編者按

　　在風電、光伏發(fā)電等可再生能源高速增長為標志的電力新時代，進一步加強電力需求側管理（DSM）顯得越來越重要和緊迫。王志軒同志這篇對DSM研究文章的發(fā)表正當其時。該文是他為擬出版的《中國電力需求側管理變革》一書撰寫的“總論”（約3萬字）并加以提煉，字數約1.5萬字，本刊分上、下兩篇發(fā)表。文章從“3E”平衡、電力體制特點、全社會用電水平、電力供需特點、電源電網特點、需求側用電特點6要素分析入手，系統地研究了上世紀90年代以來我國DSM變革的三個發(fā)展階段——DSM、需求響應（DR）和供需耦合。文章上篇主要論述了DSM和DR階段；文章下篇主要論述了DR進入了供需耦合階段，以及三個發(fā)展階段之間的內在關系。全篇具有四點獨創(chuàng)性：一是分析了DSM與DR等的到底有什么不同；二是從6要素分析了DSM為什么要變革，以及如何變革；三是講清了中國特色DSM與國際DSM的區(qū)別；四是對未來DSM的變革提出了“供需耦合”概念，這是DSM研究領域的新探索。

　　電力需求側管理起源及在中國的變革

　　推動DSM變革的根本動力是生產關系和生產力發(fā)展水平的變化，或者說，DSM的變革是為了適應不斷變化的生產關系和生產力水平。具體可由不同發(fā)展階段能源、經濟、環(huán)境三者之間平衡特點（也稱“3E”平衡）、電力體制特點、全社會用電水平、電力供需特點、電源電網特點、需求側用電特點等六個要素構成。其中，“3E”平衡特點決定了DSM所要解決問題的側重點——電力短缺、環(huán)境保護、經濟性等，電力體制特點主要決定是多用市場手段還是多用計劃手段以及DSM主體及責任，用電水平高低主要決定DSM的應用范圍大小，電力供需松緊主要決定DSM發(fā)揮作用的活躍程度，電源電網特點主要決定DSM技術手段的有效性，需求側用電技術水平主要決定DSM發(fā)揮作用的潛力。這六個要素對DSM的影響既相對獨立又相互聯系，各要素的互相影響和變化，形成了中國特色DSM理論、政策與實踐。對以上六個要素進行分析，可以對中國DSM變革劃分為三個階段，即傳統的DSM階段、正在開展的DR階段以及已經萌芽的電力供給側與需求側深度融合的電力供需耦合階段。

　　傳統的DSM發(fā)展階段（引進于20世紀90年代，成熟于21世紀第一個十年）

　　解決長期電力短缺是中國引進DSM的主要原因。1981年，DSM由美國學者克拉克?W?蓋林斯(Clark W.Gellings)第一次提出，其涵義是，電力公司采取有效的激勵和引導措施以及適宜的運作方式，與用戶協力改變用電方式、提高終端用電效率，達到減少電量消耗和電力需求為目的管理活動。與傳統的負荷管理不同，它不是由電力部門單方面管理負荷，而是調動用戶積極參與，并強調以優(yōu)質服務滿足用戶的用電要求。改變用電方式是將負荷從電網高峰時段削減或轉移到電網低谷時段，改變電力需求在時序上的分布，從而有效地降低峰荷、提高用電效率。DSM首先在美國實踐，主要作用是將需求側節(jié)約的電力和電量作為一種資源納入電力供給側規(guī)劃，在減少供給側投資的同時，促進資源節(jié)約、環(huán)境保護等更大社會效益。DSM此后擴展到世界各國，但是在實踐中各國應用的目的、方法、政策措施等不盡相同。

　　中國在上世紀90年代引進了DSM主要解決缺電和電力投資嚴重不足問題。DSM在1992年開始通過技術文獻陸續(xù)介紹到中國，政府部門也逐步重視，如1993年6月國家計委資源司立項、委托國家計委中科院能源研究所和深圳市能源總公司合作，于1993年底完成了深圳市首次試點研究。DSM在這一時期逐步得到能源電力部門的認同和推進。

　　初期，能效管理、負荷管理、有序用電是DSM主要內容。由于電力短缺在當時是電力供需的主要矛盾，且由于DSM也未進入政府政策，在具體電力規(guī)劃中并沒有定量地將DSM的作用納入規(guī)劃，只是在具體規(guī)劃的工作中如預測負荷、分析電力電量平衡時作為調節(jié)因素分析參考。DSM初期在中國開展的主要難點是行政手段多、市場手段少，多頭管理、部門通氣少、各自為政，沒有形成政府、電力企業(yè)、電力用戶各司其責共同協調的機制。

　　DSM進入政策體系其目的、手段與缺電高度相關。DSM引進中國之后20多年來，電力供需矛盾特性發(fā)生了多次變化：投資體制改革及亞洲金融危機電力相對富余—經濟增長電力嚴重缺電—電力體制改革緩解短缺—世界金融危機相對富余—再結構性短缺—再富余。DSM發(fā)揮作用的大小與電力供需矛盾的變化是“同頻共振”的。

　　節(jié)能減排是中國特色DSM的重要功能。2002年到2012年的10年電力快速發(fā)展期，也是DSM波浪式發(fā)展并逐步規(guī)范期。從中國能源、經濟、環(huán)境“3E”之間關系平衡中，環(huán)保與資源節(jié)約重視程度進一步加大。這一時期，也是中國可再生能源發(fā)電的快速啟動、發(fā)展期，是燃煤電廠大規(guī)模煙氣脫硫、脫硝期，是建設高參數大容量機組促進發(fā)電效率快速提高期以及大規(guī)模淘汰落后電力產能期，更是電網實現全國聯網期以及特高壓技術應用期。

　　從2004年政府部門印發(fā)的《加強電力需求側管理工作的指導意見》，再到2010年的《電力需求側管理辦法》和2011年的《有序用電管理辦法》，可以看出以下顯著特點。一是從DSM定義看，由“實現最小成本電力服務所進行的用電管理活動”到“提高電力資源利用效率，改進用電方式，實現科學用電、節(jié)約用電有序用電所開展的活動”；二是從DSM目的看，由“將通過需求側管理節(jié)約的電力和電量，作為一種資源納入電力工業(yè)發(fā)展規(guī)劃、能源發(fā)展規(guī)劃和地區(qū)經濟發(fā)展規(guī)劃”，擴展到 “電力需求側管理是實現節(jié)能減排目標的一項重要措施”；三是形成了政府主導、電網為管理主體、電力用戶直接參與、中介組織服務的體系；四是形成了規(guī)劃引導、標準規(guī)范、電價調節(jié)、財政支持的管理運行機制；五是形成了鼓勵采用低谷蓄能，季節(jié)電價、高可靠性電價、可中斷負荷電價等電價制度；六是在技術方法上，要求電網企業(yè)建立電力負荷管理系統開展負荷監(jiān)測和控制，鼓勵電網企業(yè)采用節(jié)能變壓器、合理減少供電半徑、增強無功補償，引導用戶加強無功管理實現分電壓等級統計分析線損等，鼓勵用戶采用高效用電設備和變頻、熱泵、電蓄冷、電蓄熱等技術優(yōu)化用電方式；七是在電力供應不足時，DSM將更多地通過行政措施、經濟手段、技術方法，依法控制部分用電需求等有序用電方式。

　　據有關資料分析，在2003年全國缺電時期，70%以上的電力缺口是通過DSM的有序用電措施得以緩解的。據估算，1991～2010年，通過開展DSM，中國實現累計節(jié)電2800億～3000億千瓦時左右，最大轉移負荷超過3000萬千瓦；節(jié)約能源超過1億噸標準煤。DSM作為優(yōu)化配置電力資源的有效方式，不僅在平衡電力電量、提高電網負荷率、有效減輕缺電矛盾上發(fā)揮了重要作用，而且對于促進電力行業(yè)節(jié)能減排約束性目標實現，促進資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的建設發(fā)揮了重要作用。

　　DR發(fā)展階段（國際上始于2008年金融危機后，中國始于2012年以后）

　　為解決可再生能源電能消納問題，智能電網興起，DMS變革為DR 。2008年金融危機的爆發(fā)，全球在能源、經濟與環(huán)保等方面面臨著新的壓力和新的歷史機遇。能源轉型中，大比例可再生能源通過電網消納，對電力系統安全穩(wěn)定運行造成新挑戰(zhàn)。為了更好消納新能源，DR在美國率先出現，同時智能電網的發(fā)展為DR的實現起到了相輔相成的作用。但由于各國能源電力轉型的階段、特點不同，負荷特點不同，智能電網并沒有統一模式。

　　通常意義上的DR，用戶根據電力市場動態(tài)價格信號和激勵機制以及供電方對負荷調整的需求自愿做出響應，在滿足用戶基本用電需求（目的）前提下，通過改變原有的用電方式實現負荷調整的需要，達到提高系統消納可再生能源電量并保障電力系統的穩(wěn)定運行的目的。由此可以看出，DR與DSM比較，相同點雖然都具有調整電力負荷側峰谷的作用，但DR所面臨的峰谷問題既有傳統的負荷變動形成典型峰谷問題，更重要的是電力供給側由于可再生能源發(fā)電的波動性、隨機性大而產生的供給側峰谷問題。DR就是要解決既要滿足負荷側需求、又要適應供給側的特點、還要保障電力系統安全的多目標問題。解決問題的主要方法是通過價格信號等市場機制，由用戶自愿改變用電方式，而不是采用具有強制性的“有序用電”方式。

　　中國能源電力的巨大發(fā)展及新情況新問題促進了探索DR并形成政策。在全球能源低碳轉型的背景下，中國經濟經過改革開放近40年的持續(xù)快速發(fā)展進入了工業(yè)化中后期，特別是2012年到2017年短短5年間，中國經濟、社會、能源、電力都得到了巨大發(fā)展。在電力領域取得舉世矚目的發(fā)展成就的同時，以風電、光伏為代表的可再生能源發(fā)電規(guī)模一舉成為世界第一。與此同時，中國能源轉型不僅遇到了世界能源轉型中消納可再生能源困難等問題，還遇到了煤電裝機比重高、用于調峰的靈活性電源比重少的嚴重問題。尤其是2012年后，隨著中國可再生能源發(fā)電的超常規(guī)增長，風電、光伏發(fā)電消納不足問題嚴重，DR在中國開始探索實踐到政策形成。

　　不過，與美國等發(fā)達國家相比，由于中國壓縮型工業(yè)化的特點，在電力需求側節(jié)能節(jié)電空間仍然較大，同時，中國電力市場化改革正在推進之中，市場手段還不完善，中國初期的DR仍然是以DSM為重要特征的DR。下面，從6個要素進一步分析DSM在2012年到2017年間向DR變革的背景和軌跡。

　　第一，在2012年底到2017年底5年間，在能源、經濟、環(huán)境的“3E”平衡上，中國更加重視環(huán)境保護和低碳發(fā)展，并提了推進能源生產和消費革命的要求。5年間，“十八大”對“十七大”提出的“四位一體”總布局，增加了生態(tài)文明建議內容，成為“五位一體”總布局。以環(huán)保法重新修訂為標志的法治建設不斷完善。國家提出了大氣、水、土壤污染治理新要求（簡稱“氣十條”“水十條”“土十條”）。簽署了應對氣候變化的巴黎協定。在經濟和能源發(fā)展方面，2014年，黨中央提出了中國經濟進入新常態(tài)的重大判斷，持續(xù)推進旨在調整經濟結構，提高全要素生產率，提升經濟增長的質量和數量的供給側結構性改革。習總書記提出了要推進能源生產和消費的“四個革命”、“一個合作”的要求，能源發(fā)展也進入了速度換檔、質量提高、綠色發(fā)展的新階段。

　　第二，在電力管理體制上更加重視市場機制建設，簡化了大量電力行政審批事項，開啟了新一輪電力體制改革。十八屆三中全會提出了“使市場在資源配置中起決定性作用和更好發(fā)揮政府作用”的市場經濟改革新理念。國務院取消了一大批制約生產力發(fā)展的行政審批（包括電力項目）事項。2015年《中共中央國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)[2015]9號）出臺，拉開了“管住中間、放開兩頭”即“有序放開輸配以外的競爭性環(huán)節(jié)電價，有序向社會資本開放配售電業(yè)務，有序放開公益性和調節(jié)性以外的發(fā)用電計劃”為主要特征的電力體制改革。

　　由于深化改革需要一個過程，受傳統體制的影響，能源電力轉型在法規(guī)、政策、規(guī)劃、標準間仍然存在不協調、交叉、重復甚至矛盾的情況。綜合分析，一方面，生產關系的變革推動了電力供給側、需求側都朝著清潔、低碳、高效、節(jié)約以及市場化方向加快發(fā)展，同時，使DSM向DR加快過渡；另一方面，中國特色的DR市場機制作用還難以發(fā)揮主導性作用。

　　第三，從全社會用電水平看，雖然增速有所減緩，但絕對增量很大，全社會用電水平提高較快。在本世紀初中國還有近4100萬無電人口，在2015年全部解決了最后20多萬無電人口用電問題。全社會用電量由2012年的4.96萬億千瓦時，增加到2017年的6.36萬億千瓦時，5年共增加用電量1.4萬億千瓦時。2017年，全國人均用電量為4589千瓦時，比2012年的3676千瓦時，增加了913千瓦時，人均用電量已經超過世界平均水平。2017年人均生活用電量628千瓦時與世界平均水平比仍然偏低（據世界能源理事會2014年的統計，世界人均年生活用電量為739千瓦時）。

　　第四，從電力供需特點看，電力供需除在個別地域、個別時段有短缺外，整體平衡、富余，在供給側表現出新能源電量消納不足、煤電利用小時整體降低的特點。此階段供需矛盾的變化是由供與需兩方面共同造成，其中用電需求減少與經濟新常態(tài)下經濟增速降低和經濟結構向低能耗方向調整的雙重作用有關，而供應能力增強與體量巨大的火電發(fā)展慣性和新能源發(fā)電超高速增長的雙重作用有關。從發(fā)電設備利用小時的變化可以明顯看出，此階段的電力設備利用率處于歷史上低水平時期。2017年7月，16個政府部門聯合頒布了《關于推進供給側結構性改革防范化解煤電產能過剩風險的意見》，提出了從嚴淘汰落后產能、清理整頓違規(guī)項目、嚴控新增產能規(guī)模、加快機組改造提升、規(guī)范自備電廠管理、保障電力安全供應6項主要任務。

　　第五，從電源、電網特點看，電源結構向清潔化發(fā)展和智能電網發(fā)展為DR提供了客觀需求和支撐平臺。5年間，中國非化石能源發(fā)電比重提高很快，但消納困難、補貼不足；煤電污染控制水平達世界先進，但虧損嚴重；電網輸送能力有很大提升、技術水平部分領域世界領先，智能電網加快建設，微電網及分布式發(fā)電突起。針對棄風、棄光率嚴重問題，政府、電網、電源及用戶共同努力加大解決力度，2017年，全國棄風率12%、同比下降5.2個百分點，棄光率6%、同比下降4.3個百分點。但是可再生能源補貼缺口仍然很大，據國家能源局數據，截至2017年底，累計可再生能源發(fā)電補貼缺口總計達到1127億元，其中光伏補貼缺口455億元（占比約40%）。由于中國電網調峰主力主要靠煤電，頻繁的調峰使先進的煤電機組難以運行在合理工況下，不僅降低了能源效率，而且由于減少了利用小時數，也降低了經濟效益，雙重作用進一步增大了虧損。由于煤電在中國電力系統中起著重要的調峰作用，對于支持可再生能源轉型具有重大作用，因此，解決好中國煤電發(fā)展和運行問題是中國DR機制設計中必須要解決的特殊性問題。

　　可再生能源消納、智能電網、DR之間具有高度的關聯性。2015年7月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布了《關于促進智能電網發(fā)展的指導意見》，對中國智能電網的范圍、技術特性、應用目的、作用等進行了外延式定義；在指導思想、基本原則、發(fā)展目標方面提出了總體要求；明確了主要任務是網源協調、技術支撐、消納新能源、多能互補、電網安全、強化DSM、電能替代、多元化用電、裝備研發(fā)、標準國際化等；提出了組織協調、投資支持、電價機制、商業(yè)模式等保障措施。提出了智能電網的目標是：“到2020年，初步建成安全可靠、開放兼容、雙向互動、高效經濟、清潔環(huán)保的智能電網體系，滿足電源開發(fā)和用戶需求，全面支撐現代能源體系建設，推動中國能源生產和消費革命；帶動戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展，形成有國際競爭力的智能電網裝備體系。”不難看出，中國特色的智能電網發(fā)展基本上包含了人們對能源電力轉型的所有期望?！兑庖姟访鞔_，智能電網要促進“滿足并引導用戶多元化負荷需求。建立并推廣供需互動用電系統，實施需求側管理，引導用戶能源消費新觀念，實現電力節(jié)約和移峰填谷；適應分布式電源、電動汽車、儲能等多元化負荷接入需求，打造清潔、安全、便捷、有序的互動用電服務平臺?！笨梢哉f，智能電網就是實施DR的平臺。

　　第六，從需求側用電特點看，大數據、物聯網、云計算、移動通訊、電動汽車、電能替代及能耗雙控，使需求側電力結構發(fā)生新變化。5年間，供電結構持續(xù)向第二產業(yè)用電減少的方向轉變，第二產業(yè)、第三產業(yè)和城鄉(xiāng)居民用電比重分別為70.6%、13.9%和13.7%；比2012年分別下降3.3個百分點、提高2.5個百分點和提高1.1個百分點。

　　中國特色的DR就是由以上6個要素的變化和互相影響，順時而生、因地而行、因勢而變。在實踐中形成了在電力供應富余情況下、具有顯著供給側改革特點的DR政策體系。2012年10月，財政部、國家發(fā)展改革委聯合發(fā)布了《電力需求側管理城市綜合試點工作中央財政獎勵資金管理暫行辦法》，提出了財政補貼主要是促進解決電力短缺（平衡）和節(jié)能減排問題，將“能效電廠”等技術的“永久性”節(jié)約與“需求響應”的“臨時性減少”區(qū)分開來，區(qū)別了不同地區(qū)的獎勵水平等3個方面的要求，體現了初期“需求響應”作用和部分內涵。這個政策出臺，表明了政府在電力負荷管理上，由行政型手段向DR所需要引導型、激勵型政策工具轉變。

　　隨著情況的不斷變化，DR在探索實踐中不斷發(fā)展，據媒體報道，上海于2014年夏季開展了中國首個需求響應城市試點項目。共有64個用戶參與了試點項目，包括31家工業(yè)用戶和33家樓宇用戶。參與用戶經過核查，每削減１千瓦的用電能夠獲得２元錢的電費扣除補償。此外，黃浦區(qū)政府還額外提供了每千瓦２塊錢的補貼。參與用戶在谷電時的用電量由30%增長到了47%。同時，用電高峰時段從晚上7時到9時錯后至了10時以后的谷電時間。2015年6月江蘇省經濟和信息化委員會聯合江蘇省物價局制定了《江蘇省電力需求響實施細則（試行）》，體現出實施負荷管理由行政手段向市場化轉變。據《中國電力報》報道，2015年 8月4日，江蘇省成功實施了首次全省范圍的電力需求響應，約定負荷162.74萬千瓦，實際減少負荷165.77萬千瓦。但是總體來看，上海、江蘇的DR基本上雖然是電力供應相對不足時的措施，但是在智能化技術的支撐下，加大了市場機制的作用，更多體現了用戶的自愿性和經濟激勵手段，與DR的基本內涵是相通的。通過電力需求側管理城市綜合試點，2015年4月，國家發(fā)改委、財政部印發(fā)了《關于完善電力應急機制做好電力需求側管理城市綜合試點工作的通知》，文件中明確提出了采用電力需求側管理有利于消納可再生能源的作用，明確了“以更加市場化的方式保障電力供需平衡為吸引用戶主動減少高峰用電負荷并自愿參與需求響應，可以制定、完善尖峰電價或季節(jié)電價”的政策。據國家發(fā)改委文件（發(fā)改運行規(guī)〔2017〕1690號）顯示，在2012-2016年，電網企業(yè)積極采取措施促進自身節(jié)電和開展社會節(jié)電，累計節(jié)約電量553億千瓦時，節(jié)約電力1268萬千瓦，比目標任務分別超額完成131億千瓦時和359萬千瓦。

　　2017年9月20日，國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、財政部、住房城鄉(xiāng)建設部、國務院國資委、國家能源局等六部委聯合印發(fā)了《關于深入推進供給側結構性改革做好新形勢下電力需求側管理工作的通知》（發(fā)改運行規(guī)〔2017〕1690號），同時發(fā)布了《電力需求側管理辦法（修訂版）》。通知中明確提出，電力供大于求的形勢越發(fā)明顯，DSM的工作重心需從保障供需平衡向多元化目標轉變；DSM是供給側結構性改革的重要內容；在重點工作中提出，要推進電力體制改革實施電能替代，促進可再生能源消納，提高智能用電水平等。修訂后的《電力需求側管理辦法》與修訂前相比，對DSM進行了重大的改革。

　　從文件內容看，DSM增加了“促進可再生能源電力消費、減少污染物和溫室氣體排放，實現節(jié)約用電、環(huán)保用電、綠色用電、智能用電、有序用電”的內涵。在實施主體上，將電網為主體擴大到“電網企業(yè)、電能服務機構、售電企業(yè)、電力用戶是電力需求側管理的重要實施主體”。從外延上看，DSM擴展到“支持電網企業(yè)會同電力用戶探索建設大規(guī)模源網荷友好互動系統，有效平抑可再生能源帶來的波動，提升電網‘源’‘荷’互補能力，助力可再生能源大規(guī)模替代化石能源?！睆腄SM的進一步發(fā)展看，提出了通過智能用電創(chuàng)新用電管理模式，培育電能服務新業(yè)態(tài)，提升電力需求側管理智能化水平的要求。由上可見，變化了內涵的DSM雖然仍然保留了DSM名稱，但實際內容已經發(fā)展了很大變化，標志著中國DSM進入了DR發(fā)展階段。

　　但是，中國離國際上通行意義的DR機制還有一段距離。由以上分析可知，中國DR的應用在2012年之后已有萌芽，這主要得益于中國智能電網的建設、電力市場化改革的推進以及從解決可再生能源消納問題的具體實踐?？梢钥吹?，在電力體制改革方案中和一系列解決可再生能源的政策文件中都有不同程度的DR的影子。但是，與發(fā)達國家比，DR在中國也只能說在是初步發(fā)展階段。一是，相關項目試點工程的實施主要是立足國內現狀，基于電網企業(yè)相關業(yè)務應用系統建設需求響應平臺，通過招募負荷集合商（load aggregator，LA）等對電力用戶側負荷資源進行統一調控。二是，中國需求響應機制和項目設計，多數情況下由政府主導，參與用戶以工商業(yè)用戶為主?？梢哉f中國離國際上通行意義的DR機制還有很大一段距離。主要原因是中國的市場機制還很不完善，使建立在市場機制之上的DR難以施展全部本領。因此，從問題導向來看，DR仍然是當前和未來數年解決中國電力發(fā)展中重要矛盾的重要手段（上篇完，未完待續(xù)）。