2020年末，受經濟快速恢復、極寒天氣、供應能力受限等多重因素疊加影響，湖南、江西等地出現高峰限電情況。時隔多年，“限電”一詞重回公眾視野，引發了社會的廣泛關注。電力需求側管理是緩解電力供需缺口的重要手段，在多地電力供需緊張的背景下，如何更好地發揮電力需求側管理的作用也成為重點之一。本文將以湖南為例，分析湖南“缺電”的原因及電力需求側管理可以發揮的作用，并對“十四五”電力需求側管理的發展提出相關建議。

湖南此次缺電主要是調峰能力不足

導致的“缺電力”

從需求側來看，近年來湖南用電量和更大負荷快速增長，2015~2020年年均用電量增速超過5%、更大負荷增速超過7.5%，增速居于全國前列。用電負荷結構呈現“第三產業、居民用電負荷占比高、采暖降溫負荷占比高”的“雙高”特點。2019年，湖南省第三產業和居民生活用電合計占比高達46.1%，高于全國平均水平15.5個百分點，采暖負荷占比超過40%，高于全國平均水平將近20個百分點。而第三產業和居民用電負荷高峰時段和電網高峰時段存在較大重合，即這種用電結構放大了天氣因素對用電負荷的影響，在極寒天氣時高峰時段負荷激增。

從供應側來看，湖南受其資源稟賦影響，水電裝機占比相對較高，火電裝機占比相對較低，且近年來由于火電利用小時數低等多方面原因，火電裝機容量持續降低，而風電等新能源裝機持續上升。截至2019年底，湖南省火電、水電、風電、太陽能發電裝機占總裝機的比重分別為48.8%、34.5%、9.1%、7.4%，其中火電、水電裝機占比分別居全國第26位、第7位，較低的火電裝機造成了湖南能提供穩定出力且可以調節的電源不足，即系統調峰能力嚴重不足。特別是冬季進入枯水期，水電出力嚴重受限進一步加劇了供應側的壓力。此外，受外受電通道能力限制，外來電不足，加之部分火電機組故障，多重因素疊加導致了電力供應的短缺。

值得注意的是，此次湖南缺電主要體現在尖峰負荷時段的電力供應不足，同時結合上述分析可以看出，與之前由于電力裝機容量不足導致的缺電不同，此次缺電體現的是電力供應的結構性矛盾，是由于系統有效容量和調峰能力不足造成的“缺電力不缺電量”問題，且這個問題伴隨著未來新能源裝機容量的提升將越發凸顯。

湖南的需求側管理主要以有序用電和能效提升為主，此次缺電，湖南省啟動了有序用電，積極應對用電需求高峰。有序用電在合理調整電力供需平衡，更好地優先保障民生、重點企業、重點行業、重點場所正常用電方面發揮了重要作用。但以行政手段為主的有序用電難以有效應對電網靈活性需求不斷提升的新問題。

需求側管理是應對當前電力供需矛盾的重要手段

進一步分析可知，湖南缺電的背后盡管有其本省電源和負荷的特殊性，但其面臨的卻是當前我國各地在能源電力清潔低碳轉型過程中的普遍問題。即：如何以更經濟、清潔、有效的手段滿足尖峰時段的電力電量平衡，保障電力系統安全穩定運行。當前由于用電結構變化等原因，電力負荷普遍呈現“雙峰”特征，即夏冬兩季用電高峰和日間早晚高峰，同時尖峰較之前更為陡峭。與之對應的，在綠色發展的背景下，發電側新增裝機以風電、光伏等清潔可再生能源為主，但在現有技術條件下，風電和光伏發電尚難以提供穩定且可調節的出力。供需雙側均對電力系統靈活調峰資源提出了更高要求，僅依賴火電等發電側資源顯然難以滿足發展要求。

電力需求側管理通過合理引導電力消費，可以有效降低高峰電力需求，多年來在緩解電力供需缺口方面發揮了重要作用。經過多年的實踐和發展，需求側資源已不止是一種電網應急資源，正逐步成為一種重要資源廣泛參與電網運行能量互動，實現供需雙側資源的協調優化，有力于實現節約用電、環保用電、綠色用電、智能用電、有序用電，有利于提升能源電力精細化管理水平和電網運行靈活性、促進清潔能源消納。

結合湖南的情況，需求側管理可以有效解決當前面臨的供需矛盾，具體體現在：需求側資源可以在電力需求高峰時增加調度資源，作為冬季枯水期水電出力削減的有力補充，降低對新增裝機容量的需求，并可提供調峰、調頻等輔助服務，靈活響應清潔能源出力變化，降低燃煤機組的調峰壓力，提升現有機組的利用小時數，促進清潔能源消納。但受制于電力市場化程度相對不足、運營機制不完善、資金來源和技術支撐有限等共性問題影響，湖南的需求側管理仍以行政手段為主，市場化的需求響應仍處于起步階段，用戶參與積極性有限，需求側資源的價值尚未得到充分的挖掘和利用。

近年來，我國的需求響應取得明顯的進展，多個省份結合電網運行特征和負荷特點開展了多種類型的需求響應，各省探索實踐各具特色。江蘇、上海、浙江等省份建立了需求響應的峰谷負荷雙向調控體系，為解決空調負荷快速增長，以及風電、太陽能發電等大規模并網帶來的電力供需平衡新問題提供了新的有效途徑。其中，江蘇需求響應側重通過精準負荷控制實現對大量工業負荷的精準管理。其響應方式分為約定需求響應和實時需求響應兩種。其中，具備負荷遠程直接控制條件的客戶可以參與實時需求響應，需自行調整用電負荷參與響應的用戶可以參與約定需求響應。2018年，江蘇省分別在春節和國慶期間實施了“填谷”需求響應，響應時段則針對電網負荷和新能源出力特點，集中在每天0時～8時和12時～20時（17時），兩次需求響應分別實現“填谷”負荷928萬千瓦、719萬千瓦，在保障電力供需的同時有效促進了新能源消納。上海則以大量商業寫字樓宇負荷為依托，探索通過虛擬電廠管理可調控負荷。上海在2018年8月臺風“溫比亞”影響期間實施了“削峰”需求響應，有效保障了電力供需平衡，此次需求響應的實施成為上海構建特大城市安全應急體系的重要內容。

整體來看，各試點省份主要以約定時間、約定容量的“削峰填谷”需求響應方式起步，隨著電力市場建設逐步探索電力需求響應的市場化交易機制。浙江、山東結合電力現貨市場建設考慮將電力需求響應資源納入電力現貨市場的交易范疇。湖南可借鑒試點省份的典型做法，先采用約定需求響應方式，以政府和電力公司為主導，邀請具備需求響應能力的電力用戶參與“削峰”和“填谷”需求響應，在約定時段進行約定響應量的負荷削減或提升，主要采用補償價格×補償系數×需求響應電量的經濟補償方式。

需求側資源將在“十四五”電力系統

發展規劃和調度運行中發揮重要作用

歐美在需求響應方面開展工作較早，積累了較為成熟的經驗。主要集中于消納可再生能源，改善供需平衡以及提升用戶用能經濟性等典型應用場景。其中，美國建立了固定費率補償與市場交易機制相結合的需求響應補貼機制，并且放寬準入門檻、加快多元響應主體尤其是中小用戶的培育；歐洲通過立法促進需求響應發展，明確為需求響應資源參與平衡市場和輔助服務提供公平環境，消費者可以單獨或者通過負荷聚合商參與市場交易；日本擁有先進的智能電網系統，并建立了動態電價政策，普遍實施的需求側響應措施主要為與工業大用戶簽訂負荷調整合同。我國需求響應在試點方面開展了大量工作，成效顯著。但是我國需求響應與美國、歐洲等和地區相比還存在較大差距，主要體現在市場機制建設、技術標準支撐、支撐資金等方面。因此，我國的需求響應開展要根據各省的特點，特別是市場機制建設情況，設計符合自身特點的需求響應模式。

近期，習近平主席提出我國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。到2030年，單位國內生產總值二氧化碳排放將比2005年下降65％以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25％左右，風電、太陽能發電總裝機容量將達到12億千瓦以上。“十四五”時期是實現碳達峰、深入推進能源電力綠色低碳轉型的關鍵期，我國的能源電力供需格局將發生深刻變化。“十四五”期間，我國新能源裝機和發電量占比仍將繼續提高，負荷尖峰化趨勢將越發顯著，部分區域在高峰時段電力供需平衡將面臨較大壓力，亟需充分發揮需求側資源在提升系統可靠性、促進可再生能源消納方面的作用。據測算，2025年我國需求響應規模有望達到7000萬千瓦，占更大負荷的4%左右。為此提出建議如下：

加快需求響應市場化機制建設和政策完善

配合市場改革進程探索需求響應新機制，將需求側資源納入能源系統規劃和運行，引導用戶積極參與能源市場互動，建立并完善電力供求平衡機制，推動需求側資源參與備用、調峰等輔助服務市場，完善價格和激勵機制，培育多元市場主體，運用市場手段調動需求側參與系統互動的積極性，發揮需求側資源提升電網靈活性的關鍵作用，助力解決電力供應的結構性矛盾。在爭取補貼資金方面，可以充分利用省間綠電交易的盈余資金池、電網高可靠性收入、輸配電價核定等多種方式拓寬資金來源渠道。在價格機制方面，完善分時電價機制和價格補償機制，可在電力現貨市場和輔助服務市場的規則方案制定中明確電力需求響應補償資金的分攤機制，重點尋求通過輸配電價、尖峰電費等方式實現。在市場機制方面，可建立需求側響應參與的削峰填谷輔助服務市場，引導試點省份開展需求響應的市場化交易，鼓勵電力需求響應資源參與市場交易。

推進需求側管理由電力領域拓展到綜合能源領域

綜合能源服務具有多能協同優化的優勢，未來將成為拉動經濟綠色低碳發展、促進能源轉型的重要抓手。在此趨勢下，需求響應將不再局限于電力領域，而要拓展到油、氣、氫、生物質等多種能源領域，以提升能效利用效率、促進可再生能源消納、降低用戶用能成本為目標，實現不同種類能源的需求響應，在緩解電力需求高峰時段電網壓力的同時，實現源、網、荷、儲的高效、協同、經濟運行。

實現需求側管理的數字化、智能化轉型

當前，“大云物移智鏈”等先進信息通信技術正在迅猛發展，加之5G等基礎設施建設的逐步開展，相應的應用場景將不斷豐富。未來，隨著能源流與信息流的深度融合，需求響應將逐步向自動化、智能化水平演進，實現能源供需信息實時傳送、云計算與邊緣計算高速協同決策、用戶參與情況真實準確記錄與結算，融入工業、建筑、交通等各個領域，充分發揮其調節供需、提升運行效率的作用。

碳達峰、碳中和目標將倒逼我國能源轉型加速推進，需求響應需要呈現高智能化、高附加值、高精細化的特征，能夠實時精準響應、為客戶創造價值、涵蓋眾多種類用能設備，從而促進我國清潔能源發展、減少電網建設投資、支撐我國碳中和目標的實現。