淺析電力系統(tǒng)的需求側(cè)管理

摘 要：文章首先介紹電力需求側(cè)管理的基本概念以及具體操作的方式，然后介紹歐美電力需求側(cè)管理的實(shí)施情況，并針對(duì)我國(guó)目前實(shí)施情況的不足給出相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：需求側(cè)管理；電力系統(tǒng)；能效管理；負(fù)荷管理；綜合資源規(guī)劃

引言

電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，與各行各業(yè)的生產(chǎn)建設(shè)息息相關(guān)，關(guān)系到整個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)命脈。電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行是社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障。[1]電力系統(tǒng)要能安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，供用電平衡十分重要。但一方面隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)力的逐步提高，我國(guó)的用電量也在逐漸上升，且增幅十分旺盛，給予了供電極大的壓力；另一方面用電需求時(shí)間不均衡現(xiàn)象也日益嚴(yán)重。由于電能一般不能大量?jī)?chǔ)存，因此用電的需求時(shí)間不均衡性會(huì)導(dǎo)致尖銳的供用電矛盾。除此之外，我國(guó)能源較匱乏，且能源利用效率低下。而且我國(guó)目前電能仍以火電為主，能源結(jié)構(gòu)不合理，給環(huán)境也造成了很大壓力。這些問題不僅會(huì)制約電力工業(yè)的發(fā)展，也會(huì)制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

事實(shí)上，這兩者的矛盾并非中國(guó)獨(dú)有，電力需求側(cè)管理（Demand Side Management， DSM）是一種得到國(guó)際普遍認(rèn)可的解決這一問題的措施。電力需求側(cè)管理的概念最早起源于石油危機(jī)期間的美國(guó)，并且逐步推廣至全球，在20世紀(jì)90年代由Hammed Nezhad引入中國(guó)。電力系統(tǒng)供需雙方的界定與劃分以用戶計(jì)費(fèi)電表為限，其中需求側(cè)指計(jì)費(fèi)電表以下部分即用戶端。需求側(cè)管理指的是通過采取有效措施，引導(dǎo)電力用戶優(yōu)化用電方式，提高終端用電效率，優(yōu)化資源配置，改善和保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)最小成本電力服務(wù)所進(jìn)行的用電管理活動(dòng)。[2]其目標(biāo)在于通過推行高效設(shè)備改造或節(jié)能建筑減少總能源使用與通過改變用電方式以進(jìn)行負(fù)荷整型，也即實(shí)現(xiàn)能效管理目標(biāo)與負(fù)荷管理目標(biāo)。[3]

1 電力需求側(cè)管理的措施與實(shí)施手段

1.1 電力需求側(cè)管理的措施

為實(shí)現(xiàn)電力需求側(cè)管理的目標(biāo)，電力需求側(cè)管理的措施主要有能效管理措施與負(fù)荷管理措施。[4]從負(fù)荷管理而言，措施可分為削峰、填谷、移峰填谷三類，其中削峰一般采取直接控制用戶終端用電行為或者根據(jù)供需雙方事先的合同約定，在電網(wǎng)峰荷時(shí)段向用戶發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)，經(jīng)用戶響應(yīng)后控制或中斷部分供電。填谷則可通過優(yōu)惠性電價(jià)，刺激用戶增加在電網(wǎng)低谷時(shí)段的電力消費(fèi)或者增加蓄能用電、增添低谷用電設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。移峰填谷是將尖峰負(fù)荷時(shí)段內(nèi)的部分負(fù)荷安排到低谷時(shí)段，可同時(shí)起到削峰與填谷的雙重作用，可通過蓄冷蓄熱技術(shù)等方式實(shí)現(xiàn)。

1.2 電力需求側(cè)管理的實(shí)施手段

從具體的實(shí)施手段上而言，電力需求側(cè)管理可通過技術(shù)手段或經(jīng)濟(jì)手段等實(shí)現(xiàn)。[5]技術(shù)手段主要針對(duì)具體的管理對(duì)象，通過采用先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，從改變用戶的用電方式、提高終端用電效率、開發(fā)能源利用新技術(shù)上實(shí)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)手段則是針對(duì)市場(chǎng)本身的自發(fā)性、盲目性與滯后性，通過政府的宏觀調(diào)控來對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行干預(yù)與調(diào)節(jié)，改善供求關(guān)系，具體可通過調(diào)整電價(jià)結(jié)構(gòu)、需求側(cè)競(jìng)價(jià)以及通過直接進(jìn)行激勵(lì)措施來實(shí)現(xiàn)。此外可以通過一定的宣傳誘導(dǎo)促進(jìn)管理實(shí)施效果的提升，也可以通過行政手段如出臺(tái)相應(yīng)法律法規(guī)、強(qiáng)制推行能源效率標(biāo)準(zhǔn)等提升管理的力度[6]。

1.3 電力需求側(cè)管理實(shí)施時(shí)要注意的問題

在實(shí)際的電力需求側(cè)管理實(shí)施過程中，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐碾娏κ袌?chǎng)組織機(jī)構(gòu)設(shè)置、電價(jià)模式、以及實(shí)際的供求情況，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益以及社會(huì)發(fā)展綜合效益進(jìn)行綜合考慮、全面評(píng)估，通過各種手段的綜合采用來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)注意電力行業(yè)與其他行業(yè)相比自身的特殊性。電力行業(yè)的特殊性一方面在于電能本身的特殊性即電能一般不能大量?jī)?chǔ)存，必須即發(fā)即用，另一方面在于電力行業(yè)由于具有較強(qiáng)的規(guī)模經(jīng)濟(jì)性，因此存在馬歇爾沖突，即大規(guī)模則容易形成壟斷競(jìng)爭(zhēng)或壟斷，組織競(jìng)爭(zhēng)，降低效益；自由競(jìng)爭(zhēng)則無法發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)。在制定相關(guān)政策時(shí)在保障電力系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，需要考慮電力市場(chǎng)的特殊性，結(jié)合國(guó)情，盡量平衡好用戶與發(fā)電、電網(wǎng)、配電公司的利益關(guān)系。如在用戶端推行節(jié)電設(shè)施，降低用戶的用電量，會(huì)降低供電側(cè)的收益。要使得供電側(cè)有足夠的意愿去參與到其中，除了通過行政手段強(qiáng)制或干預(yù)，也可以通過對(duì)供電側(cè)進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)償來平衡其中的利益關(guān)系。

此外在制定管理的措施時(shí)，可借鑒其他領(lǐng)域中成熟、先進(jìn)的管理方法，如引入環(huán)境保護(hù)中的“排污權(quán)交易”概念，將節(jié)電量看作是“排污權(quán)交易”中的排污權(quán)，作為一種商品進(jìn)行買賣。使節(jié)電成本低、節(jié)電能力強(qiáng)的用戶將完成節(jié)電指標(biāo)后剩余的節(jié)電量賣出至節(jié)電成本高、節(jié)電能力弱的用戶，在達(dá)到整體節(jié)電指標(biāo)的同時(shí)，提升整體的節(jié)電效率，降低節(jié)電成本。

2 歐美的電力需求側(cè)管理實(shí)施情況

目前電力需求側(cè)管理已經(jīng)成為世界上普遍采取的能源管理手段，歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家和美國(guó)在需求響應(yīng)和能源效率管理等方面開展了大量工作。

作為最早提出需求側(cè)管理概念的國(guó)家，美國(guó)也是最早進(jìn)行電力需求側(cè)管理探索的國(guó)家。在1975年美國(guó)聯(lián)邦政府出臺(tái)了“公眾電網(wǎng)公司管制法（PURPA）”和“全國(guó)節(jié)能法（NECPA）”，通過行政手段促使電網(wǎng)公司推動(dòng)終端的節(jié)電工作，使電網(wǎng)公司逐步調(diào)整職能，履行社會(huì)責(zé)任，但此時(shí)電網(wǎng)需求側(cè)管理還只是一個(gè)應(yīng)急手段，沒有進(jìn)入日常運(yùn)作的高度。隨著時(shí)間推移，美國(guó)的綜合資源規(guī)劃（Integrated Resource Program， IRP）興起，標(biāo)志著電力需求側(cè)管理的大力發(fā)展。綜合資源規(guī)劃從系統(tǒng)論出發(fā)，強(qiáng)調(diào)了供電和用電協(xié)調(diào)的重要性，綜合考量供求雙方的資源，以實(shí)現(xiàn)社會(huì)總成本最小和整體效益最優(yōu)。1984年，美國(guó)正式推行IRP。也正是在這一時(shí)期，學(xué)者們意識(shí)到不僅電網(wǎng)中有可觀的電能可以節(jié)省，還發(fā)現(xiàn)存在一系列市場(chǎng)障礙影響節(jié)能技術(shù)的推廣和用戶成本節(jié)約。針對(duì)這些問題，有關(guān)學(xué)者和能源管理機(jī)構(gòu)開始研究一系列激勵(lì)電網(wǎng)公司參與電力需求側(cè)管理的工作機(jī)制，如成本補(bǔ)償機(jī)制，獎(jiǎng)勵(lì)金機(jī)制等，這些機(jī)制極大地促進(jìn)了對(duì)電力需求側(cè)管理的資源投資和人力投入。進(jìn)入90年代中期后，電力需求側(cè)管理更多以用戶為中心。此時(shí)隨著對(duì)于改革不確定性的認(rèn)識(shí)，美國(guó)甚至出現(xiàn)了一定程度的電力需求側(cè)管理投資下降。目前美國(guó)的電力需求側(cè)管理仍然面臨著公用事業(yè)是否可以為用戶提供有效的電力需求側(cè)產(chǎn)品、新能源如何在需求側(cè)響應(yīng)中實(shí)現(xiàn)一體化、私有投資商是否支持可能減少其盈利的能源效率項(xiàng)目等問題[7、8]。

一些歐洲國(guó)家也在積極開展電力需求側(cè)管理的研究與推行工作。[9、10]如奧地利傾力推廣智能城市和電動(dòng)汽車；比利時(shí)在電網(wǎng)側(cè)、需求側(cè)、能源服務(wù)、公共管理方面的發(fā)展也較為成熟；芬蘭推出了一系列針對(duì)不同市場(chǎng)的需求響應(yīng)商業(yè)合作項(xiàng)目，大力推廣需求響應(yīng)相關(guān)的商業(yè)合作；法國(guó)針對(duì)建筑節(jié)能方面制定了詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，并提出了用于下一輪能效調(diào)控的RT2020計(jì)劃；瑞典簽署了相關(guān)法案，并大力投資相關(guān)研究；荷蘭發(fā)布了能源管理白皮書，制訂了新的能源政策；英國(guó)實(shí)施了溫室氣體排放交易的綠色新政，并計(jì)劃推廣智能儀表，保證自動(dòng)響應(yīng)電價(jià)的有效實(shí)施。

3 我國(guó)的電力需求側(cè)管理實(shí)施現(xiàn)狀、存在的問題與改進(jìn)建議

3.1 我國(guó)的電力需求側(cè)管理的現(xiàn)狀及存在的問題

我國(guó)電力需求側(cè)管理研究起步較晚。自電力需求側(cè)管理引入中國(guó)以來，政府有關(guān)部門高度重視，做了大量的推動(dòng)性工作，不斷探索其具體的應(yīng)用途徑。政府部門積極引導(dǎo)，出臺(tái)了一些相關(guān)的法律法規(guī)，并在2004年將電力需求側(cè)管理納入《電力工業(yè)“十五”規(guī)劃》的內(nèi)容。電網(wǎng)公司也充分發(fā)揮其實(shí)施主題作用，在1998年初成立了“電力需求側(cè)管理指導(dǎo)中心”，負(fù)責(zé)政策研究、宣傳培訓(xùn)、技術(shù)推廣、信息交流等工作，并廣泛開展了一系列的宣傳活動(dòng)。同時(shí)電力用戶也積極參與其中，大中型電力用戶如冶金、石化等行業(yè)的大型企業(yè)已積極開展綠色照明、高效電動(dòng)機(jī)等節(jié)能產(chǎn)品的試點(diǎn)工作。這些措施取得了良好的效果。僅“十五”期間我國(guó)通過實(shí)施電力需求側(cè)管理累計(jì)節(jié)約電量1200億千瓦時(shí)，轉(zhuǎn)移高峰負(fù)荷約2000萬千瓦，節(jié)約原煤超過6000萬噸，減少二氧化硫排放約100萬噸、二氧化碳排放1.5億噸。除此之外，電力需求側(cè)管理在一定程度上延緩了對(duì)新增電力裝機(jī)容量的需求2000萬千瓦以上。但我國(guó)目前實(shí)施需求側(cè)管理仍然水平有限，實(shí)施需求側(cè)管理的潛力仍非常大。但在目前，我國(guó)的需求側(cè)管理仍然存在著以下問題[11]：

（1）我國(guó)目前對(duì)需求側(cè)管理本身的認(rèn)識(shí)仍存在偏差，缺乏相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)人才，部分電力公司甚至專家認(rèn)為計(jì)劃用電就是需求側(cè)管理；（2）實(shí)施需求側(cè)管理必須對(duì)實(shí)施主體有一定的激勵(lì)措施，但目前需求側(cè)管理激勵(lì)資金來源渠道不暢。（3）節(jié)電運(yùn)行機(jī)制仍不健全，在我國(guó)目前電力需求側(cè)管理僅僅被作為一種電力緊張時(shí)的應(yīng)急手段，相應(yīng)的法律法規(guī)還未能完善，缺乏相應(yīng)的長(zhǎng)效機(jī)制。

3.2 對(duì)于我國(guó)電力需求側(cè)管理的改進(jìn)建議

針對(duì)以上問題，對(duì)我國(guó)今后電力需求側(cè)管理提出以下建議[12]：

（1）充分發(fā)揮政府在電力需求側(cè)管理工作中的主導(dǎo)作用[13]：完善法律體系，建立健全的體制，規(guī)范電力市場(chǎng)；從多渠道籌集資金，甚至建立專項(xiàng)基金；建立合理的電價(jià)結(jié)構(gòu)體系，深化電價(jià)改革；建立完善的監(jiān)管機(jī)制，進(jìn)行資金管理、效果評(píng)價(jià)、審計(jì)監(jiān)督等。（2）落實(shí)電網(wǎng)企業(yè)作為電力需求側(cè)管理工作實(shí)施主體的地位：開展有序用電工作，提高電網(wǎng)運(yùn)行水平；加強(qiáng)電網(wǎng)改造，減少電能傳輸過程中的損耗；指導(dǎo)用戶節(jié)約用電，安全用電，科學(xué)用電；加強(qiáng)對(duì)于科學(xué)用電、節(jié)約用電知識(shí)的宣傳；將需求側(cè)資源納入電源電網(wǎng)規(guī)劃。（3）建立完善的激勵(lì)機(jī)制[14]：支持節(jié)能產(chǎn)品的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和推廣應(yīng)用，支持研究、推廣應(yīng)用電力需求側(cè)管理項(xiàng)目的開展，給予相應(yīng)的政策鼓勵(lì)與獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼，解決其可能存在的貸款困難、資金缺乏問題；對(duì)于積極推行、響應(yīng)的用戶或供電商在實(shí)施電力需求側(cè)管理時(shí)造成的損失，給予一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)助。

4 結(jié)束語

電力需求側(cè)管理自概念被提出到現(xiàn)在的將近40年間，已經(jīng)在電能的節(jié)約、電力市場(chǎng)的平衡上作出了很大的貢獻(xiàn)。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，對(duì)于電力需求側(cè)管理的要求也在不斷提高。因此各國(guó)仍在對(duì)此不斷進(jìn)行研究與改進(jìn)，力求更好地完善電力市場(chǎng)的運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：李笑怡（1986-），女，河北石家莊人，碩士，工程師，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)及其自動(dòng)化。