家電網公司系統(tǒng)首個負荷超過8000萬千瓦的省級電網，其中空調負荷“貢獻”了1/3的負荷量，約2008萬千瓦。2014年江蘇最高負荷達8206萬千瓦，空調負荷為2250萬千瓦；2015年全網用電負荷達到8480萬千瓦，空調負荷2700萬千瓦，占比達到31.84%。到2016年，全省用電負荷更是6次刷新紀錄，達到9238萬千瓦，空調負荷則超過3000萬千瓦。
面對這種形勢，如何科學合理地發(fā)電以滿足不斷上升的用電需求，確實是一道難解的數學題。
“雖然江蘇電網用電尖峰負荷不斷‘創(chuàng)新’，用電峰谷差已經超過了2000萬千瓦，但持續(xù)時間并不長，僅僅占了全年用電小時數的0.28%~0.26%。”國網江蘇電力營銷部市場處副處長楊斌點出的問題很關鍵。
電力負荷是動態(tài)變化的。隨手關了空調，又用微波爐熱熱飯，都會引起負荷的波動。為了讓電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，通常會通過調節(jié)發(fā)電量來迎合用電量的變化，以期達到平衡。
如果為了這一年中幾個小時的高峰再增加發(fā)電能力，面臨的則是電力供應能力在大部分時間中的過剩，造成社會和環(huán)境資源的浪費。
既然“供”不能增加，就要在“需”上做文章。這是等式的基本算法。
在電力需求側做文章，需要人為地降低用電尖峰負荷，這就要讓用電量反過來迎合發(fā)電量。這一迎合的方式通常是由各級政府和相關政府部門主導的有序用電。
有序用電采取錯峰、避峰、輪休、讓電、負控限電等一系列措施，避免無計劃拉閘限電，將季節(jié)性、時段性電力供需矛盾給社會和企業(yè)帶來的不利影響降至最低程度。從經濟學的角度看，有序用電的目標就是將有限的電力資源最有效地加以利用，使社會效益最大化。
南鋼集團是江蘇省的用電大戶，也是有序用電的重點對象。對于負責企業(yè)能源管理的陳兵來說，對這一措施并不陌生：“我們堅決響應政府的要求，在用電高峰的時候調整生產線，總比負荷太高造成整個電網不安全，最后大家都停電要好得多。”
用戶雖然理解，但行政化的有序用電僅僅是電力需求側引導性的管理。要有效降低尖峰負荷，又減少用戶損失，讓更多的人感覺不到影響，則需要更高效、更有力的市場化機制。
更友好地降負荷
電力需求側響應是指在用電高峰時段或系統(tǒng)安全可靠性存在風險時，電力用戶針對價格信號或激勵機制做出響應，自覺、自愿地調整其用電設備負荷以滿足電力系統(tǒng)可靠性、動態(tài)優(yōu)化平衡及系統(tǒng)性節(jié)能減排的市場參與行為。對電力用戶來說，響應措施要更加自覺、友好。
江蘇省2016年7月26日實施了當年首次全省范圍的電力需求側響應，響應負荷達352萬千瓦。這意味著，一旦預測電力供應出現不超過350萬千瓦的缺口，江蘇電網依靠市場化的電力需求側響應即可實現供需平衡，保障正常生產生活。
市場化模式的需求側響應機制最早出現在美國，是為了應對電網突發(fā)狀況，保障電網穩(wěn)定性。在我國，2011年1月開始實行《電力需求側管理辦法》。2012年10月，財政部、國家發(fā)展改革委聯合發(fā)布《關于開展電力需求側管理城市綜合試點工作的通知》（財建[2012]368號），確定的首批試點城市名單為：北京市、江蘇省蘇州市、河北省唐山市、廣東省佛山市。中央財政安排專項資金，按實施效果對綜合試點工作給予適當獎勵，對通過需求側響應臨時性減少的高峰電力負荷，每千瓦獎勵100元。
2015年3月發(fā)布的《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)[2015]9號）中，明確指出要積極開展電力需求側管理和能效管理，發(fā)揮市場機制的作用，促進電力供給側和需求側的平衡。
同年4月7日，國家發(fā)改委、財政部印發(fā)《關于完善電力應急機制做好電力需求側管理城市綜合試點工作的通知》（發(fā)改運行[2015]703號），要求試點城市在2015年夏冬兩季用電高峰及供應緊張時實施需求響應，吸引用戶主動減少高峰用電負荷并自愿參與需求響應，以更加市場化的方式保障電力供需平衡。
這一年，江蘇開始探索在全省范圍內實施負荷管理由行政手段向市場化轉變。并于8月4日由國網江蘇電力成功組織實施了首次全省電力需求側響應，實際參與用戶513家、參與集成商8家，合計減少負荷超過160萬千瓦。
用電大戶南鋼集團也在這一年首次參加了電力需求側響應，完成響應量兩萬千瓦，獲得了補貼，嘗到了甜頭。2016年南鋼集團完成電力需求響應量大幅提高，達7.2萬千瓦。陳兵介紹：“我們接到要實施電力需求響應的通知后就開始全面準備，還做了詳細方案，哪些短時非必要設備是可以關停的，都提前摸了底，所以這次有效降低用電負荷量大大增加了。參與電力需求側響應不但可以獲得經濟補貼，更重要的是配合電網柔性削峰，緩解了供需矛盾。”
越來越多的企業(yè)主動調整生產計劃，參與了江蘇省2016年電力需求側響應。溧水天山水泥公司按計劃關停了生產區(qū)內的循環(huán)風機和生料研磨電機，并調慢研磨機，實際判定響應12100千瓦，超額完成了響應目標。
溧水天山水泥公司生產科科長丁景義對此次電力需求側響應工作非常滿意。“通過合理調整廠內生產計劃，短時間內在不影響整體生產計劃的前提下完成自主負荷下調，給企業(yè)帶來了相應的經濟補貼，配合江蘇電網完成削峰工作，給整個電網的安全運行做了貢獻。”丁景義說，“這是利己利人的好事。”
工業(yè)用戶的增加，讓政府和電網企業(yè)看到了實施電力需求側響應的潛力。但相對于工業(yè)用戶對電力的剛性需求，非工業(yè)用戶的潛力則更加巨大，大功率非生產電力設備的參與更加“無聲”。
微負荷響應的海量效應
2016年預測最高用電負荷的前一天，國網江蘇電力通過網站、APP、短信和電話4種方式向企業(yè)用戶發(fā)送邀約，并與其雙向互動，實施約定響應；對參與實時響應的企業(yè)用戶，由國網江蘇電力或負荷集成商依據事先簽訂的協(xié)議，通過短時調節(jié)用戶空調用電降低負荷；居民用戶則通過“智電生活”APP與國網江蘇電力簽訂電子協(xié)議的方式參與實時響應，其響應負荷均為空調負荷。
胡佳琪對電力需求側響應的作用深有體會，他是一家電力負荷集成商的工程部總監(jiān)，為南京中央商場(600280,股吧)提供電力咨詢服務。中央空調是商場內的耗電大戶，南京中央商場通過對空調的柔性控制，在規(guī)定時間內，有效降低了負荷，完成了電力需求側響應。
在電力需求側響應的時間內，南京中央商場將夏季的空調設定溫度提高了2℃，整個商場的用電負荷下降了800千瓦，但胡佳琪實地了解到“并沒有顧客和售貨員反應商場內變熱了。”
2016年江蘇的首次電力需求側響應，實施空調柔性控制改造的中央商場、東方商城等全市38家大型綜合商業(yè)體及賓館、飯店、商場均有參與，有效削減空調負荷0.8萬千瓦。柔性調節(jié)空調負荷對這些單位經營沒有造成任何影響。
家住張家港市永聯村鋼村嘉園永琪園4幢的陸大姐是第一批參加電力需求側響應的居民客戶。
“關半小時空調，供電公司還倒給我錢，多好的事！”陸大姐在電力需求側響應的時段里可以選擇調高空調溫度，但她直接關了空調，生活并沒受影響。
越來越多的居民用戶自愿參與到電力需求側響應的試點活動中來，以居民大功率電器為主的海量微負荷將逐漸成為電力需求響應的主力軍。在2016年8月14日至19日的兩次居民電力需求響應中，響應成功用戶分別為3064戶和4520戶，響應負荷分別為1807千瓦和2666千瓦，充分體現了海量微負荷參與需求側響應的巨大潛力。海量微負荷以智能化方式參與電網互動，有效地提升了電網的運行彈性，使電網運行更加安全、經濟、高效。
客戶體驗仍需提升
“未來的發(fā)展方向必然是需求側響應的自動調節(jié)。即不必用戶自己動手操作，這樣更加友好，也更能激發(fā)用戶參與的積極性。”董立軍說著話隨手點開江蘇省電力需求側管理平臺的網頁。頁面上跳出大大的公告欄，介紹電力需求側響應，并引導如何參與。
董立軍是江蘇省一家電力負荷集成商的負責人，公司成立多年，為4000多家企事業(yè)單位提供配用電等能源監(jiān)測與綜合能源管理服務。2016年，董立軍的公司組織客戶參與響應79.96千瓦，占江蘇省總響應量的23%，在8家負荷集成商組織的響應量中占到了38%。
董立軍關注更多的，是如何讓電力需求側響應更加便捷，提升客戶的使用體驗。要做到這些，目前還有許多工作要做。
他將之總結為“需要建立成熟的商業(yè)模式”：即如何鼓勵客戶參與、客戶響應所得從何而來、如何有效快速操控客戶的可調設備參與響應等等。
其實，江蘇省很早就開發(fā)了專門的需求側響應平臺作為需求響應系統(tǒng)，管理模式為由政府主導，電網公司具體組織實施，負荷集成商、電力用戶參與。實施項目類型包括約定需求響應、實時需求響應兩種。通過兩種方式執(zhí)行自動需求響應，一是通過負荷集成商間接開展；二是由需求側響應平臺直接組織部署能量管理系統(tǒng)的非工空調用戶參與響應。補貼核發(fā)按照降低的電力負荷大小，補貼標準均為每千瓦100元人民幣，補貼資金來自尖峰電價年度增收金額。
“尖峰電價年度增收的電費?？顚Ｓ?，經江蘇省經信委和物價局核定后全部用于獎勵參與電力需求側響應的用戶。企業(yè)用戶以電費抵扣方式獲得補貼，居民用戶則獲得國網江蘇電力發(fā)放的電費紅包。”楊斌介紹了目前江蘇省電力需求側響應實施模式。
然而，尖峰電價增收金額卻無法預知。每年尖峰時段的長短、用電量都不一樣，最終產生的費用是否能夠匹配用戶參與需求側響應所應得的補貼？這二者也是一個動態(tài)的等式。董立軍認為可以通過“設立專項資金池以及實施更加靈活的電價機制”來解決。但資金池如何設立、如何管理、其中的資金從何而來等一系列問題依然待解。
美國和歐盟國家目前的電力需求側響應措施已較為成熟，智能計量裝置和可控裝置的推廣普及，以及靈活的電價機制推動了需求側響應在這些國家的廣泛推廣。
尤其是美國，是世界上實施需求側響應項目最多、種類最齊全的國家，各家公司實施基于時間和空間差異的動態(tài)電價機制，通過這一機制，將反映生產成本的電力價格信號傳遞給終端消費者，讓一部分消費者承載這種價格信號，使得資源配置更為有效。最常用的基于時間的價格機制有分時電價、關鍵峰荷電價和實時電價，這3種需求側響應機制在美國都有較好的實踐。
電力需求側響應就是通過讓用戶參與電網管理而促進他們改變能源消費習慣，這項措施在我國剛剛起步，作為智能用電、能源互聯網的重要組成部分，要健康發(fā)展，還有很多工作要做，更需要政府、企業(yè)、用戶、市場細細磨合。
雙向調節(jié)求平衡
2016年12月，北京正在遭遇入冬以來最持久的一次霧霾天氣。和北京“同呼吸共命運”的還有天津、河北、山西、陜西、河南等11個省市。
坐落在北京北五環(huán)外清河鎮(zhèn)的中國電力科學研究院，在此次霧霾中也沒有了以往相對市區(qū)空氣質量稍好的優(yōu)勢。中國電科院(300215,股吧)用電與能效研究所副所長閆華光正在辦公室修改電力需求側響應的相關報告。
在說到江蘇省積極推廣電力需求側響應的做法和經驗時，他侃侃而談。“電力需求側響應遠不止治療電網‘尖峰病’這一個功能。”閆華光是業(yè)內專家，深度參與相關行業(yè)標準的制定。
實施需求側響應還可以延緩新增發(fā)電投資，節(jié)約大量資產和資源。閆華光算了一筆賬，以2016年江蘇削減352萬千瓦的電力需求響應為例，就相當于少建一座352萬千瓦的發(fā)電廠，可延緩電廠和電網配套投資合計約300億元。
他指著窗外濃濃的霧霾補充說，更為重要的是電力需求側響應還能提高新能源的消納，有效緩解能源和環(huán)境危機。
需求側響應打破了電力供需平衡關系的傳統(tǒng)思維。用電負荷實時波動，較難預測，因此長期以來總是根據負荷的高低來調節(jié)發(fā)電量的多少。然而，隨著清潔發(fā)電比例的不斷提高、分布式電源的不斷增多，發(fā)電側也由原來的穩(wěn)定精密操控變得波動而難以控制。
風力和光伏發(fā)電的不可控和間歇性，增加了電力供需平衡的難度。電源的不確定性增加了，傳統(tǒng)的調節(jié)電力供應滿足電力需求的方式已經無法適應高比例清潔電源接入的需求。
同時，用電側負荷的變化也在加大，負荷種類增多。但電動汽車、空調、電儲熱設備等可調、可控、可變的負荷也在增加，這就為調節(jié)電力負荷提供了發(fā)揮更大作用的空間。
此外，用戶側分布式發(fā)電結合儲能裝置的發(fā)展，進一步拓展了需求響應的領域。分布式發(fā)電用戶可以通過需求側響應措施將自身的電能供應給當地電網，作為參與電網管理的一種手段，而不僅僅是削減負荷。
“電源和負荷要能夠雙向調節(jié)，才能保證大的電力系統(tǒng)的平衡。”說到這里，閆華光拿起筆在紙上三兩下畫出一個簡易的電力供需系統(tǒng)圖。“這就是我們現在說的源—網—荷友好互動，需求側也能夠參與調峰，通過調節(jié)需求側也可以達到削峰填谷的作用。”
在閆華光的描述中，需求側響應和智能用電、能源互聯網密不可分。用他的話說，就是源端多能互補，受端柔性可調。“源端和受端相互配合，雙向互動。用電高峰時，一些非必要設備在不影響用戶使用的情況下可以自動關?；蛘呦鳒p負荷運行；在用電低谷時，一些電儲能等設備可以自動工作。”如此，整個電網才能處于一種動態(tài)的平衡中。
閆華光還就如何促進電力需求側響應發(fā)展提出了一些建議，如機制上，建立靈活售電側電價機制，激勵用戶參與積極性；政策上，制定和細化參與者補貼標準，設立專項資金；技術上，建立信息化系統(tǒng)，提升設備智能化、自動化水平；標準上，建立統(tǒng)一的需求響應信息交互標準，設立設備、系統(tǒng)之間的互聯互通。只有這樣，電力需求側響應這一利國利民、意義深遠的能源供需變革的戰(zhàn)略舉措，才能在更大范圍、更廣領域推廣實施。