需求侧响应的实施障碍

曾 鸣，王冬容，陈 贞

（华北电力大学，北京 102206）

虽然需求侧响应的基本理念已经得到广泛接受和认同，技术上已经不存在任何制约性障碍，许多国家从能源战略角度也已经普遍将需求侧响应资源置于了与供应侧资源同等甚至优先的位置。但这几年OECD国家需求侧响应项目的开展仍然没能达到应有的水平，引起业界广泛的反思。本文将目前普遍存在的障碍因素归纳为4类，即理论研究仍不充分，认识不统一；管制政策障碍大量存在，激励仍显不足；项目设计存在缺陷，配套措施不力；技术规格统一仍遥遥无期。

1 相关理论研究有待深入

目前对需求侧响应的理论与实证研究远未达到成熟的阶段，许多的认识还较模糊，理念还未统一，许多事项都还在争议之中，许多已实施的做法也还在被质疑和反对之中，从而制约了需求侧响应的大规模推广。

1.1 对负荷削减的计算

对激励性需求响应项目中的需求削减量进行计量和确认，事实证明是非常困难和富有争议的，尤其是需求侧投标、紧急需求响应和容量项目等，其中最具争议的就是对用户基本负荷曲线的确认。现在各个供电公司和系统运营机构都有各自的方式方法来进行基线负荷的确认，有些是事前确认，有些是事后确认，有些采用历史值，有些采用申报值，有些是以特定日期组合的负荷平均值，有些采用在紧靠需求响应事件发生的前后取平均值。这些方法中存在的最大问题就在于可能有博弈存在，消费者可能按照其生产经营计划恰好需要削减或停用一段时间，这时候他可以投标过来宣称有多少负荷削减。要最终解决这个问题，可能需要实时计量和用户用电权相结合，以用电权额度的转让形式代替事后估算的负荷削减。对于可中断和可削减负荷电价项目而言，这个问题就不那么突出，因为这类项目规定的是用户接到通知后，应削减的负荷量或者不能超过的负荷水平，无须确定一个基数。

1.2 成本有效性评价

对需求侧响应项目进行合理的成本有效性评价，有助于各个利益相关方对需求响应统一认识，提升支持力度。但目前尚没有一个既定的方法和公认的程序来确定项目的成本有效性，当前的一些测算模型都是基于传统的垂直垄断一体化公司的能效和负荷管理行为的评估，主要是基于需求响应所产生的等效可免发电容量来测算，而不是进行一个综合评估。考虑到现在电力工业结构的改变和组织市场的建立，其他的一些成本效益，尤其是对于需求侧响应为市场稳定性和系统可靠性方面的巨大效益没能涵括进来；以及对顾客的、对环境的、对社会的、对风险管理的以及其他一些的机会成本和效益都需要有一个更新的理解和涵括。另外在评估的方法上也没有能够统一，1.1节中所述的对于激励型需求侧响应所产生负荷削减量的计算方法未能统一，也直接影响经济评价；同时，目前对价格型需求侧响应，对负荷形状、负荷增长和资源需求的影响的研究还很欠缺。

对于先进计量的成本效益分析面临同样的情况，除了前面所分析的需求响应项目所带来的成本效益，先进计量系统还对配电系统运营效率产生效益，包括远方控制所节约的运行和检修成本以及减少抄表误差所带来的效益等，如果将这些因素都考虑齐全，将会使得先进计量系统的投资回收周期大为缩短。

1.3 激励支付与交叉补贴

由于激励型需求侧响应项目对于系统运营机构和供电公司而言，比价格型需求侧响应项目更具主动性和可观可控性，所以在实践中更受他们的青睐。但理论界越来越多的人认为，激励型需求响应项目中对于负荷削减的激励支付很容易成为一种交叉补贴，他们认为，诱导需求响应的最佳形式应该就是用电价格本身，任何给负荷削减的支付都不应该超过批发价格与该消费者如果没有削减应负担的零售价格之间的差额，否则就是一种交叉补贴，是从税收或其他消费者处转移来的非市场支付。对于这一问题研究的继续深入和理念的逐步统一将直接影响今后需求侧响应项目的方向。

2 管制障碍

虽然在方向上各国政策和管制机构都认可对需求侧响应项目的支持，但现行的许多管制政策仍然客观上构成各种障碍。

2.1 零售定价和批发市场的脱节

需求侧响应的最大障碍是固定的零售电价和波动的批发价格之间的分离。虽然动态零售电价所能产生的巨大效益已在理论上和大量实验性项目上得到充分证实，但世界上大部分国家和地区的零售电价还是更大程度的基于固定的结构和数值。即使开放了零售选择，也基本上都保留了历史上的不波动的价格或电价结构作为“默认电价”（default rate）。随着消费者和政策管制机构对动态电价的疑虑的消除，某种形式的动态电价成为大多数用户的默认电价基础将成为可能，而先进计量系统成本的进一步降低也将加快这一进程。

2.2 供电公司的激励缺乏

这是一个长期以来一直存在的问题，尤其是对于激励性需求响应项目和能源效率项目。由于一般大用户的电费都是同时基于电量和最大需量的两部制价格，所以激励性需求响应显然会同时降低这两项收入。消除这一障碍的主要途径有三［1］：一是将利润与销售量脱钩的政策；二是给予电力公司回收执行需求侧响应项目成本的政策；三是采用基于绩效的激励性管制机制，将需求侧响应绩效作为整体绩效的重要组成部分，基于高峰负荷或用电量的减少，或者是注册用户的增加量给予奖励，且这些回报比普通投资收益更高，还可以采用由电力公司与用户或第三方共同分享由需求侧响应项目带来的购电成本节约等激励机制。

2.3 电力工业重组的负面影响

电力工业重组在2个方面影响供电公司推行需求响应项目并获得其实施效益。第一方面，对于那些已经将其发电资产剥离了的电力公司而言，运营激励性需求响应项目的效益中其能得到的部分显得太少。实际上，需求响应项目最大的效益就在于对发输配电设施的可免成本，而对于没有了发电资产的电力公司，其可免成本部分仅含输配电设施部分，而不是如以前那样可以得到效益的大头即可免发电成本及高峰期进口电力成本；也就是说，供电公司作为项目运营者无法内化项目的大部分效益，大部分效益被作为外部效益被全体消费者（无论参加的还是未参加的）和其他的第三方所获得。第二方面，在一些地区，譬如美国德州，在改革重组后，需求响应服务项目已被视为竞争性项目而不允许配电公司提供。由于改革都还在进行之中，当前出现的问题主要还是一个过渡期的问题。从长远来看，改革应处理好成果和效益的分担分享问题，应最终做到能鼓励电力零售公司的竞争和创新，其中包括需求响应项目和动态电价项目的实施和创新。

2.4 支持技术的成本回收和激励

没有能够进行必要的计量、比较、补偿的技术和设施，消费者就无法对价格、激励和系统运营机构的指令做出合适的响应。但这些设施的建设和升级往往又需要有一个整体性的统一行动，这就导致系统升级的成本和投资需求特别巨大。如果不能有明显的回收机制，供电公司很难愿意去进行大规模投资，而且在行业重组改革还面临诸多不确定因素的情况下，这些投资还很容易沦为搁浅成本。为了激励更大范围的投资，应该通过电价机制回收至少一部分成本，且成本回报率至少应与发电和输电资产相当。但这种基于电价回收部分成本难免会造成电价推高，这就需要管制机构做一个综合的包含外部效益和全部成本的分析了。先进计量系统的成本回收还存在一个障碍即其折旧期限与技术或系统的生命周期可能会不对等，折旧期过长或实际寿命周期过短或技术很快过时，都会导致投资回收困难，适当允许加速折旧则可以消除这一障碍。总的来说，在先进计量系统造价成本越来越低，其功能越来越强大，所能提供的效益越来越多时，则其投资障碍会越来越小；但技术的提升和造价的降低需要在大规模的市场中获得，这往往需要国家层面的政策支持来得以解决。

2.5 第三方提供需求响应的障碍

批发市场的发展为专职提供需求侧响应的第三方的发展提供了很好的契机，尤其在一个大的区域批发市场，系统运营机构更需要有第三方来集成跨地区的需求响应资源，因为这些资源往往分布在多个供电公司营业区域内，而且有些大型的连锁用户，需要和一个中介打交道，委托第三方来统一运作其需求响应资源。但是管制规则的频繁变更以及某些需求响应项目的衰退，又为其发展制造了障碍。许多的第三方采用各种风险和利润分担方式与供电公司合作，但是他们对用户侧的需求响应能力和效果往往又得不到完全信息，所以他们往往承担了许多在需求响应支持技术之外的风险，这更加需要为他们扫除管制上的障碍，保证一个较长时间管制的稳定，为他们签订长期的合同以及获得长期的融资创造条件。

2.6 一些零售和批发规则对需求侧响应存在障碍

在一些批发和零售市场的规则设计上也存在一些对需求响应的障碍，包括在电力改革重组中的一些规定影响的市场规则，以及市场的结算和支付程序，另外市场规则的频繁变更也严重影响需求侧响应项目的实施。譬如美国德州规定电力零售公司必须限定与一家计划协调机构（qualifying scheduling entity，QSE）挂钩并与之结算，这一要求给做消费者负荷削减集成的第三方制造了麻烦，他们必须与多个零售公司去签合同，与多个QSE去结算。另外在结算支付程序方面也存在一些问题［2］，批发市场正常的结算程序在实时和日前市场关闭60天到90天之后才能结算，这么长的结算周期给那些第三方机构造成了财务上的压力。同时由于第三方机构无法自己得到用户的电表数据，他们要向批发市场提交负荷削减数据必须要等到供电公司的数据收集和确认工作完成之后，这进一步延长了他们的结算周期。

3 项目设计和配套措施

用户的惰性和惯性使得项目设计的简便易接受性以及用户教育显得尤为重要。对于大多数的用户尤其是居民用户，如果项目设计得太过复杂，导致他们还要花很大功夫才能理解和执行，那么他们就会对项目产生抵触。所以恰当地设计项目，加上广泛的用户教育和培训，以及在大用户中推行示范项目，让用户实实在在感受到参与的成本和效益，是至关重要的。

3.1 动态电价机制要做到简单公平且多样性

简单和公平是动态电价项目2个关键成功法则。只要消费者相信供电公司制定的电价是公平的，且反映竞争性批发市场的实际情况，那么他们就会接受基于批发市场的实时电价。这一点也和顾客满意度调查结果所反映的情况相一致。消费者能获得价格信息的渠道越畅通，他们的响应性就越好，满意度也越高。无论是在已经改革的区域，还是没有改革的传统区域，都可以通过各种途径，包括免费电话、传呼、手机信息、互联网等向用户发送实时电价信息，这些手段的采用都可以大大提升动态电价项目的成功概率，用户可编程可通信的智能型用电设备的推广也可以大大提升用户的响应能力，提升动态电价项目的成功概率。同时，不同行业的用户用电特性有很大不同，所以政策制定者需要设计出一个动态电价的产品组合，使得不同用户可以选择不同的激励机制，提供不同的响应资源。

3.2 价格项目的强制性参与和自愿参与

经验显示，如果动态电价项目是自愿性的，那么用户的参与程度和总负荷削减量都不会太高［3］。自愿性的动态电价项目容易使用户产生一个“自我选择”（self selection）问题：那些本来在高峰期用电量就不高的用户会选择参加，而那些高峰电量高同时又不愿意调整用电的用户就会选择不参加。这样就起不到转移高峰负荷的效果。而且，由于绝大多数自愿性动态电价项目都设计为供电公司维持收入中性的机制，这样的话，由于参与用户都是自我选择有利于自身的，这就必然导致供电公司会出现收入损失，从而挫伤了供电公司的积极性。当然，站在用户的角度，用户还是倾向于自愿性项目，有自由进入和退出的选择权；但用户们对那些设计良好且简单，并认为公平的项目反响始终是很强烈的，他们愿意留在项目中，感受到自己所能获得的对自己电费和用电进行管理和控制，以及用电成本节约的成就感。从美国加州的经验来看，用户们尤其欢迎动态电价项目和向用户提供自动控制及可编程管理技术相结合的项目。

3.3 市场尽量透明数据尽量可得

如果能让用户方便而及时地看到他们自身的计量数据，甚至是系统的一些负荷数据，以及他们的响应行为后这些数据的实时结果，那显然会对用户的响应积极性有极大的影响。先进计量系统本来应该具有这方面的功能，但现在的一些政策似乎没有发挥好这方面的用途，消费者现在可以看到自己的计量数据但总是有一些滞后。同时，这些数据还应该让第三方集成机构也要能够实时看到，从而消除如2.6节中所述的结算周期障碍。

4 技术规格的统一

先进计量系统和智能控制系统的规格目前都没能统一：包括先进计量系统（AMI）应具有哪些功能；每项功能的标准；智能型用电设备如何获得各项用电信息；是通过先进计量系统专用网络来提供，还是通过其他公共网络来提供。如果通过先进计量系统专用网络，是由计量终端统一接收再统一管理本用户的各个智能用电设备，还是由各个智能用电设备直接从先进计量系统的数据收集器譬如信号塔接收信号。

现在已有一些地区采用AMI系统之外的网络，譬如寻呼系统和调频无线电等，来执行与智能恒温器及其他负荷控制装置之间的通信。加州能源委员会正在考虑提议修改建筑节能标准，其中一项提议就是要求推广智能恒温器，并采用调频无线电信号对其单向通信。但加州的三大IOUs对此持反对态度，他们希望在自己的AMI系统建成之后，由自己的AMI系统来发布控制信号。在其他区域也有类似的讨论，但总的来说，现在行业中没有能够就如何将智能用电设备以及专用的负控设备进行整合实现统一的标准。

向居民和商业用户等提供及时、有用的信息对于帮助用户对基于时间的电价合适响应，以及帮助他们合理管理自己的用电成本都非常重要；但是，目前，采用何种平台来提供这些信息，提供哪些信息，以及用户如何使用这些信息等都有待研究确定。信息的提供应更多的是从用户的立场而不是从供电公司的立场考虑。如果用户能够及时地得到价格与时间的信息，理解价格与时间之间的联动变化，能方便地得到其电费信息，并能方便地进行电费管理，那么就可以说明这些信息的提供是有效的。站在用户的立场，需求响应项目只有能为他们带来电费节省或者有机会带来电费节省，才是成功的需求响应项目。

5 结论

虽然需求侧响应项目在我国尚未大规模引入，但应早进行相关理论研究，适时开展试验性项目，逐步打破完全固化的上网电价和销售电价，增加其弹性和灵活性，并实施二者的联动；在批发市场建立之初即充分重视需求侧的引入，消除管制和规则上的障碍等措施。同时，应将以先进计量技术和智能用电技术为重要内容的智能电网提升到国家战略层面，以国家政策推动技术规格的统一和相关产业的发展；以两网改造的模式推动先进计量系统在全国的推广部署，将使我国可能在新一轮技术和经济浪潮中获得超越欧美国家的先行优势。

［1］Hope Robertson.Focusing on the Demand Side of the Power Equation：Implications and Opportunities，Cambridge Energy Research Associates［EB/OL］.（2006-05-18）［2009-12-21］.http://www.cera.com/aspx/cda/dient/report/reportpreview.aspx？CID=8115&KID-9.

［2］Bernie Neenan，Richard N Boisvert，Peter A Cappers.What Makes a Customer Price Responsive?［J］.The Electricity Journal，2002，15（3）：52-59.

［3］Goldman C，Hopper O，Sezgen M，et al.Does Real-Time Pricing Deliver Demand Response？A case study of Niagara Mohawk’s large customer RTP tariff［EB/OL］.（2004-06-30）［2009-12-21］.http://eetd.lbl.gov/ea/EMS/reports/54974.pdf.