電力市場環(huán)境下開展電力需求側(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號文的頒發(fā),我國電力體制改革工作大刀闊斧地推進,目前已經(jīng)明確將促進區(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展的。目前我國需求側(cè)響應(yīng)方面仍停留在政策性強制需求側(cè)管理階段,其時效性以及可持續(xù)性已無法滿足電力系統(tǒng)實時平衡的需求。售電公司作為連接批發(fā)側(cè)和零售側(cè)的重要主體,其開展需求側(cè)響應(yīng)對提高電力市場的穩(wěn)定性和運行效率以及維持自身長遠發(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；偏差考核；負(fù)荷集成商

1 需求側(cè)響應(yīng)定義以及我國需求側(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)要維持實時供需平衡。傳統(tǒng)的做法是由發(fā)電機組在負(fù)荷需求時提高出力，但負(fù)荷尖峰時段往往持續(xù)時間很短，為了滿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、污染相對較重的火電機組承擔(dān)，而通過減少或者延遲需求側(cè)的電力負(fù)荷來實現(xiàn)實時供需平衡就會相對節(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)市場價格升高或者系統(tǒng)可靠性受到威脅時，電力用戶接收到供電方發(fā)出的誘導(dǎo)性減少負(fù)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(xí)慣用電模式，達到減少或者推移某時段的用電負(fù)荷而響應(yīng)電力供應(yīng)，從而保障電網(wǎng)穩(wěn)定，并抑

制電價上升的短期行為。

1.2 我國需求側(cè)響應(yīng)發(fā)展現(xiàn)狀

我國在上世紀(jì)90年代就引入了需求側(cè)管理的概念，但并沒有能夠大范圍推廣。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、佛山市四個城市設(shè)立為*電力需求側(cè)管理城市綜合試點，上海為需求側(cè)響應(yīng)試點

試點開展以來取得了一些成績，2014年以來，除唐山市外， 北京、上海、佛山三市和江蘇省已成功實施了幾次需求側(cè)響應(yīng)項目， 基本是每年夏季實施一兩次。其中， 2017年

7月江蘇省經(jīng)信委組織省電力公司對張家港保稅區(qū)、冶金園啟動了實時自動需求響應(yīng)，在不影響企業(yè)正常生產(chǎn)的前提下， 僅用1 秒鐘時間即降低了園區(qū)內(nèi)55.8萬千瓦的電力需求， 創(chuàng)下了國際先例。

2 售電公司開展需求側(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，取得了豐碩的改革成果，各項市場機制也日趨完善。下面， 以廣東為例作出說明。

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

廣東自2017年起實行偏差電量結(jié)算機制。2017年2月以來，累計組織了14次月度集中競爭交易，統(tǒng)一出清價差波動甚大，價差達- 189.45厘/千瓦時，高則為-36.5

厘/ 千瓦時，因此售電側(cè)、用戶側(cè)獲利也高低起伏。而由于廣東電力市場上普遍由售電側(cè)代理用戶側(cè)競價，用戶用電偏差基本由售電公司承擔(dān)，因此，對于售電公司而言，偏差考核電費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價價格起伏而大起大落，但對比2017年11月和2018年1月情況，月度競價價差相差僅為0.5厘/ 千瓦時，但收益卻相差超過3 倍。

如圖2所示，2017年2月至2018年1月廣東市場需求側(cè)考核費用一直高居不下，此費用基本由售電公司買單， 其中2018年1月考核費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支付考核費用， 反映出了目前廣東市場用戶對于自身用電負(fù)荷的預(yù)測能力較弱，而售電公司又極度缺乏控制實際用電量能力，因此，售電公司開展行之的需求側(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，國內(nèi)售電公司呈井噴式發(fā)展，2017年，全國已啟動售電公司準(zhǔn)入程序的省份已達24個，電網(wǎng)背景、發(fā)電背景、民營資本等等紛紛進入市場，截至2017年12月

25日，全國電力交易中心公示的售電公司數(shù)量多達3223家，競爭態(tài)勢異常激烈。

目前，國內(nèi)售電公司主要盈利模式依然是賺取批發(fā)、零售價差，客戶粘性不夠，抗風(fēng)險能力很差。因此，售電公司迫切需要引入新的盈利增長點，保證自身的長遠發(fā)展。需求側(cè)負(fù)荷響應(yīng)便是盈利點之一，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)拓展的一個維度， 一方面，售電公司通過收集用戶的用電數(shù)據(jù)，對不同用電設(shè)備進行精細化管理， 為用戶提供智能化、個性化的用電與節(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資源參與到需求側(cè)互動響應(yīng)( 電力市場引入需求側(cè)響應(yīng)機制后) 的市場中去，同時，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側(cè)用電數(shù)據(jù)也可以加

工完善，變成有市場價值的市場信息。

2017年以來，各地紛紛啟動輔助服務(wù)市場建設(shè)，并且將逐步放開獨立調(diào)頻機構(gòu)參與調(diào)頻， 售電公司可以考慮以合作控股的方式，引入儲能裝置參與調(diào)頻市場交易，并將調(diào)頻退役后的儲能裝置應(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，現(xiàn)貨市場發(fā)現(xiàn)價格， 價格劇烈波動， 屆時，售電公司面臨一個問題就是如何定價， 如何對不同類型的消費者提供不同的價格選擇；如何管理由于消費者未來的負(fù)荷以及批發(fā)市場價格的雙重不確定性造成的財務(wù)風(fēng)險。也就是說，面對未來的任意時段， 零售商既無法精確知道他們的消費者將要消費多少電量，更無法預(yù)測屆時批發(fā)市場的價格將會怎樣。

以2018年廣東市場為例，廣東2018年全年市場交易總量預(yù)計達1 600億千瓦時，其中固定長協(xié)1000億千瓦時，核定發(fā)電側(cè)簽約上限1100億千瓦時， 發(fā)電側(cè)高價差讓利意愿并不十分強烈，但售電公司仍然沿用上年先圈用戶倒逼發(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)直接對用戶的讓利遠遠高于對售電公司的讓利，造成售電公司大面積虧損。如果建立現(xiàn)貨市場后，影響實時電價的因素紛繁復(fù)雜，電價、用電負(fù)荷預(yù)測難度大大提高，可以預(yù)知，售電公司面臨的虧損風(fēng)險將被幾何數(shù)放大，是以，售電公司必須通過與用戶簽訂基于激勵的可中斷負(fù)荷、直接負(fù)荷控制等特殊合同的方式來將經(jīng)營風(fēng)險加以對沖。

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問題，輔助售電公司更準(zhǔn)確預(yù)測用戶的用電量，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變電所運維云平臺

安科瑞變電站運維云平臺依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以數(shù)字化手段監(jiān)測數(shù)以百計的用戶變電所運行狀況，可以較低成本采集用戶變電站的數(shù)據(jù)匯集到云平臺，提供24小時不間斷的實時數(shù)據(jù)服務(wù)，包括用戶用電量歷史數(shù)據(jù)采集記錄、變電所環(huán)境參數(shù)等。通過邊緣計算網(wǎng)關(guān)和云平臺分析功能，充分挖掘用戶數(shù)據(jù)價值，并通過云平臺、手機APP等方式實時告知用戶配電系統(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提供快捷的服務(wù)。

3.1.1提高負(fù)荷預(yù)測精度，減少偏差考核

運維平臺通過4G或互聯(lián)網(wǎng)采集用戶配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)，包括電流電壓功率電能等數(shù)據(jù)，并形成日報、月報、年報以及歷史曲線、同比環(huán)比分析比較等，使售電公司掌握用戶的用電習(xí)慣和歷史數(shù)據(jù)，更準(zhǔn)確的了解用戶實際用電量，為預(yù)測未來用電量提供依據(jù)，同時也可以為用戶提供用能數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.1.2閉環(huán)運維服務(wù)，降本增效

運維平臺除了實時采集電氣數(shù)據(jù)外，還可以采集用戶變電站開關(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、門禁信息，發(fā)生異常情況會及時通過APP和短信向運維人員發(fā)出報警信息，并可生成派工單，通過GPS定位服務(wù)情況，快速排除故障，縮短故障停電時間，為用戶提供運維服務(wù)，提高用戶粘性。

3.1.3能效分析，提供數(shù)據(jù)服務(wù)

平臺可按照配電回路、區(qū)域、分項、部門統(tǒng)計日、月、年用電數(shù)據(jù)，并進行同環(huán)比分析，同時系統(tǒng)提供分時段電能及費用統(tǒng)計、實時需量、四象限電能、平均功率因數(shù)計算等功能，為用戶提供多維度數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.1.4數(shù)據(jù)對接

運維平臺可以和售電平臺或者其它第三方平臺數(shù)據(jù)無縫對接，實時提供電力交易競價信息，及時獲取電價信息和交易情況。

3.1.5用戶診斷報告

運維平臺自動生成用戶用電及運行診斷報告，對用戶配電系統(tǒng)運行情況提供周期性診斷報告，總結(jié)配電系統(tǒng)運行情況，提出改進建議。

3.2 Acrel-5000Cloud能源管理云平臺

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

平臺采集用戶電、水、氣、冷熱量等能源消耗數(shù)據(jù)和光伏、風(fēng)力、儲能等新能源數(shù)據(jù)，對用能數(shù)據(jù)進行分析，按照區(qū)域、部門、用電設(shè)備類型進行細分，提供同比、環(huán)比分析比較和用能數(shù)據(jù)追溯，同時可以提供尖峰平谷各時段用能數(shù)據(jù)和報表，幫助用戶梳理能源賬單明細和制定能源績效考核。

3.3 AcrelCloud-3200預(yù)付費管理云平臺

隨著電改的進一步深入，除了工業(yè)企業(yè)外，未來居民用電和商業(yè)用電都會逐步開放，售電公司也會參與到居民和商業(yè)用戶的售電交易，安科瑞預(yù)付費云平臺可為售電公司提供先交費、后用電的方案，并且為用戶自助繳費提供支持。

安科瑞預(yù)付費管理云平臺為居民小區(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)付費和用電安全管控解決方案，目前已經(jīng)成功在上述各場景得到廣泛的應(yīng)用并已經(jīng)穩(wěn)定運行多年。

3.4 AcrelCloud-6000安全用電管理云平臺

用電安全是綜合能源服務(wù)的一個重要環(huán)節(jié)，保障用戶的用能安全至關(guān)重要。安全用電管理云平臺對電氣引發(fā)火災(zāi)的主要因素（線纜溫度、漏電電流、負(fù)荷電流、電壓）進行數(shù)據(jù)跟蹤與統(tǒng)計分析，通過2G/NB-IOT/4G方式采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)，及時發(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、過載、過壓、欠壓及漏電等）并通過短信、APP推送、自動語音呼叫等方式及時預(yù)警，防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。系統(tǒng)可以顯示所有監(jiān)測點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告，實時評估企業(yè)用電安全狀態(tài)。

3.5 AcrelCloud-9000電動車（電瓶車）充電樁運營管理云平臺

充電樁業(yè)務(wù)越來越多出現(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也能獲取更多利潤，相輔相成。

3.5.1資產(chǎn)管理

充電樁運營管理云平臺幫助售電公司實時監(jiān)測充電樁運行狀態(tài)，包括安裝地點、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

充電樁運營管理云平臺為需要充電的用戶導(dǎo)航尋樁，提供預(yù)存電費充電、掃碼充電等結(jié)算方式，解決充電難、管理難和收費難的問題。

3.5.3安全管理

近來電瓶車相關(guān)的安全和火災(zāi)事故頻發(fā)，成為生命和財產(chǎn)安全隱患。部門發(fā)文對電瓶車火災(zāi)的整治都放在規(guī)范停放和充電行為上。安科瑞充電樁運營管理云平臺除了資產(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，有助于規(guī)范管理電瓶車停放和充電問題。

3.6 產(chǎn)品選型

4 結(jié)論

國內(nèi)零售市場還普遍執(zhí)行著與時間無關(guān)，不能反映容量成本和邊際供電成本變化的價格。這一方面是因為傳統(tǒng)上部門和電力部門都認(rèn)為電力用戶不愿意面對任何形式的隨時間波動的價格。但是，現(xiàn)在的售電公司事實上已經(jīng)以風(fēng)險收益的形式承擔(dān)著電力成本的波動以及電力供應(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風(fēng)險( 負(fù)荷偏差) 以及電價波動風(fēng)險，這樣既能讓公司因參與風(fēng)險管理的收益而主動作為，又讓售電公司以負(fù)荷集成商的身份而變成電力供應(yīng)- 消費鏈上*的市場主體。

【參考文獻】

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[2] 洪進亮. 電力市場環(huán)境下售電公司開展需求側(cè)響應(yīng)的必要性

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