隨著我國經(jīng)濟(jì)社會從高速增長向高質(zhì)量增長轉(zhuǎn)型，能源電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建穩(wěn)步推進(jìn)，用電負(fù)荷結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多元化，多重因素影響下電力系統(tǒng)負(fù)荷尖峰化特征愈發(fā)突出。近年來，夏、冬季節(jié)的尖峰負(fù)荷的不斷增長對各地區(qū)迎峰度夏、迎峰度冬工作造成了較大的壓力，部分地區(qū)更是出現(xiàn)了缺電、限電的情況，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行與社會用電需求產(chǎn)生了影響。如何結(jié)合新型電力系統(tǒng)下負(fù)荷變化形勢，科學(xué)構(gòu)建應(yīng)對尖峰負(fù)荷的管理措施和方法，將是助力電力行業(yè)健康發(fā)展，保障社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要研究方向。

尖峰負(fù)荷特征

(資料圖片)

尖峰負(fù)荷規(guī)模呈顯著上升趨勢。各地電力負(fù)荷持續(xù)增長、屢創(chuàng)新高，廣東、江蘇、浙江等地用電負(fù)荷更是超過一億千瓦。用電負(fù)荷的上升導(dǎo)致各比例（3%、5%、10%）下尖峰負(fù)荷在近些年出現(xiàn)快速增長情況。

尖峰負(fù)荷持續(xù)時間短、出現(xiàn)頻次低。數(shù)據(jù)表明尖峰負(fù)荷單次、累計持續(xù)時間都較短。以廣東為例，3%尖峰負(fù)荷規(guī)模單次持續(xù)時間分布不超過4小時，全年出現(xiàn)頻次少于30次，累計持續(xù)時間不超過50小時。

尖峰負(fù)荷電量有所增加、但占比較低。近年來隨著尖峰負(fù)荷幅值上升，尖峰電量有所增加，但由于尖峰負(fù)荷持續(xù)時間短、出現(xiàn)頻次低，相較于總電量，尖峰負(fù)荷電量仍呈現(xiàn)占比較低的特征。

尖峰負(fù)荷年、時域分布與典型負(fù)荷特性一致。受夏季高溫影響，大部分地區(qū)尖峰負(fù)荷出現(xiàn)在7、8、9月份。此外，部分地區(qū)冬季存在取暖需求，尖峰負(fù)荷也會出現(xiàn)在冬季月份。在時域分布上，尖峰負(fù)荷出現(xiàn)時間普遍呈現(xiàn)早、午雙高峰特點(diǎn)，分別于上午11點(diǎn)與下午14點(diǎn)左右出現(xiàn)。部分省份隨著光伏裝機(jī)容量的上升，凈負(fù)荷曲線呈現(xiàn)“鴨子曲線”特征，尖峰負(fù)荷時段光伏出力已明顯下降。

尖峰負(fù)荷的影響因素及發(fā)展趨勢

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響尖峰負(fù)荷特性的主要因素。第二產(chǎn)業(yè)用電負(fù)荷較為平穩(wěn)，典型負(fù)荷曲線呈現(xiàn)直線形狀，峰谷差小，負(fù)荷率較高。第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電受氣候、節(jié)假日和生活習(xí)慣等影響，短時波動較大，峰谷差明顯。因此，第三產(chǎn)業(yè)與居民用電特性更容易導(dǎo)致尖峰負(fù)荷的出現(xiàn)。

氣溫變化是影響尖峰負(fù)荷的另一因素。從尖峰負(fù)荷的年、時域分布特性可以看出尖峰負(fù)荷氣溫敏感的特點(diǎn)。具體地，氣溫變化主要影響的是溫控設(shè)備的使用情況，如夏季高溫、冬季低溫會導(dǎo)致降溫、采暖負(fù)荷的增加。為此，廣東等省份尖峰負(fù)荷易出現(xiàn)在夏季炎熱季節(jié)，貴州等冬季易出現(xiàn)低溫的省份也會在冬季出現(xiàn)尖峰負(fù)荷。整體上看，夏季尖峰負(fù)荷特性與溫度呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，隨著溫度上升尖峰負(fù)荷幅值及持續(xù)時間增長，冬季則呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

新型負(fù)荷將是影響尖峰負(fù)荷的全新因素。新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的背景下，分布式電源、新型儲能和電動汽車等新型負(fù)荷增長及接入使得負(fù)荷側(cè)結(jié)構(gòu)更加多元，尖峰負(fù)荷變化將更加復(fù)雜。例如，大量如電動汽車的柔性隨機(jī)負(fù)荷以及分布式電源的接入將使得尖峰負(fù)荷呈現(xiàn)更多的波動性、隨機(jī)性和時變性；而儲能等穩(wěn)定可控設(shè)備可以通過優(yōu)化充放電時段降低尖峰負(fù)荷對電力系統(tǒng)的影響。因此，新型電力系統(tǒng)負(fù)荷變化的趨勢下，尖峰負(fù)荷的變化及其分析將更加難以確定。

綜合看，隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，第三產(chǎn)業(yè)和居民用電量占比將進(jìn)一步上升，降溫、取暖等溫控設(shè)備應(yīng)用將更加廣泛，尖峰負(fù)荷規(guī)模將持續(xù)上升，持續(xù)時間短、出現(xiàn)頻次低等典型特征愈發(fā)明顯。此外，新型電力系統(tǒng)下負(fù)荷側(cè)的結(jié)構(gòu)變化將進(jìn)一步增加尖峰負(fù)荷的波動性和隨機(jī)性。但是與此同時，通過合理的引導(dǎo)用電行為和加強(qiáng)負(fù)荷側(cè)管理，實(shí)現(xiàn)多元靈活負(fù)荷管控將可成為削減尖峰負(fù)荷的新型手段。

當(dāng)前尖峰負(fù)荷管理面臨的挑戰(zhàn)

負(fù)荷側(cè)管理措施主要包括計劃手段和市場手段，并呈現(xiàn)出由計劃性逐步向市場化轉(zhuǎn)變的特征。近年來，受負(fù)荷激增、一次能源供應(yīng)影響，四川、廣東、浙江等省份皆出現(xiàn)了缺電情況，為保證電力系統(tǒng)安全，受影響地區(qū)陸續(xù)出臺了限電或有序用電政策，通過計劃性的停電保持電力供需的平衡。隨著電力市場的建設(shè)及完善，通過需求側(cè)響應(yīng)對負(fù)荷側(cè)進(jìn)行用電管理成為了應(yīng)對供需緊張的有效手段。目前，廣東、浙江和江蘇等省份均形成了最大用電負(fù)荷5%以上的需求響應(yīng)能力，并在2022年迎峰度夏期間有效緩解了電力供給壓力。此外，市場化開展的需求響應(yīng)為參與的市場主體提供了相應(yīng)的響應(yīng)收益，充分提高了響應(yīng)主體的參與積極性。根據(jù)廣東省2021年市場交易年報，售電公司和用戶參與響應(yīng)后凈獲利合計達(dá)到9.8億元。

但總體來看，我國需求響應(yīng)機(jī)制建設(shè)仍處于起步階段，尚未形成較為完善的體系。當(dāng)前試點(diǎn)地區(qū)實(shí)施的需求響應(yīng)方案還不能完全滿足構(gòu)建新型電力系統(tǒng)背景下尖峰負(fù)荷的需求。

居民用戶參與需求響應(yīng)的補(bǔ)償或激勵機(jī)制并不完善。以階梯電價為主的居民電價政策難以及時反映用電成本、供求關(guān)系和電力資源稀缺程度，難以充分調(diào)動居民用戶參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的潛力。目前南方五省區(qū)僅廣東允許用戶自行選擇是否執(zhí)行峰谷電價，區(qū)域內(nèi)其余省份均未出臺相關(guān)政策。居民因參與需求響應(yīng)對自身用電舒適度造成的損失難以得到有效的補(bǔ)償，缺乏響應(yīng)意愿。

實(shí)施需求響應(yīng)的相關(guān)配套技術(shù)支撐能力有待提升。目前智能終端功能不夠完善，缺乏充足的信息接口及通信協(xié)議，信息傳輸實(shí)時性、可靠性有待提升；涵蓋可調(diào)節(jié)負(fù)荷、分布式電源、分布式儲能在內(nèi)的需求響應(yīng)資源雙向互動、通信等技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步完善，目前針對需求響應(yīng)的通知主要依靠手機(jī)APP、短信和電話等功能，缺乏便捷性；需求響應(yīng)能力評估、效益評估等相關(guān)技術(shù)仍有待提升，信息交互和共享、用電在線監(jiān)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、用電決策支持等功能需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

需求響應(yīng)品種難以滿足新型電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)需求。新型電力系統(tǒng)構(gòu)建背景下，尖峰負(fù)荷呈現(xiàn)波動性強(qiáng)、隨機(jī)性高的特點(diǎn)?，F(xiàn)階段國內(nèi)需求響應(yīng)機(jī)制以峰谷電價與邀約型削峰需求響應(yīng)為主，在響應(yīng)時間、響應(yīng)頻率上難以充分滿足新型電力系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)需求，對不同行業(yè)、產(chǎn)業(yè)用戶共同參與需求響應(yīng)的激勵性還有待提升。

對調(diào)節(jié)性資源的價值挖掘不夠充分。當(dāng)前電力輔助服務(wù)市場機(jī)制尚不完善，輔助服務(wù)市場與現(xiàn)貨電能量市場運(yùn)作相對獨(dú)立，靈活爬坡、備用等交易品種尚在探索，一定程度上制約了火電、儲能、分布式電源等電源側(cè)調(diào)節(jié)性資源發(fā)揮作用。規(guī)?；枨箜憫?yīng)資源聚合商尚在培育，電動汽車、虛擬電廠等新興市場主體的市場參與機(jī)制尚未明確，制約了需求側(cè)可調(diào)節(jié)資源在電力電量平衡中的作用。

需求響應(yīng)機(jī)制與電力現(xiàn)貨市場的銜接有待深化。我國電力現(xiàn)貨市場建設(shè)仍處于起步階段，需求響應(yīng)與電力市場運(yùn)作相對獨(dú)立。在第一批、第二批現(xiàn)貨試點(diǎn)中，需求響應(yīng)多以單獨(dú)列支的模式起步運(yùn)作，需求響應(yīng)實(shí)施結(jié)果與電力市場交易結(jié)果尚未產(chǎn)生聯(lián)動；其次，現(xiàn)貨市場價格上限通常遠(yuǎn)低于需求響應(yīng)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)上限，需求側(cè)響應(yīng)資源與現(xiàn)貨市場尚未發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。同時，需求響應(yīng)資源的多樣性和分散性也決定了其難以在短期內(nèi)作為發(fā)電資源迅速放大，難以成為市場主體直接參與交易。

構(gòu)建新型電力系統(tǒng)背景下

南方區(qū)域尖峰負(fù)荷管理措施建議

面對新形勢下的尖峰負(fù)荷發(fā)展變化，在構(gòu)建新型電力市場背景下，可從提升需求側(cè)響應(yīng)能力及完善需求側(cè)響應(yīng)市場機(jī)制兩方面對尖峰負(fù)荷加以管理和控制。

在提升需求側(cè)響應(yīng)能力方面。一是逐步擴(kuò)大響應(yīng)資源來源?？紤]電價承受能力完善面向居民等用戶的分時電價機(jī)制，通過價格信號實(shí)現(xiàn)對居民用戶需求響應(yīng)潛力的挖掘；推動小型響應(yīng)資源合理聚合，形成虛擬電廠，充分聚合負(fù)荷彈性，為削減尖峰負(fù)荷提供充足容量。二是加強(qiáng)需求側(cè)資源精細(xì)化管理。做好調(diào)節(jié)資源分類，分析響應(yīng)潛力來源和對應(yīng)資源占比，加強(qiáng)需求響應(yīng)資源數(shù)據(jù)測算、管理、應(yīng)用工作，逐步建立需求側(cè)互動資源接口標(biāo)準(zhǔn)，推動需求側(cè)資源的精準(zhǔn)接入。三是提升需求側(cè)資源快速調(diào)節(jié)能力。加強(qiáng)生產(chǎn)線、空調(diào)等具備直控能力的需求側(cè)資源技術(shù)改造，完善直控資源與調(diào)度平臺的控制優(yōu)化及通信建設(shè)，以通過實(shí)時直控的方式提高電力系統(tǒng)應(yīng)對短時、快速、高幅值尖峰負(fù)荷的能力。四是依托數(shù)字電網(wǎng)優(yōu)化需求側(cè)管理。推進(jìn)數(shù)字化監(jiān)測，深化平臺建設(shè)，加強(qiáng)用電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、用電參數(shù)、環(huán)境參數(shù)及需求響應(yīng)事件相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測感知和交互需求，開展各類資源參與響應(yīng)信息分析，進(jìn)一步推進(jìn)需求側(cè)響應(yīng)能力挖掘管理。

在完善需求側(cè)響應(yīng)市場機(jī)制方面。一是結(jié)合現(xiàn)貨市場充分利用需求側(cè)彈性。借助南方區(qū)域電力市場建設(shè)契機(jī)，適時構(gòu)建考慮需求側(cè)報價報量參與的現(xiàn)貨市場出清機(jī)制，通過在優(yōu)化出清階段考慮需求側(cè)響應(yīng)彈性降低尖峰負(fù)荷。二是優(yōu)化交易品種促進(jìn)需求側(cè)資源參與。完善需求側(cè)資源交易品種及市場體系，豐富需求側(cè)資源的商業(yè)模式和收益方式，促進(jìn)需求側(cè)主體有效輔助電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)尖峰負(fù)荷。三是完善需求響應(yīng)價格機(jī)制。綜合考慮社會經(jīng)濟(jì)、各行業(yè)產(chǎn)值發(fā)展情況合理設(shè)置響應(yīng)價格帽，結(jié)合價格彈性靈敏度研究適合于多元主體的響應(yīng)套餐，通過合理的價格機(jī)制提升需求側(cè)資源參與市場提供服務(wù)的意愿。四是有序構(gòu)建面向新興主體的市場機(jī)制。加快構(gòu)建適合儲能、虛擬電廠、電動汽車等新興市場主體的市場參與機(jī)制，完善相關(guān)資源的調(diào)度模式，探索相關(guān)資源的商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)收益保障措施，促進(jìn)相關(guān)資源發(fā)展并激勵相關(guān)資源提供調(diào)節(jié)容量，為緩解尖峰負(fù)荷提供支撐。五是加強(qiáng)需求響應(yīng)配套機(jī)制的設(shè)計。構(gòu)建適合不同類型主體的負(fù)荷基線設(shè)計機(jī)制，做好基線設(shè)計考核審查等配套機(jī)制，構(gòu)建和完善市場主體培育機(jī)制等，通過有效的市場配套機(jī)制推動需求響應(yīng)的健康有序建設(shè)。

（盧治霖 梁梓楊 冷媛 朱浩駿 南方電網(wǎng)能源發(fā)展研究院）

（圖片來源：veer圖庫）

關(guān)鍵詞： 尖峰負(fù)荷 電力系統(tǒng) 現(xiàn)貨市場