对新能源为主体电力系统中需求侧资源利用的思考

一、背景

2021年3月，中央财经委员会第九次会议提出，构建以新能源为主体的新型电力系统。新型电力系统中电源结构、用电结构和系统生态将发生深刻变化,仅依靠电源侧的调节能力已经难以保障新型电力系统的电力可靠供应和**稳定运行，并且成本高昂。相比之下，需求侧的解决方案则通常规模较小，且选择更加多元化，推动电力系统由“源随荷动”向“源荷互动”转变，充分发挥需求侧资源在以新能源为主体的新型电力系统中的作用十分迫切和必要。我国工业企业、商业建筑等用电负荷中蕴藏了巨大的可调节资源，但目前对需求侧资源调节能力挖掘不足，受到了市场、政策、技术等多方面的约束，难以形成稳定的负荷与电网协调互动能力，在新型电力系统中的作用发挥十分有限。

本文结合新型电力系统面临的电力**可靠经济供应新形势，研究了需求侧资源利用关键技术。首先阐述了新型电力系统面临的电力**可靠经济供应新形势，其次研究分析了国内外需求侧资源利用实践，在此基础上，提出了面向新型电力系统的需求侧资源利用关键技术，并从资源开发重点、运行管理、市场机制、政策措施、商业模式5个方面对我国需求侧资源利用进行了展望。

二、需求侧资源利用面临的新形势

较传统电力系统，新型电力系统在电源结构、用电结构和系统生态方面呈现新变化。一是电力系统将面临新的电力电量平衡难题，保供应压力加大。季节上的大风期和冬夏用电高峰期不一致，夏冬季高负荷期，新能源近六成的时间处于装机容量的15%以下；从日内电力供应看，极热无风、晚峰无光，发电能力与实际用电需求不匹配，晚峰时段新能源七成的时间处于装机容量的15%以下。二是电力系统**稳定运行风险增加，保**难度加大。新能源设备具有低抗扰性和弱支撑性，系统故障和极端情景下将严重冲击电力系统**。三是新能源跨越式发展情况下，将新能源利用率保持在较高水平难度加大。实现新能源高效利用面临系统成本大幅上涨压力。初步研究显示，新能源电量渗透率超过15%后，系统成本进入快速增长临界点。面向我国未来以新能源为主体的新型电力系统，需求侧资源的主要作用可分为三类：**类是保供应。即保障电力可靠供应，在新的电源结构和用电结构形势下，支撑电力供需平衡。**类是保**。即保障电网**稳定运行，在电网紧急情况下，作为常态化可调度资源。第三类是以*低的成本实现新能源高效利用。即需求侧资源与发电侧资源、电网侧资源、储能等协同利用，以*经济的方式实现电力**可靠供应与新能源高效利用。

三、国内外需求侧资源利用的实践

国外：得益于较为成熟的政策法规和市场环境，在需求侧资源利用方面积累了丰富经验。应用场景上，广泛应用于提升系统经济性、**性、可靠供电以及节能增效。激励机制上，建立了“尖峰电价+中断补偿”的激励机制。市场建设上，建立了较为完备的需求侧资源参与各类细分市场的规则和交易机制。商业模式上，形成了集需求响应、能效管理、能源交易和数据增值服务的多元化商业模式。重点技术上，推动分布式电源、储能等需求侧资源进入市场，**应用蜂窝技术、物联网等新兴技术。国内：需求侧资源利用以需求响应优先、有序用电保底。应用场景上，形成了削峰、填谷、精准实时负荷控制三种具体实施方式。激励机制上，建立针对工业用户的尖峰电价机制，利用提价收入建立资金池，用于需求响应补贴及相关平台系统建设。市场建设上，建立需求响应补贴和市场“双重”机制。商业模式上，多由电网公司组织，用户独立参与。在技术方面，积极开展多类型用户的负荷柔性控制改造及智能终端部署，研发各类可调节智能终端和负荷集控系统。

四、面向新型电力系统的需求侧资源利用关键技术

4.1 研究现状

4.2 未来关键技术探讨

1）考虑需求侧资源利用的新型电力系统**防御及韧性提升技术研究需求侧资源与源、储等资源的系统运行控制，提出综合考虑源网荷储各类资源的电力系统**防御设防标准和韧性提升方法。2）源网荷储一体化分层协同调度技术包括大规模源网荷储多维度协调优化控制方法、大规模可中断负荷精准控制技术、基于多**约束的大规模精准负荷恢复技术、负荷优化控制技术、调度营销一体化控制技术等。3）新型电力系统源网荷储协同规划技术研究满足源网荷储协同发展的规划方法及全环节成本综合效益评估技术，研究在极端气候条件下源网荷储协同保障供能**的可靠性评估技术。4）面向海量通信节点的需求侧资源互动通信技术建立电网与需求侧资源统一的互操作协议。高度重视网络**问题，做到隔离、认证等多重防护。

五、面向新型电力系统的需求侧资源利用展望

“十四五”期间需求侧资源的利用需要明确三大原则：一是承担“共同但有区别”的系统责任。二是结合系统需求，因地制宜开展。三是政策引导，市场主导。结合我国电力体制特点，从需求侧资源的利用场景出发，分别从资源开发重点、运行管理、市场机制、政策措施以及商业模式五个方面对我国需求侧资源的利用架构进行设计，如表1所示。

表1  新能源为主体的电力系统需求侧资源利用体系架构

六、结论与展望

为应对以新能源为主体的新型电力系统在电力供应、**稳定经济运行等方面的新挑战，必须将需求侧资源充分调动起来，从技术、运行管理、市场、政策等方面协同发力，推动电力系统由“源随荷动”向“源荷互动”转变，实现需求响应在新型电力系统中的大规模应用。面对即将开局的“十四五”时期乃至中远期，如何在电力系统规划以及运行管理中充分考虑需求侧资源，将是未来以新能源为主体的新型电力系统实现**、可靠、经济、低碳电力供应的一个重要考量，对实现我国能源革.命.与能源高质量发展具有重大意义。