2014年4月1日，以智能變配電與電能測量管理為主題的探討會在國家會議中心舉辦。會上共有八位嘉賓進行演講，來自日本早稻田大學客員研究員周意誠做首個演講。他演講的主題是實現智能電網的關鍵技術之一——需求側響應技術的機理以及其麵臨的課題。以下是演講全文：

周意誠：各位領導，各位來賓下午好。我講的標題是實現智能電網的關鍵技術之一——需求響應技術的機理以及麵臨的課題。

首先為什麼說需求響應是智能電網關鍵技術之一，因為我們在日本有一個電器學會，有一個調查委員會就智能電網進行了一個全麵的調查，我是成員之一，對兩百篇論文進行了總結歸納，智能電網有哪些關鍵技術呢?智能電網的一個基本概念特別是在初期比較模糊，現在還不能說特別清楚，比較清楚一點。比如說分布式電源、需求響應、VPP，排在第三的是需求響應，看出來需求響應確實是智能電網的一個關鍵技術。

另外還有一點，需求響應是中國國家電網自己成立了一個在智能電網首次發起的國際標準化，關於智能電網裏麵一個是需求響應，一個是電網和用戶的測量，理查德是PC118的主席，看出來需求側響應是實現未來智能電網的關鍵技術。

接下來講一下日本的電力改革的一個狀況，大家可以看出來從2000年到2005年，隨著電力改革逐步的自由化，對象更加擴大了，自由化是根據電壓等級，電量來決定。電壓等級越來越低，需要的電量的千瓦也越來越低。日本大概是4到6年以後會實現電力市場，就像股票市場一樣隨時買賣。從這個意義上來說，自由化程度越大，對需求響應要求也就會越高。需求響應有很多方法，其中一個比如說是定價，另外一個是基於激勵機製的，這個圖表示的我們用電，激勵機製是節約了電的話，相當於是發電方，發了多少電，電力公司給你一定的報酬，大家就知道我是節約了電，相當於是發了電，給了一個激勵機製。

在日本這個交易是很多小的規模用戶無法做到這一點，有一個集中商，把這些都集中起來作為一個交涉的對象。另一方交涉對象是電網公司，這樣來進行交易。對需求響應從市場的機理來分的話，一個是批發市場，一個是零售市場，根據價格怎麼定，根據狀況怎麼定可以進行簡單的分類。批發市場的實時市場，或者每小時的市場。零售市場是我們一般比較熟悉的TOU，實時定價，還有緊急狀況下的定價。下麵表示電力係統的緊急狀況還是一般狀況，下麵黃色表示的容量輔助服務程序，我不太清楚國內做的怎麼樣，日本還是一個探索，輔助服務。輔助服務包括無功，看起來不產生效果，但是實際上是對電力係統的穩定和可靠性起了很大的作用。如何提供這些呢?對於這些看不見摸不著的東西服務，我們簡稱是輔助服務程序。需求響應的是大家逐漸認識到它的重要性，一個最根本的問題是要對它進行成本分析，需求響應最後是定價，定價怎麼定呢?得有一個道理，你是對誰有利?用戶還是電力公司?還是公民?還是整個社會?這種有利是短期、中期長期的?最大的問題是效益到底有多大，我個人認為這個問題還沒有很好的解決。雖然可以定價，但是根本的依據在哪裏?效益有多大?現在還是一個探索階段。為了實現需求響應，ICT技術也是非常重要的。

需求響應成本分析分幾個：一個是需求響應的經濟來源，由於需求響應帶來電力成本的削減，這個應該是從總效益來分析，因為電力公司賣電少的話，收益就降了。但是整個的成本分析應該是從整體的角度來分析，削峰帶來成本的削減，大家知道在高峰的時候電力成本最大。如何避免在高峰時候的成本，所謂的削峰平穀，在這部分可以帶來效益。

另外一個是長期效益，需求響應帶來電力投資，我們削峰平穀以後，持續負荷是曲線，平的話設備構成很重要，簡單的介紹一下。

另外是社會效益，某種意義上可以達到二氧化碳排放量的削減，也可以看作是社會效益。

從某種角度上來講，可以折算成一種經濟效益。對於定價你怎麼做?比如說TOU，你要保證其公平性、公正性、透明性、有效性。有必要明確電源構成和費用結構的基礎上來設定需求響應的價格設定。

最後的結論是基於成本的電價設定是電力需求響應電價設定的一個基礎。如果沒有這個基礎的話，定的價到底是好還是不好無法判斷。

需求響應的效益成本分析，以需求響應為目的的電費設定，如何有效的實現削峰平穀以及節省電力。問題是現在大家都在做一些實驗項目，價格設定以後用戶如何響應?基於市場機製、還是激勵機製?某種意義上說現場的實驗是因為地點、季節、用戶構成、人的心理變化而變化的，所以在某個地方做驗證項目的話，在別的項目不一定用，美國做的中國不一定用，中國做的日本不一定用。中國某一個地方做的，這個地方能用，那個不能用，冬天用，夏天不能用，這個是需要深入分析的問題。

另外一個是動態定價，我個人決定存在一些問題，需要解決。一個是響應延遲，我們學控製的話有循環延遲。給一個信號，用戶怎麼響應時間段是多少?延遲怎麼考慮?響應到底有多大?過大過小?雖然有驗證項目，有那些數據，但是僅僅是局部的數據，不能說是宏觀的數據。動態定價的話，究竟對電力市場的穩定帶來什麼影響?這方麵還是需要進行分析的。就是說我們有待於對現場實驗結果的分析，整個國民節能意識的提高，以及市場機理應用在市場發揮的作用。

這裏有簡單的一個圖，學電力係統的人知道，年負荷曲線。876小時從大到小排過來，有一個最高負荷和最低負荷，最高是在夏天，最低是冬天。平的話，就很好構成。同樣的電力係統規劃的話，兩個發電廠，一個是原子能基本費用比較高，運行費用比較低，一個是火電廠，建設費用低，可變費用高。這樣有一個焦點，左邊費用是藍色的，右邊按紅色計算。對應這樣一個點橫過來，簡單的說有兩個發電廠的話，這裏應該是平穀的價格，這是一個最簡單的例子。

我們做了一些比較詳細的分析，怎麼樣去對實時定價進行計算，時間關係，這些都是比較技術性的東西，不詳細講了。

大體的概念就是說一個電力係統的話，剛才說的三個發電廠，對應的是延負荷持續曲線，高峰的話三個發電廠發，低穀隻有一個發電廠，藍色表示哪個發電廠運行，有興趣的可以看一看詳細資料，進一步有興趣的話，這是我們在日本電器學會發表的文章，大家一起可以分析。

對於年負荷持續曲線，剛才說的區間，C1是可變費用，C2是電廠2的，C3是電廠3的。這個也是成立係數，高峰的時候成立係數很大，低穀的時候很低，某種情況下很可能是負的。根據電力係統的可變費用、可靠性及運行費用全部考慮以後的定價方法，隻要把這個計算出來就可以進行了。

剛才說的是年負荷持續曲線，我們動態是每天算的，你可以把年負荷曲線做一個統計處理，變成一個年的。比如說有這麼一天，我們在不同的時段可以根據這種計算，把它的費用算出來，這種費用就考慮了可靠性、固定費用、可變費用基於成本的不同時段的電價設定，這是一個示意圖。通過這樣的計算，我們在需求響應的時候，定價的時候最基本的先要知道你的成本，在這個基礎上你再定價，這是基於成本的電價計算方法。

簡單說一下需求響應、分析方法。需求響應剛才講的是從電力係統的角度分析，實際上它應該是一個很有前途研究方向。需求響應我們剛才講的是從電力係統工程裏麵來說的，實際上從微觀經濟學你要響應，這是一個跟微觀經濟學相關的。另外要根據用戶的行為，分析用戶的行為怎麼做，消費心理學也可以用。另外把需求響應和博弈放在一起，哪裏有交涉哪裏就有博弈，大家在意見不統一的時候怎麼辦?取一個平衡點，就是博弈理論。比如說家裏麵隻有一台電視機，兒子要看動畫片，老爸要看體育節目，媽媽喜歡看愛情連續劇，這個時候怎麼辦?三個人進行交涉，這個時候總有一種方法達到一個平衡，當然你說老子說了算也是一種方法，但是比如說是兒子挺聰明他說老師說讓我們今天看電視據以後寫感想論文，沒有辦法，全讓他看。就是說你用這個部分的滿足度或者不滿足度都可以用某種方法表示。比如說需求響應的時候最後要控製空調，有人按照怕熱，有人怕冷，怎麼辦呢?就用係統的分析方法，通過博弈，大家取得一個平衡點。這個平衡點是大家都認可的，當然這是簡單的分析。

真的要做到需求響應的話，在這些方麵是要進行進一步的研究才能做到的，要不然定價是很簡單的，做個實驗也不是太難，在日本價格設定10倍也沒有多好。用戶到底怎麼想的?這些方麵是需要進一步分析

剛才講到微觀經濟學，做了一個簡單的比較，微觀經濟學和電力係統需求響應做一個簡單的比較。在微觀經濟學裏麵收益性分析很成熟，電力係統應該說是還是在研究驗證階段，微觀經濟學評價方法大於幾十年的曆史，在電力係統需求響應沒有哪個權威說我這個方法是最好，還在探索。

對價格因素的影響微觀經濟學某種意義上比較單純，需求響應很多，影響比較複雜。經濟循環的影響的話，微觀經濟學比較高，電力需求響應對經濟循環某種意義上講相對比較低。儲藏和輸送的影響，微觀經濟學一般來說不是太大的，但是電力係統我們知道電能的儲藏和輸送的話，是一個很大的技術的難題。所以這樣也是非常重要的，季節性，包括政府管製，微觀經濟學一般市場管製的比較少，電力係統不一樣了，各個國家和各個地區不一樣，管製少的到管製多的各種各樣都有。

市場流通性微觀經濟學研究的都很好，流通性不好研究不出來。但是電力係統的需求響應研究不明確，需求響應的曲線相對是比較豎的，價格再怎麼移動，豎坐標不動。市場流動性有待於提高，有多大還要進一步研究。

市場集中度還要進一步研究，從集中到分散各種各樣都有。電力係統需求響應不光是電力係統的問題，是一個微觀經濟學，用戶心理學、博弈論等等，一個綜合的課題，要解決這個課題的話需要一定的時間。如果這個問題不解決的話，我們就不能簡單說我們已經實現了智能電網，謝謝!