需求響應技術現狀、發展及展望二、需求響應國內外實施現狀三、需求響應技術四、

結語與展望一、需求響應概述E提綱自動需求響應需求響應

電力用戶響應電價變化或激勵支付，改變加州電力危機

其固有的電力消費模通過采取有數的激勵措施，引導電需求側管理

力用戶優化用電方式，

提高終端用電效率，在完成同樣用電功能的同時減少電兩次石油危機

量消耗和電力需求。用經濟、技術和行政手段來控制電力系統負荷的

增長速度及調整電力系統的負荷曲線求得最佳經濟效

益。1970s

19812001

2006

20071.1

需求響應起源E負荷管理·分時電價TOU:峰谷電價、季節電價等·尖峰電價CPP:某段時間的電價明顯高于其他時

段·

實時電價RTP:電價更新時間較短·直接負荷控制DLC:供電公司直接控制用戶設備·可中斷負荷IL:簽訂合同后，供電公司通知用戶中斷負荷·需求側競價DSB:

與發電側一樣，用戶參與市場競價·緊急需求響應EDR:

電網出現可靠性事故時，用戶自愿削減負荷1.2

需求響應分類E基于價

格

的DR基于激

勵

的DR信、全息

|

面不

監互

控

用電(需求響應

)

①

提高用電效率②提供多元化服務友

好

互動發電⑦促進新能源消納⑧

節能減排③

改善電網負荷曲線

④

提高系統可靠性⑤延緩電網設備投入增長

⑥

提高電網設備運行效率1.3

需求響應作用E先

進

的

計

量

系

統

和

控

制

設

備輸配電隨著遙測速度和控制時間的減少提升服務水平圖1-1DR在電力市場運行和規劃的作用E1.3

需求響應作用旋轉備用

需求響應服務水平

臨時削減高峰負

荷管理日前需求響應實時需

求響應分時電

價優化服務水

平優化分時

電價能

效DRDSM有序用電時間美國加州電力危機后20世紀70年代中期出現；80年代開始逐步充實和完善實施環境存在經濟機制或市場機制無特殊環境要求無特殊環境要求(行政命令方式)側重點應用市場的價格去影

響需求的時間和水平采用市場價格手段之外的更為廣泛的措施，如提高終端用電效率和峰荷轉移錯峰用電、避峰用電、限電、緊急拉閘等作用調整用電時間，提高需求彈性，改善負荷曲線(削峰填谷)提高能效，改善負荷曲線(節電)調整用電時間，

削減負荷，確保電網安全響應時間短期行為(自主性)長期行為(自主性)短期行為(強制性)相互關系提供需求側管理更好的激勵；與有序用電有效結合充分發揮、放大需求響應項目的效應；與有序用電有效結合很多實施方式與需求響應類似，但用戶不是主動參與，且不一定獲得激勵三者最佳實施順序以市場調節為主，行政手段為輔先DSM(整體削減負荷),再DR(削峰填谷),后有序用電(保障電網安全)1.4

DR與DSM、

有序用電的關系四E一、需求響應概述三、

需求響應技術四、

結語與展望二、

需求響應國內外實施現狀E·美國電力市場環境開放，

目前是世界上實施需求響應項目最多，種類

最齊全的國家；·三種典型的商業運作模式：政府直接管理模式、電網公司管理模式和

獨立第三方管理模式；·主要提供的市場產品：容量(裝機容量)、能源(日前、實時平

衡)、輔助備用服務(調頻、旋轉備用、非旋轉備用)。2006.2《DR

研究報

2009.2《美國復蘇與再投資法

2010《需求響應國家行動計劃》率細闡述了實施DR

舞撥45億美元用于整合DR設

將DR上升到國家層面的效益和相關建議

備和實現智能電網技術等

E2.1

美國需求響應實施現狀---政策和環境支持2005.5《能源政策法案》

2006.8《DR年度報告》明確規定了將對實施系統分析DR的實施背景DR給予大力支持與現狀、DR對系統的影響2009.6《需求響應潛力報告》提出了4種DR實施方案：常規方案、擴展方案、可實現方案和全參與方案■20世紀60年代開始出現，受政府和管制機構的重視和鼓勵程度不同，分時電價的普及和執行程度也不同；■2010年參與分時電價項目居民用戶數目為110萬；■全美國分時電價項目每年貢獻的需求響應容量資源在228

萬kW左右(工商業用戶提供213萬KW);■存在的問題：分時電價項目廣泛，但參與率少；2.1

美國需求響應實施現狀---基于價格的DR分時電價E

尖峰電價

■最早是由海灣電力公司在2000年實施；■可分為四種類型：固定期限CPP;

變動期限CPP;

變動峰

荷電價機制；關鍵峰荷折扣機制；—2011年2月1日起，加州開始實施尖峰電價項目，參與負荷不得少于200KW負

荷

，DR實施期內高峰電價將從非峰時段的平均電價$24/KWh升至$224/KWh,

旨在抑制高峰負荷，

減少高峰電網運行壓力。2.1

美國需求響應實施現狀---基于價格的DRE■

最早是20世紀80年代在加州實施；■常見的RTP實施類型：

日前實時電價，兩部制實時電價；

—日前實時電價：提前一天確定并通知用戶第二天24h

每小時的電價；—兩部制實時電價：根據用戶的歷史用電數據確定一個基準負荷曲線，基準線以內用電量執行基礎固定電價或

峰谷電價，基準線以外的余缺部分則執行實時電價。2.1

美國需求響應實施現狀---基于價格的DR實時電價STATEGRID

ELECTRIC

POWER

RESEARCH

INSTITUTE■在1968年由底特律愛迪生公司首次采用，隨后在20世紀80年代和90年代得到大規模推廣；■2010年全美DLC項目的參與用戶數超過560萬，全美DLC項目每年貢獻的需求響應容量資源在900萬kW左右；■最常用的DLC項目是空調和熱水器等用電設備的遠方控制和調節；—

一般而言，

一

臺空調可以幫助削減1kW的負荷，

一

臺熱水器可以削減0.6kW負荷。2.1

美國需求響應實施現狀---基于激勵的DR

直接負荷控制

E

可中斷負荷

■參與用戶以大型工商業用戶為主；■每年的需求響應容量資源貢獻超過1097萬kW;—通常由電力管制機構正式確認發布，并一般提供給一定容量門檻之上的用戶，如在加州，容量門檻值為200kW

以上，在俄亥俄州為3000kW以上?！龃嬖诘膯栴}：近幾年來參與用戶數目不斷下降；—原因：1.可削減、可中斷電價的優惠不斷縮小；2.用戶承擔風險較大。2.1

美國需求響應實施現狀---基于激勵的DRE

需求側競價

通常是由IS0運營，有2種主要形式：■將需求側投標直接整合進日前市場的優化和計劃程序；—

如NYISO的日前需求側響應項目■需求側是作為一個價格接受者，不需要投標，如果在其接到系統運營機構的通知后削減了負荷，那么他將能按當

時的市場出清價格獲得支付；—典型代表是新英格蘭州ISO運營的實時價格響應項目2.1

美國需求響應實施現狀---基于激勵的DRE·目前，美國加州、PJM

和新英格蘭等7個地區電力系統，以及美國PG&E和SCE等電力公司都已建立了基于市場運作的需求響應項目；·根據各個ISO/RTO的統計，2006年夏季高峰負荷時期，通過實施DR降低了系統1.4%～4.1%的高峰負荷；·另據統計，2000年全美高峰削減量達到22,901MW,2010

年全美高峰削減量達到32,845MW,增長42%。2.1

美國需求響應實施現狀---實施效果實施機構基于價格的DR基于激勵的DR2008年5082742010年346486E表2-1美國實施機構數據·提出了常規、擴展、可實現和全參與4種方案。在這四種方案下，到2019年，可以分別削減38GW、82GW、138GW、188GW不

等的

高峰負荷，即分別相當于高峰負荷的4%、9%、14%和20%。·全參與方案可以削減的高峰負荷量相當于可以消納全美10年內的電力需求增長。

國需求趣癌游力報步學衹究院STATEGRIDELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE·2010年峰值負荷的削減潛力為53062MW,約占高峰負荷的6.7%,相對于2006年的5.0%和2008年的5.8%?！?010年基于激勵的DR能夠提供47448MW的

高峰負荷削減量，基于價格的DR只能提供5614MW的高峰負荷削減。2.1

美國需求響應實施現狀---未來潛力圖2-1美國DR資源評估(2010年數據)峰荷削誠

潛力□2006■2008

□20102.1

美國需求響應實施現狀---

自動需求響應·人工回應需求響應信號的可靠性得不到保障!·

自動需求響應效率比人工需求響應高30%到100%!E自動需求響應/0penADR人工需求響應1.免費提供0penADR給0ASIS和

UCAlug-

成

立UCA

OpenADR工作-

成

立OASIS

EI

訓練組2.NIST智

能

電

網

，PAP

09

OpenADR

3.

霍尼韋

每留能電斜學研爽揚化-ARRA

BOMWRAULGCDRNSCEESEARCHINSTTTUTE(加利福尼亞能源委員會PIER)試點和實驗-2003:開發，測試-2004:擴大測試-2005-06:CPP/

自動CPP(PG&E)2.1

美國需求響應實施現狀---OpenADR發展和里程碑LBNL/CEC

發

布

官

方OpenADR1.0

版由LBNL/DRRC發起的研究1.OpenADR

標

準2.

試點和測試-

批發市場

(CAISO)-

太平洋

-NW

(冬季

DR)3.國際性示范2002

2003

20042005

2006

2007

200820092010OpenADR

商

業

化(PG&E,SCE

和

SDG&E)·建立需求側響應機制·能源監測機構積極引進了新的機制來計算能源的價格E·歐洲智能電網強調用戶互動和提高服務·歐洲的3個2020年氣候和能源目標·歐洲重視提高能源效率2.2

歐洲需求響應實施現狀---

政策和環境支持·智能電表的高覆蓋率(意大利和瑞典)·2020年前實現智能電表的全部安裝(英

國、

法國等)激勵支持技術支持政策支持項目類型實施國家具體描述分時電價英國/意大利/

西班牙/法國提供多種分時電價費率：·周一至周五8點到19點高電價(意大

利

)·不同顏色標記峰谷平電價價格(法國

)可中斷負荷英國/意大利/挪

威/芬蘭/西班牙·包括：短期運行備用，快速備用，穩定電網頻率響應，頻率控制(英國)·通過與工業用戶簽定年度雙邊協議來

獲取需求側資源，用作調頻備用和快速

備用(芬蘭)需求側競價挪威發展電力調頻容量市場：需求側資源與發電機組競價來調頻和實現電力平衡歐洲各國需求響應項目平均可削減峰值負荷的2.9%!E2.2

歐洲需求響應實施現狀---需求響應項目1998年在江蘇成立國家電網公司電力需求側管指導中心2004年發改委聯合電監會

印發《加強電力需求側管

理指導意見》2.3

我國需求響應實施現狀---政策和環境支持(DSM)2008年發布《關于加強

電力需求側管理、實施

有序用電的緊急通知》2010年發改委、電監會

等六部委聯合印發《電

力需求側管理辦法》2000年《節約用電管

理辦法》正式發布實

施2002年第一部《電力需求側管理辦法》在

江蘇省出臺E分時電價·居民峰谷電價：推廣至江蘇、上海和浙江等省份·工業峰谷電價：上海和江蘇電價比例達到5:1·差別電價：2008年湖南470家高耗能企業·豐枯電價：云南將豐水期電價下浮15%,枯水期上浮20%,峰谷電價上下浮動50%,并將豐枯峰谷電價擴大到100kVA及以上的商業用電和非居民照明用電。尖峰電價·從2008年起山東試行；·河北實行尖峰電價的企業達到4000家，降低用電高峰負荷100萬千瓦以上；2.3

我國需求響應實施現狀---分時電價/尖峰電價E·河北省規定對尖峰期自愿中斷負荷的企業，每1萬千瓦累計中斷1h補貼1萬元，相當于1千瓦時電量補償1元；·江蘇、上海、浙江和福建對高峰時期執行可中斷負荷避峰用電的用戶給予減免容量電費或一定的電價補償；—江蘇在2005年7月1日對鋼廠實施可中斷負荷讓電，當日白天蘇州、無錫鋼鐵廠削減負荷分別達到20萬千瓦和7萬千

瓦，晚上無錫可中斷負荷增加至13萬千瓦，南京、常州可

中斷負荷也分別為6萬千瓦、5萬千瓦。2.3

我國需求響應實施現狀---可中斷負荷E·我國的峰谷電價比不合理，我國僅有2-3倍·實施省份相對較少一國外的峰谷電價比一般為5-8倍，最高的可達到9-10倍·可中斷負荷補償標準太過籠統，沒有考慮到用戶的類型，無法對用戶產生有效的激勵重在采用市場價格手段之外的更為廣泛的一些措施；

沒有發展到運用市場價格去影響需求的時間和水平的階段2.3

我國需求響應實施現狀---存在的問題E分時由價可中斷負荷面臨問題新能源·規模：預計2020年達到1.5億kW·特性：具有波動

性和間歇性負莓·特性：95%以上的高峰負荷一年不

足100小時2.3

我國需求響應實施現狀---實施的必要性電力需求因此，我國實施DR是必要且緊迫的!

E·減少系統備用·促進新能源消納·節能減排，保護環境·避免高峰機組投入

·提高設備運行效率需求響應增

加

系

統備用增

加

高

峰機組解決措施要求解決解決要求需求分析9-·

濺國能耗較高，峰谷差大

。節能和削減潛力巨大·

電力節約是寶貴且經濟的資源·智能電網技術技術條件

·

有序用電經驗2.3

我國需求響應實施現狀---實施的可行性·分析不同DR項目，靜態和動態益本比均大于1效益分析·節能減排壓力·企業和公民需求響應意識增強E·

多種政策措施促進

需求響應工作的開展環境條件政策條件一、需求響應概述二、

需求響應國內外實施現狀四、

結語與展望E三、

需求響應技術通信層遠方通信技術

智能控制技術

計量技術3.1

需求響應技術框架·電力線帶寬·電力線通信·固定無線電頻率·公共網絡E需求響應自動

服務器·電網友好型設備·能量管理系統

·智能樓宇/家居·用電信息采集系統·智能電表·DRAS主

站·DRAS交互界面用電側電網側電力用戶發電公司

電力公司Appliances

PanesEnergyManogement■#Load

CenterPlug

in

HybnidElectric

Vehicles智能電表和電網友好型設備·電網友好型設備自動監控電網運行狀態，適時響應，

平衡供需關系·需求側設備可以替代部分旋轉備用，促進可再生能源的消納

E3.1

自動需求技術框架---電網友好型設備電網實時調度可再生能源SmartlightingDigital

MeterEner·PNNL在俄勒岡州和華盛頓州征集150戶住宅用戶，試用150臺需求響應型干衣機和50臺需求響應型熱水器·需求響應型干衣機：

1.自動在電價較低時段運行；2.

及時響應電網管理中心發出的功率運行指令，但在電熱元件停止加熱期間，為防止衣物起皺，干衣機仍會維持適宜

的轉速·需求響應型熱水器：當控制器注意到電網頻率下降到59.95Hz時，自動切斷電器中的加熱元件，調整兩分鐘·如果這一時間結束時，電網頻率仍不穩定，則元件保持斷電再達兩分鐘，如此直到最多持續十分鐘為止·

家電工作時間比原先稍長一些·每月電費支出明顯減少，如減少20%電費支出的3.1

自動需求技術框架---電網友好型設備用例響應方式E背景結果3.1

自動需求技術框架---需求響應自動服務器實時遙測輸入需求側響應資源參與客戶STATEGRIDELECTRICPOWERRESEARCHINSTITUTE遙測日志

行動定義

交易日志系統管理員資源存儲

資源調配操

作臺!

界

面操作員

系統管理客戶資料輸入(比如價格)后臺系統EAI

界面

行動管理

資源管理分析報告實時量測驗證工程商第三方需求側

響應服務供應商需求響應自動化系統客

戶客戶客戶管理電表數據管理結算第三方自動化

系統供應商第三方集成商行動管理員

客戶賬戶第三方需求側響應管理”第三方通知

語音或網頁費酬供電公司第三方

供應商行動操作員沒施自動化參與客戶行動管理資源通知設備管理參與客戶工程商客戶①

公用事業或者獨立系統操作員確定要

發送的DR事件和價格信號；②

DRAS|按操作員的操作，發出DR事件和

價格信號；③

DRAS客戶端以一分鐘的間隔頻率不斷

地從DRAS請求獲取最新的事件和價格

信息；④

在事件價格/模式的基