智能电网建设中加强电力需求侧管理研究

摘要：随着智能电网建设速度的加快，智能需求侧管理系统作为智能电网中合理供配电的重要决策系统，已经成为许多电力营销研究的一个重要课题。在分析了智能电网需求侧管理系统现状后，对实际运行中电力需求侧管理存在的一些问题和不足进行了探讨，并结合自己多年的工作经验，提出了相应的改进措施，完善智能电网电力需求侧管理系统的综合功能，有效保障社会、电力公司和用户的经济效益。

关键词：智能电网；电力需求侧；管理系统

作者简介：林晓明（1974-），男，河北文安人，上海理工大学管理学院硕士研究生。（上海 200031）肖勇（1978-），男，江西万安人，上海电力学院成教学院培训科科长，讲师。（上海 200090）

中图分类号：F407.61     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2011）30-0046-03

20世纪80年代，美国首先提出了由用户积极参与，合理分配利用电力资源的系统工程-电力需求侧管理（DSM）。DSM是实际过程中通过各种优化手段改变电力系统中的供需模式，在保持电能综合服务水平的前提下，采取合理的分配、调控方式降低电能的总消费量及负荷水平，从而达到合理分配电能、改善负荷曲线、提高供电效率和水平、推进可持续经济、能源、环境等因素协调发展的目的。由于我国在电力需求侧管理方面的研究起步较晚，存在不能对用户实时电能需求信息进行全面监控调度；不具备根据用户的类型实行分时段供电和分时段计价的综合调度功能；没有供用户选择的多能源结构，也就是不能完好体现电力需求侧管理系统的功能，制约了智能电网发展等不足。[1]因此，对目前我国电网中电力需求侧管理系统的现状进行分析总结，进一步完善和实现电力需求侧管理系统的智能功能，对推动智能电网建设具有较大工程实际意义。

从国家宏观政策背景（节约型社会、能源问题、污染问题、循环经济等）上都能看到实施电力需求侧管理是贴切地符合要求的。因此电力需求侧管理（DSM）是世界公认的缓解电力缺口最有效的方法之一，被称为除水电、火电、核电和可再生能源之外的“第五电力能源”。

在电力供应侧无法妥善应对电力需求时，需求侧管理便成了唯一可以缓解电力供需矛盾的办法。对于电力需求侧管理的提出是实现重大转变供电侧——需求侧的转移，从传统上解决缺电问题总是单纯地通过就不断地建造或扩建电厂、同时加大投入扩容电网等供应侧的相对简单的手段来实现重大转变。同时从国家宏观政策导向上如节约型社会、能源问题、污染问题、循环经济等上都能看到实施电力需求侧管理是贴切地符合要求的。因此，上海实施电力需求侧管理是在满足同样电力需求下减少投资，节省燃料和资源，减少污染多方共赢的选择。但是，这些仅仅体现了国家和社会效益，如何激发市民动力去做，而在做的过程中，如何提升做得效果，取决于政策的选择和措施作用的发挥。

一、我国电力需求侧管理的现状

电力需求侧管理是一个集分配、调度为一体的系统工程，需要电力用户积极参与。为了提高电力需求侧管理水平，通常可以采取改变电力用户用电方式和提高供配电系统的电能使用效率，尤其是用电终端的使用效率的技术手段。我国在电力需求侧管理方面的研究起步较晚，但在二十年的发展过程中，也取得了较多的成果，对工业或商业用电等大电能消耗的用户采取分时供电、分时计价的方式，从而实现电力负荷削峰填谷的作用，保障大发电机组处于高效经济的运行工况。但所采取的方式多是由电力公司调度人员根据历史运行情况直接控制客户终端的供电方式，电力用户没有主动参与，所获得的成果只能在政策管理性方面起到优化作用，而对于需要用户积极参与的优化电能结构、完善供配电方式、提高终端用电效率等电力需求侧的基本功能优化方面还有很多不足。[2]

由于电力需求侧负荷类型和容量的变化、需求侧管理技术功能的不完善等因素造成电网需求侧调度很难实现供需平衡、节能、安全等功能，出现电能损耗加大、单位电能生产成本大的不利现象。据不完全统计，2008年我国全社会用电量约为34268亿kW.h，在系统输电、供配电和用户终端能源损耗就高达9%。对于超超临界发电机组而言，其理论热效率高达45%，单位电能煤耗约为288.5g/kW.h，而在实际运行过程中，其平均单位电能煤耗约为339.7/kW.h，即每生产一度电能就要多消耗50g电煤，也就是说我国电网需求侧管理具有较大的节能前景。因此，采取合理的优化方式，调整我国电力需求侧基本功能和结构，可以大大提高电网的供配电能力、达到节能降耗，推动智能电网的建设。

二、电力求侧管理实施过程中的主要问题

从上面分析我们看出，我们电网需求侧管理还有很多不足，具有较大的优化前景。笔者结合自己多年的电力营销及需求侧管理的经验，认为目前电力需求侧管理在实施过程中存在的主要问题主要包括以下两方面的内容。

1.对电力需求侧管理的认识和保障不足

电力需求侧管理工作的最终目的是提高客户用电终端的用电效率，但是在需求侧管理模式的设计过程中必须由用户积极参与，对需求侧供电方式和结构进行探讨。由于我国电力需求侧管理是在用电严重缺乏过程中形成的，是为了满足短期用户电能需求的目的，通过调度人员单纯依靠行政措施形成的错峰、避峰管理模式。没有从电力需求侧管理的基本组成进行分析探讨，从而对电力需求侧管理的真正结构和实际意义没有进行充分分析探讨。同时，电力需求侧管理缺乏一些必要的法律保护措施。电力需求侧管理是一个社会行为，不仅是电力公司自己优化经济效益的一种手段，同时也是电能用户经济效益、区域经济发展的重要影响因素，因此，需要政府和电能用户的积极参与。通过政府的主导作用，在相关法律法规的支持保障下，由电力公司和电能用户的积极策划，形成高效的需求侧管理系统。同时，电力需求侧管理是一项巨大的工程项目，包含大量的调研、统计、规划等工作，而且整个项目研究的启功资金非常大且需要一次性投入，因此需要国家建立稳定的专项研究资金，在电力公司和电能用户的积极参与下，推动电力需求侧管理系统进入进一步完善研究阶段。

2.电价结构不合理

合理分配利用电力资源是电力需求侧管理的核心步骤，实施峰谷分时电价是最为直接和经济的一种技术手段。但由于电力需求侧管理的不完善，目前在執行峰谷分时电价模式上还有很多问题。第一，一些区域计费系统水平的不高，严重制约分时段电价措施的推广；第二，峰谷电价差距不足，通常峰电价只为谷电价的2～3倍，对用电客户移峰填谷的激励效果不明显；第三，节能意识浅薄，电能用户对整个供配电系统以及电能资源存储困难的不理解，只是根据自我方便进行电能消费，从而造成峰谷电能负荷相差较远。[3]因此，为了提高电力资源的综合使用率，可以采取峰谷分时电价和季节性电价的措施，并且可以根据电能负荷类型的不同将峰谷价之比拉大到8～10倍，这样对于电能消耗巨大的用户就有很大的激励作用，从用电经济性方面有效调动用户的积极性。较大差距的峰谷分时电价和季节性电价对保障供电可靠性、抑制高峰负荷、缓解季节性电能供需矛盾方面有很大作用，同时对调动用户参与电力需求侧管理的积极性方面有很大的推动作用。因此，需要建立科学合理的综合电价措施和系统，推动智能电网的建设。

三、智能电网建设推进中完善电力需求侧管理

温家宝总理在政府工作报告中指出：“加强智能电网建设”。并把智能电网建设作为转变电力发展方式，实现能源和电力工业科学发展的必由之路的重大举措。普遍认为：“智能电网”建设是发展低碳经济，促进节能减排，应对气候变化的必然选择。一定要建立起“坚强可靠、经济高效、清洁环保、透明开放、友好互动”的智能电网为核心的高效能源体系。美国总统奥巴马为振兴经济，从节能减排降低污染角度提出绿色能源环境气候一体化振兴经济计划，智能电网是其中的重要组成部分，再造美国电网系统，新能源产业革命（弥补虚拟经济过热，实体经济不足的缺陷）实现战略性转型石油依赖的替代。奥巴马政府已将智能电网提升为美国国家战略。欧洲各国也开展自己的智能电网建设探索，应对21世纪的各种挑战和机遇。

因此，在智能电网建设推进这一新形势、新背景、新目标下研究电力需求侧管理，具有十分重要的现实意义，着重对于电力需求侧管理理论在实践中的运用研究，具有积极的探索意义。

建立智能电力需求侧管理系统首先需要用户积极参与，保证系统建设功能需求与电能用户间有较好的信息交互、实施分时电价，通过相关监测系统对用户用电信息进行全面监控预测，达到合理分配、节能降耗的目的。[4]

1.加强电力公司与用户的实时互动

电力公司应向用户发布实时的分时段电价、实时负荷和实际供配电信息，让用户能够根据资金实际电能需求情况，参考供电信息选取符合自我需求的用电时段，从而以电价为激励因素，让用户积极参与选择实现电能供配的优化调度，实时控制负荷的峰谷量，减少系统的备用容量，提高大型发电机组的综合效率。

2.科学合理的电价体系

电价是用户积极性的基本激励措施，建立科学合理的电价体系，按照尖、峰、平、谷四时段形成供电能用户选择的综合性电价。并根据季节性负荷要求，制定一些节能降耗的电价奖励措施，减少不必要的电能浪费。科学合理的实时电价体系和信息，让用户有很大的选择权利，用户可以根据自我需求，选择高效的用电方式，积极调动用户参与电能分配调度中，实现负荷移峰填谷的功能。[5]

3.加强用电负荷监控系統建设

用电负荷的实时监控是智能电力需求侧管理系统建设的基本保障。在系统建设过程中，对用电终端的计量系统提出了更高的要求，要求计量系统必须具备与需求侧管理系统实时电能负荷需求通信的功能，并通过相应的监测仪器，获得动态的电网参数和负荷量，便于系统进行短期负荷预测，实现实时动态电能调度的目的，提高系统供电可靠性。

4.智能电网建设全面推进需求侧管理水平

智能电网（Smart Grid），就是综合运用最新的信息技术、通讯、传感测量技术、计算机与控制技术和现代管理技术对原有的物理电网（输、配电基础设施）进行更新改造，全面提升电力系统的“清洁、安全、自愈、经济、优质、互动”水平，使之成为具有“资源节约型、环境友好型、服务创新型、运营智能化”特征的新一代电网。

智能电网建设是有效提高需求侧管理水平。智能电网通过分时定价等激励机制的实施和智能电表等工具的应用，实现供电企业与用户之间的充分互动，使用户根据负荷情况自主作出响应，把高峰时段的部分电力需求转移到非高峰时段；还可通过电力存储技术的推广，如电动汽车、油气混合动力车等，提高低谷时段电能、特别是可再生能源的利用效率。智能用电互动借助双向供电技术，实现用户和电网的双向互动营销，提升电网的增值服务空间，最大限度满足用户的多元化需求与选择，不仅省钱，而且舒适和方便。从而搭建起用户和电网之间的沟通桥梁。开放零售电力市场和开发高透明度的用户界面，以促使电力公司与用户友好合作，实现双赢。消减峰荷和获得更具弹性的负荷需求响应，提高现实电网的利用率，支持电网安全运行。

四、创新与完善电力需求侧管理政策建议

在智能电网建设带来技术支持的同时，需求侧管理的重心、内容、指导思想的变化，从节电、限电到节电不限电、合理用电、服务用电上，通过技术、标准、市场引导、市场管理才是DSM的真实内涵，实现限电到有序用电的转变。

1.建议探索建立与智能电网相适应的实时电价体系

主动分析积极适应智能电网建设等新技术，进一步设计和实施新型实时电价体系。在将来智能电力网下，利用自动化仪表和双向能耗数据实现电力系统的功率分配来提高效率和可靠性。在新的电力服务体系中，将来的电表不只是达到了自动的读取，是单方面的交流，而是双方的、互动的交流，电力供应机构能精确地知道用户的用电规律，从而对需求和供应有一个更好的平衡，配备设计和实施新型实时电价体系。同时，用户也就有动力、有可能性来实时的调整自我用电计划。比如说，在电力供应的高峰期或是需求超过供给的时候，根据实时电力体系的客户用电量提高价格。这个时候，聪明的用户选择错开用电高峰时段。

2.创新率先提出建立双向阶梯递变的电价体系促进新能源产业发展

当前新能源的利用在能源总利用中所占的比例虽然较小，但国家高度重视加强新能源的开发利用，新能源发展步伐不断加快，智能电网建设也使得新能源接入变得可能。因而，要进一步促进广大用电户对风力发电、太阳能发电等低碳新能源的支持，在理念促进认识其重要性，在价格体系上开拓进取积极改革，探索建立新能源发电上网电价侧阶梯递增，随着新能源发电量的增加加大售电收入递增的幅度，从而有效加大力度促进新能源产业更快发展；同时建立新能源发电消费电价侧阶梯递减体系，用户消费越多用电成本增加幅度相对减少，从而鼓励广大用户更多选择消费绿色电力。使得经济发展更绿色而环保，促进减少一次能源特别是煤炭的利用比例，扩大新能源利用的比例，形成一个能源多元化利用的新格局，同时对能源的安全供应与使用、节能减排也起到了积极作用。

3.有针对提出相关主要观点、政策建议与对策研究

（1）建立需求侧管理成本补偿机制和激励机制。研究建立与智能电网发展相适应的新能源用电需求侧专项管理资金，弥补电网企业开展电力需求侧管理的成本，力求打破电网企业追逐售电利益，改革考核体系，加大激励电网企业为主导力量深入开展电力需求侧管理。

（2）完善分布式能源接入管理政策。积极推动建立智能电网与分布式能源统一规划、统一审批、协调发展的新机制，以及分布式电源的市场准入机制、退出及停止运行的边界条件，促进分布式能源健康有序发展。

（3）探索金融产品与电力营销服务深度融合政策。研究金融产品与营销服务深度融合的相关市场政策，推进对客户用电资产信息、信用信息、用电信息等资源的有效利用，创新金融产品的开发与营销。

（4）绿色电力申请认购交易机制。绿色电力申请认购交易机制应包括全国核销机制，用于解决绿色能源区域不平衡性；建立认购平台，客户可自主选择通过该平台进行认购和结算。

（5）着力重点研究电价价格政策的调整与跟进。

1）阶梯电价。借鉴和设计符合阶梯式峰谷电价体系，应在进一步充分调研、酝酿和论证基础上合理设计起始分段电量、分段间隔量、分档级数、价格级差、有效计量等阶梯式电价体系重要考虑要素，居民阶梯电价的电量分档及电价标准是随居民收入状况、用电水平、节能目标等因素而相应动态调整。

2）绿色电价。随着小水电、太阳能、风能、生物质能、海洋能和地热能等可再生能源的快速发展，绿色电力占终端能源市场比例将稳步提高，建议超前研究绿色电价政策支撑，推动可再生能源健康发展。

3）输配电价。建议加强输配电价政策研究，明确相关定价原则和方法，满足实现多边市场交易需求，促进智能电网良性发展。

4）可中断负荷电价。建议推动出台可中断负荷电价，引导客户参与电网调峰，降低电网高峰负荷，在不增加发电能力的同时，减少电网投资，提升电网供电能力。

5）可靠性电价。电能可靠性随着智能电网分阶段建设及电力市场逐步完善，成为电力市场上交易衍生品，建议深入研究可靠性电价，弥补电网企业高可靠性供电成本。

6）弹性电价。当前的峰谷电价政策不能精确反映各时段负荷及供电成本的日变化，指令性电价政策对智能用电服务未来发展构成制约。建议推动反映不同时段供用电成本的弹性电价政策。

五、结束语

电力需求侧管理系统的建设是一个庞大复杂的系统工程，不仅涉及到电力公司和电力用户经济效益，同时还涉及社会的经济发展。通过建立合理的管理体制、科学的电价体系、以及自动化水平较高的综合监控系统可以完善我国现有的需求侧管理系统，到达负荷移峰填谷、节能降耗的目的，促进智能电力需求侧系统的建设和电力资源的可持续发展。

参考文献：

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（责任编辑：刘丽娜）