需求管理新模式

面對(duì)電力市場的新變化，DR和VPP作為需求側(cè)管理的重要模式異軍突起。所謂“需求響應(yīng)”是指電力用戶針對(duì)DR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)，主動(dòng)改變自身用電行為，目前主要分為價(jià)格誘導(dǎo)型和激勵(lì)協(xié)議型兩種類型。

傳統(tǒng)DR源于美國，是從電力需求側(cè)管理中進(jìn)化而來，以價(jià)格誘導(dǎo)和行政指令為主，主要包括我們所熟悉的分時(shí)電價(jià)、尖峰電價(jià)和可中斷負(fù)荷電價(jià)等方式。

傳統(tǒng)DR一般通過下達(dá)指令，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的削減，但往往很難做到快速響應(yīng)。而在電網(wǎng)智能化的背景下，新型DR完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)控，在電力供應(yīng)緊張時(shí)，自動(dòng)向用戶發(fā)出削減負(fù)荷的DR信號(hào)，家庭或企業(yè)等電力用戶自動(dòng)接收DR信號(hào)，通過自己的能量管理系統(tǒng)控制調(diào)整用電，并對(duì)DR結(jié)果自動(dòng)進(jìn)行報(bào)告。

新型DR能夠?qū)崿F(xiàn)迅速、高效和精準(zhǔn)的電力實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)控，能有效解決電力供給側(cè)可再生能源發(fā)電出力帶來的巨大不確定性。

虛擬電廠的概念源自德國，從某種意義上來說，VPP既是分布式能源也是能源互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新應(yīng)用。從電力供應(yīng)角度來看，VPP利用互聯(lián)網(wǎng)和能源管理技術(shù)將企業(yè)和家庭所擁有的分散式小規(guī)模電源集成優(yōu)化，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和利用，如同電廠一樣提供電力供給；從電力消費(fèi)角度來說，VPP通過對(duì)用戶儲(chǔ)能裝置的聚合控制，能夠?qū)崿F(xiàn)消納可再生能源富余電力，保障電力供需平衡。

日本用戶側(cè)分布式電源規(guī)模和潛力巨大，如表1所示。據(jù)推算，到2030年日本分布式發(fā)電設(shè)備裝機(jī)容量能夠達(dá)到2591萬kW，相當(dāng)于25座百萬千瓦級(jí)煤電機(jī)組；若有10%的儲(chǔ)能設(shè)備參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，其規(guī)模將達(dá)到1320萬kW，相當(dāng)于26座百萬千瓦級(jí)煤電機(jī)組的調(diào)節(jié)能力。

VPP實(shí)質(zhì)上更是電力需求側(cè)管理的創(chuàng)新模式。VPP與DR既有重疊，又有區(qū)別。VPP重點(diǎn)在于增加供給，會(huì)產(chǎn)生逆向潮流；DR則重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)削減負(fù)荷，不會(huì)發(fā)生潮流逆向。因此，是否會(huì)造成電力系統(tǒng)產(chǎn)生逆向潮流是VPP和DR兩者最主要的區(qū)別。

日本將狹義上的VPP定義為直接并網(wǎng)的可再生能源發(fā)電設(shè)備和儲(chǔ)能裝置，而廣義上的VPP還包括用戶側(cè)的新型DR，但傳統(tǒng)DR則不包含在其中。VPP（DR）涉及的分布式“電源”主要包括如下幾類：

（1）發(fā)電設(shè)備

家庭包括屋頂光伏、燃料電池、微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等，企業(yè)則包括自備發(fā)電機(jī)、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、可再生能源發(fā)電設(shè)備等；

（2）儲(chǔ)能設(shè)備

家庭包含家用蓄電池、車載蓄電池、電子熱水器等；企業(yè)包括固定式蓄電池、車載蓄電池、冷藏冷凍倉庫、熱泵、蓄熱空調(diào)、電子熱水機(jī)等；

（3）節(jié)電設(shè)備

家庭包括空調(diào)和照明設(shè)備等，企業(yè)包括空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備、風(fēng)扇、壓縮機(jī)、冷卻器、水泵等。日本推廣VPP（DR）的重點(diǎn)集中在住宅、辦公大樓、工廠、商業(yè)設(shè)施、公共事業(yè)和電動(dòng)汽車等六大領(lǐng)域，以“光伏+儲(chǔ)能”為主要形式，表2列舉了日本VPP（DR）商業(yè)模式的主要業(yè)務(wù)特色。

早在上世紀(jì)70年代，日本就大力推行電力需求側(cè)管理（DSM），從1973年到2014年，GDP增加了2.4倍，但工業(yè)能耗卻減少了10%，節(jié)能水平達(dá)到世界之最。90年代，日本開始著手DR技術(shù)的研究，但真正開始實(shí)施DR是在2011年東日本大地震之后。

2011年至2014年日本在橫濱、豐田、京阪奈學(xué)研、北九州建立了四個(gè)智慧能源城市示范工程，測試了傳統(tǒng)DR的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性，其中最大成果便是制定了OpenADR 2.0b、ECHONET Lite等技術(shù)規(guī)范和相關(guān)接口標(biāo)準(zhǔn)。

新型DR技術(shù)則在近幾年才開始興起，2014年6月，日本第4次能源基本計(jì)劃提出：為推動(dòng)用戶側(cè)有效開展節(jié)電，隨著電力改革穩(wěn)步推進(jìn)，要積極創(chuàng)造條件引進(jìn)新型“需求響應(yīng)”模式，通過用戶側(cè)需求管理，維持發(fā)電容量的合理規(guī)模，實(shí)現(xiàn)電力穩(wěn)定供給。

2016年日本政府制定的“日本再興戰(zhàn)略”提出到2030年要實(shí)現(xiàn)DR占總電力需求6%的目標(biāo)。2016年日本電力公司的DR容量約為10.7GW，其中78%負(fù)荷得到釋放。伴隨DR響應(yīng)電量（電源Ⅰ-b）在批發(fā)市場（JEPX）上市交易，2017年被稱為日本的“DR元年”，開創(chuàng)了日本電力市場的先河。2017年12月，日本電源Ⅰ'通過競價(jià)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力用戶側(cè)負(fù)荷資源進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)控，全年完成133萬kW的響應(yīng)量，其中DR達(dá)到95.8萬kW，價(jià)值約合36億日元。

2015年6月，日本政府出臺(tái)的“日本再興戰(zhàn)略”明確提出推廣VPP的政策。2016年4月，“能源革新戰(zhàn)略”提出了推動(dòng)VPP技術(shù)發(fā)展的示范工程建設(shè)計(jì)劃，制定了從2016年到2020年的政府補(bǔ)貼規(guī)劃，大力支持企業(yè)開展VPP技術(shù)研發(fā)，重點(diǎn)任務(wù)之一是驗(yàn)證50MW以上虛擬電廠技術(shù)的可靠性，計(jì)劃到2020年實(shí)現(xiàn)VPP經(jīng)濟(jì)自主。2018年7月出臺(tái)的第5次能源基本計(jì)劃，進(jìn)一步明確了加快低成本儲(chǔ)能電池、V2G（Vehicle to Grid）、電轉(zhuǎn)氣（P2G）等技術(shù)推廣，加強(qiáng)低功率廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(LPWA)和M2M、P2P的技術(shù)研發(fā)，以進(jìn)一步推動(dòng)電源的低碳化，其中V2G是利用車載電池充放電滿足系統(tǒng)電力需求的一項(xiàng)技術(shù)，是VPP最具市場前景的技術(shù)之一。2016年日本有7個(gè)示范項(xiàng)目獲得總計(jì)26.5億日元的補(bǔ)助，2017年有6個(gè)示范項(xiàng)目得到總計(jì)60多億日元補(bǔ)助。