售電市場放開環境下的電力需求側管理展望與思考

陳明帆，寧光濤，何禮鵬，黃立毅，覃 丹，王 路，周亞武

（1.海南電網有限責任公司，海口 570203；2.廣東省電力設計研究院，廣州 510663；3.廣東工業大學 自動化學院，廣州 510006）

我國電力市場化改革推行近30年來，電力供需表現為“電力短缺與電力過剩”交替出現，其根本原因是無法以市場化的手段優化資源配置，且市場供需之間缺乏實時的互動機制［1］。售電市場的逐步放開需要在需求側引入競爭、放開用戶選擇權并動態地整合需求側資源以促進供需平衡，在放開環境中將會形成競爭性市場機制和靈活性市場環境兩大關鍵要素。而需求響應（demand response,DR）是需求側管理（demand side management,DSM）在競爭性電力市場中的發展，DR技術的實施依托于競爭性市場機制與靈活性市場環境。可以預見，隨著售電市場在我國電力工業的逐步放開，DSM在中國將有更長足的發展［2］。

國家出臺有關售電市場引入競爭的政策時間不長，且DSM在我國的發展仍處于初步階段，因而現有文獻對我國售電市場放開環境下DSM的應用研究尚未深入剖析。現有文獻［2—6］主要研究智能電網背景下的DSM以及如何在需求側改革的背景下探索其新的營銷策略和運行機制，但在售電市場逐步放開所形成的競爭性市場機制和靈活性市場環境下，對DSM帶來的影響和機遇等方面討論涉及較少，對DSM技術如何有效推進售電市場放開進程的探討也存在缺失。

1 售電市場放開環境的發展歷程

1.1 電力市場化改革的格局演變

從嚴格意義來講，我國電力體制改革可以分為3個階段：第一階段是自1997年初國家電力公司成立，標志著中國電力市場化的開始，由此邁出了政企分開的實質性步伐，政府管理部門與國家電力公司開始理順關系，并探索各自運作機制；第二階段是2002年到2015年，從發布《電力體制改革方案》“5號文”到落實“廠網分開、競價上網、打破壟斷、引入競爭”［7］為主要目標的電力體制改革以來，在形成以五大發電集團為主的發電側引入競爭，建立起多元化的電力交易主體，為開展發電側市場競爭提供了合理的市場主體格局；第三階段則是從2015年3月發布《關于進一步深化電力體制改革的若干意見》［8］“9號文”開始，主要在售電側引入競爭，目的在于發電側和售電側同時引入競爭，實現以市場機制動態地優化資源配置，由此也標志著延宕13年的電力體制改革進入了新的探索階段［9］。

1.2 售電市場放開的發展現狀

售電市場放開是電力體制深化改革的重點，作為售電側供需雙方的核心樞紐，上承供給側，下接需求側，在實現供需平衡的目標中舉足輕重［10］。從“9號文”中可發現，售電市場放開的本質就是改變目前電網公司“統購包銷”的售電模式，培育多元化的售電主體，逐步放開用戶側的購電選擇權，促進各個售電主體、電力用戶積極參與市場競爭，最終形成“多方買—多方賣”的競爭性市場機制和靈活性市場環境［11］，其中市場化結構圖如圖1所示。

圖1 售電市場開放環境下的市場化結構

依據結構圖1，從監管流、電力流、業務流3個角度分析放開環境下的市場運行機制與市場主體環境。

（1）監管流。在售電市場放開環境下，相關機構如市場管理委員會對發電企業、交易機構、電網企業、售電主體及電力用戶等市場主體實施全面監管。

（2）電力流。由市場化結構圖可知，電力流主要分為2條線路：①發電企業生產電能經由電網企業的輸配網絡傳輸給用戶；②發電企業電能經由輸電網絡后，通過多元化售電主體（配網運營權）的配電網絡傳送給終端用戶。

（3）業務流。在售電市場放開環境下，業務流體現在以下方面：①大用戶直購電，即發電主體與大用戶之間在交易機構的電力業務；②多元化售電主體與未參與直接交易用戶之間的業務聯系；③售電主體調度用戶需求側資源間的業務聯系。

積極推動售電側市場主體培育、放開用戶選擇權，形成競爭有效的市場機制與靈活性市場環境，關乎著電力市場化改革成敗［12］。國際經驗［13］表明，競爭性市場機制與靈活性市場環境有助于高效實施DSM，而在售電市場積極推行DSM將為售電市場有序放開、電力系統經濟運行、能源節約及環境保護等帶來顯著的效益，兩者相輔相成。

2 DSM關鍵技術與實施條件

2.1 DSM關鍵技術

目前DSM關鍵技術主要包括負荷管理和能效管理，其中負荷管理是指通過可中斷負荷調控、價格激勵信號等負荷調控手段改變用戶用電方式，從而達到移峰填谷、負荷整形的目的，主要的實施方式為DR項目。DR項目是針對DSM在競爭性電力市場應用研究中提煉出來的，使其完善DSM的市場化運作機制。自動需求響應（automated demand response,ADR）技術是運用先進的數據處理技術、雙向通信技術、優化決策及智能化設備等實現根據價格激勵或需求資源等信息實時動態的調整負荷，形成實時電價。能效管理是指通過高效設備改造或節能設備的推廣，以提高能源效率，主要的實施方式為能源替代、節能節電等能效項目。在DSM的關鍵技術中，由于DR項目引入了市場的調節機制，無疑在提高能效、消納可再生能源、移峰填谷等方面的效用是最佳的［14］。

2.2 DSM實施條件

DSM在我國實施多年，取得顯著的成果，具有代表性的是在21世紀初用電緊張時期，DSM應用政策、技術、經濟、宣傳等手段，在輔助社會安定、國民經濟穩步增長等方面發揮了重要作用。但一些傳統的DSM的手段已難以適應新市場環境，目前推行的“可中斷負荷電價、峰谷分時電價”等項目在試點省份投入應用，大部分都是依靠政府或者電網高額補貼予以維持。事實證明，依賴政策性補貼無法真正反映市場的供求關系。補貼過多，導致無效的資源配置；補貼過少，需求響應無法達到要求。在我國推行DSM項目，由于缺乏相應的軟硬件支持，方案管理、價格發現、激勵制定的可靠性和實時性都難以得到保障。大范圍推廣DSM的基礎是具備良性競爭的市場機制與靈活性的市場環境，為實現自動需求相應提供合理高效的價格機制和交易環境，而DR的雙向互通與價格聯動特性是DSM參與系統運行的前提，是實現提高能效、緩解環境危機與供需平衡等目標的關鍵［15］。

3 DSM在售電市場放開環境下的展望與思考

從國際經驗來看，需求側作為售電市場建設的重點對象，DSM的常態化實施將成為售電市場開放環境順利推進的關鍵支撐技術。此外，售電市場的有序放開會逐漸形成完善的競爭性市場機制與靈活性市場環境，這兩大因素對于DSM項目的有效推進將會起到至關重要的作用。

（1）DSM是售電市場開放順利推進的支撐技術，是實現其建設目標的重點環節。要建立“多買方-多賣方”的售電市場，實現市場與電力用戶之間業務流、電力流等雙向信息的實時互動是關鍵。DR項目作為實現雙向信息互動的技術手段，通過實時地向電力用戶呈現電價信息及用電情況，不僅可有效的地改善電力用戶的節能意識，而且可通過計量數據庫，對不同用電特性進行精細化挖掘，為不同用戶制定個性化用電方案。緩解環境、能源危機，主要通過提高能源效率來實現。能效項目利用政策鼓勵或補貼的方式，對現有的用電設備進行能效改造，同時制定能效標準，為能效精細化提供管理工具。此外，DR項目可通過積極調度需求側資源，既有助于可再生能源發電的消納，又可輔助市場力量調整發電資源，促使高效機組多發滿發，低效機組少發或不發，進而逐步將低效機組剔除出市場。

（2）售電市場放開所形成的競爭性市場機制和靈活性市場環境將為DSM的有效實施提供重要的機制保障與市場環境。從國際經驗來看，在售電市場放開逐步推進的國家或地區，其市場準入、價格制定、保底供電、風險評估、更換供電商、信用機制等方面都建立了完善的市場競爭機制和靈活互動的市場環境。在放開環境下可充分利用各種能源整合平臺，將電力用戶余量上網、增值服務等需求側資源參與市場競爭，通過公平有序的市場競爭產生良性供求關系的電價，進而形成健康高效的價格機制和激勵機制。此外，售電主體則可以通過設計不同的DR項目來吸引電力用戶、挖掘用戶側自身的需求響應資源，從而獲得較低的購售電成本，實現供需平衡、買賣雙贏的局面。

（3）DSM成為售電主體有力競爭的關鍵手段，更加有利于促進電力市場供需平衡。在售電市場放開環境中，公平競爭帶來的購銷差價空間將逐漸縮小，售電主體之間增加市場份額的核心競爭力來自電力資源與用戶側資源，而售電市場放開形成的市場環境將為DSM提供更寬廣的價值空間和功能實現。研究表明，需求側資源的利用尤為重要，不僅可參與市場促進供需平衡，而且能夠為售電主體擴大市場份額提供保證。屆時DSM不僅成為售電主體市場競爭力的主要技術手段，而且DSM還將成為售電主體主要的利潤增長點，成為全新的盈利模式。售電主體需要抓住機遇，利用新的市場手段積極調動需求側資源，實現資源動態的優化配置、促進供需平衡。此外，通過DR項目同用戶側實現雙向信息互動，了解其不同的需求特性，積極開發多樣性增值服務，促進售電商與其他相關產業融合，以此來增加售電主體自身的市場份額，打破現有電網企業的“新型壟斷”。

4 售電市場放開環境下實施DSM的關鍵步驟與建議

從國際電力市場改革的成功案例中不難發現，盡管各國的改革方案、政策手段有所不同，但其市場設計環節卻有一個共同的特點——從需求端出發，設計、協調需求資源響應，引入DSM。由于各國在電力消費水平、市場開放狀態、環境能源現狀、人文經濟等方面存在差異，所以我國在售電市場放開環境下推行DSM必須緊密結合當下的電力發展現狀，根據技術條件和政策環境，將面向售電市場放開環境下的DSM建設分為3個階段。

第1階段：售電市場初期深入推廣DSM理念。在需求側通過政策激勵或價格補貼大力推廣高效設備改造、節能設備更換，鼓勵電力用戶積極參與售電市場DSM。此外，政府號召多元化的售電主體積極推動智能電能表、高級量測體系等智能設備的普及。該階段的重點是立足于當前“電能信息采集與業務管理系統”的智能化改造，實現電力銷售各個環節電能信息一體化采集、分析、監控、集成和綜合應用，為DSM項目的順利推行提供良好的技術支撐。

第2階段：售電市場放開中期，競爭性市場機制和市場環境逐漸形成，重視需求側資源參與運行，加強DSM信息系統建設，積極推進DSM平臺的DR功能和完善售后服務反饋評價機制，利用“互聯網+”、云計算技術實現對電力大數據的匯總、分析、預測和共享。經由前期“電能信息采集與業務管理系統”的智能化改造，逐步構建系統智能化信息雙向互動體系。通過雙向信息互動，加強對用戶的用電特性分析，指導用戶依據市場的實時供求關系調整自己的用電方式，并隨著輔助服務市場的發展和完善，鼓勵用戶參與DR項目，允許需求側資源參與輔助服務市場的競價，提高電力系統運行的經濟性和穩定性。

第3階段：售電市場發展到完全放開，競爭性市場機制和靈活互動市場環境愈加完善，并隨著DSM信息系統的成熟應用，智能城市、智能樓宇、智能家居、智能微網等技術領域在智能電網的推動下，可為ADR的實現提供強有力的軟硬件支持，而動態實時的ADR是售電市場建立現貨市場的關鍵支撐技術。通過現貨市場的平臺，類似可再生能源高比例并網的不穩定性、消納分布式能源發電、對沖售電主體的市場風險、降低人工成本以及實現實時供需平衡等一系列問題都將迎刃而解。

5 結論

“電力短缺與電力過剩”交替出現、能源與環境危機升級等一系列發展問題，促使售電市場放開成為新一輪電改的核心，將全面提高能效、動態整合需求側資源放到了國民經濟發展的首要高度。其中DSM是調控需求側資源參與系統運行的關鍵技術，而完善價格機制與競爭環境是有效實施DSM的前提。因此，本文結合國內外的研究現狀，通過DSM在售電市場放開環境下的展望與思考可得出以下結論：

（1）各國電力市場改革的改革方案、政策手段不盡相同，但它們的市場設計卻有一個共同的特點，都是從需求端出發，重視需求側資源，引入DSM。

（2）DSM的常態化實施將成為售電市場開放環境順利推進的關鍵支撐技術，售電市場放開所形成的競爭性市場機制與靈活性市場環境將為DSM的有效實施提供重要的機制保障，兩者相輔相成。

（3）通過自動需求響應技術實現實時電價、動態負荷調控是建設未來現貨市場的關鍵所在，是DSM深度參與系統運行發揮作用的重要途徑，而現貨市場的建立對于提高能效、降低污染、對沖風險、消納多種類分布式發電等至關重要。D