上海交通大学 何光宇等：SPEAR一样的需求响应机制

范帅,危怡涵,何光宇,等/面向新型电力系统的需求响应机制探讨/2022,46(7):1-12. 

需求响应很时髦，现实情况很残酷

各位好久不见，还记得那年夏天我们一起畅聊需求响应机制创新吗？一晃快两年了，国家提出了“30/60双碳”、“新型电力系统”这些令咱们电力人特别振奋的目标，而需求响应也是频频出现在新闻报道中啦！

是的是的！发电侧调节能力随着新能源占比的提升而显著下降，我们公司已经提出最大负荷5%以上的需求响应目标了，南方有的省也创新开展市场化的需求响应。

太棒了，听说长三角一直是排头兵，虚拟电厂、聚合商这些新业态也可以参与需求响应了。

前年跟您讨论让我对需求响应很着迷，这两年也做了不少功课。

那你有什么新想法了吗？

需求响应的确是越来越时髦、越来越热门了，新型电力系统下需求响应地位也会越来越高，不过我还是认为现有需求响应方法有些不适应新形式发展了，需求响应工作也要与时俱进才是~

此话怎讲？

举个例子，去年国内大面积缺电，某些省份用4.5元kW/h去补贴用户，最后也只填补了负荷缺口的10%，这还是在我们需求响应发展最成熟的地方。

确有此事。营销人也是压力山大呀！我们知道这项工作重要性，工作繁重也不要紧，关键是当你使出浑身解数，用户应者寥寥时候就感觉有点不得劲！需求响应，需求响应，我有需求，他也得响应才是。

需求响应这么好的idea，为何到了实际中却举步维艰了呢？

我以为有两个重要的原因，一是缺乏商业模式，二是实施机制没有做到结果导向。

首先就是商业模式的问题，现在大家采用的基线型需求响应是严重缺乏商业模式的。最基本的问题，一个地方一年能做几次需求响应？

次数倒是不多。我们这边2020~2021年一共搞了5次吧，每次一般2小时，这已经比很多地方频繁了。

那这是个问题了，如果我是用户，我何必为了一年这10个小时去“大费周章”呢？多半早都忘了一干二净了，更别提去建设虚拟电厂了。

问题就在这里。不是要不要大费周章的问题，确实是很难做到。比如，最近大家都在大聊虚拟电厂，很多地方的虚拟电厂也都是通过需求响应参与调节的。这样一来，年利用小时数还不足10小时，这样的虚拟电厂不可能存活下去。

需求响应作为一种用户侧产品，就必须要让参与者长期投入、持续获益。通俗点儿说，就是要有“流量”。

你的意思是，需求响应要良性发展，就要有商业模式；要有商业模式，首先必须有“流量”；要有“流量”，就要求需求响应“常态化、规模化”开展？

正是。

两位可别站着说话不腰疼呀！天天做需求响应、人人都还要参加，别的不谈，单单是每个用户的基线我都没法计算了。

说得对，要想“常态化、规模化”，电网公司就不能为了搞一次需求响应而前前后后忙活半天，必须形成一种轻量化的实施方案。

就算实施方案轻量化了，可是我如何吸引流量呢？

“流量密码”很简单，最近刘畊宏的健身操不是一下子就火了嘛。要我说，主要就是他把健身搬出了健身房，过程一下子就轻松了，想跳的时候就会跟着跳一跳。

这个比喻好，咱也别把需求响应搞得太严肃，多一些宣传与引导，把参与需求响应作为举手之劳，图的就是一个娱乐感和满足感。

嗯嗯是的，只有足够轻量化与趣味化，商业模式才有生命力。

听起来不错。可以这样，虚拟电厂或者聚合商还是严格一点，普通用户则多一些趣味化，分分赛道嘛。

“轻量化”叠加“趣味化”，“常态化、规模化”也就不再困难啦！这样一来，需求响应商业模式自然就有了。

补充一下，商业模式很重要，但基线型需求响应问题还不仅仅是商业模式。

基线方法还有其他问题？

我认为基线有个先天的不足。基线都是通过种种方法“预测”得到的，但这个预测和我们常说的负荷预测实际是两个完全不同的概念。

这个我很有感触。我们做负荷预测，事后都可以根据实际运行情况，返过去验证我的预测做得如何，因为真实值是可获得的，我也很容易说得清楚。但基线预测有点麻烦，是假定用户不参加需求响应做出来的；一旦触发需求响应，这个假设就不能再现了，所预测的“基线负荷”压根儿不存在，我们不知道基线定高了还是定低了。

对呀，所以我们说“此预测非彼预测”。基线这个结果其实是无法证伪的。换言之，我们说它是，它就是；说它不是，它就不是。

目前也有一些用户总在问我基线是怎么计算出来的了。按你这么说，出现纠纷的概率肯定会随规模化、常态化程度加强而不断增加，到时候我就一个头两个大了。

所以从这个意义上，基线方法不具备规模化、常态化实施条件，对应商业模式可能也就不存在。

我有一点更深的理解，其实基线这个概念或许犯了人们常犯的“错误”，类似于“误差”这个概念。我们常讲误差，但国际计量学界从上世纪九十年代起，决定不再使用这个概念，转而用“测量不确定度”取代“误差”这个概念。原因在于，误差是测量值与真实值之差，而根据海森堡的测不准原理，真值其实是我们无法获知的。

听起来是有道理，基线真的是有些束缚拳脚了。但我觉得你说的“规模化、常态化”，说的不就是另一种需求响应——分时电价机制吗？我们国家早在1984年就开始尝试了，最新的新闻是山东省在居民侧也实施分时电价了。

小张说的没错，分时电价用了很多年了。不过我一直很困惑，分时电价效果到底怎么样？为何有了分时电价，电网公司又在叠加基线需求响应呢？

这又戳中我们的痛处了呀。分时电价不归我们管，更不能根据实际运行需要随时随地调整。我们想有针对性地做调节，还是得单独再搞需求响应。

照我看，分时电价只能说“貌似”不错，但解决不了根本问题。

你的想法很大胆呀，分时电价可是国家一直推行的机制哦。

科学不就是追求真理嘛，况且新型电力系统本身就是新产物，新产物需要新机制。对需求响应来说，商业模式背后的机制其实更为重要。

我先说个小故事，英国在殖民时期雇佣私人船只往澳洲运送罪犯，但船东收钱后总是不顾运送途中的罪犯死伤，最后到了澳洲就没剩几个人了。政府官员绞尽脑汁想降低罪犯运输过程中的死亡率，包括派官员上船监督，限制上船人数等等，效果都不如人意。如果你们是英国政府，有什么好办法吗？

我好像听过，英国政府后来采用一劳永逸的办法，以成功送达的罪犯数量来向船东付钱，途中的死伤率得以迅速下降。

嗯嗯，你们这个故事是管理科学里面的经典案例，说的是以结果为导向的机制，往往能够发挥难以想象的威力。

是的，我们盼望用户对负荷曲线进行整形，那就告诉大家什么是理想的结果呀！分时电价就差这一点，它并没给用户明确的目标。

我们给电价，间接引导用户。

你这个引导信号太“间接”了，而且颠倒了顺序。咱们应该先告诉用户响应的理想目标，大家各凭本事去调整，以结果论英雄。分时电价先把价格分段、浮动率都定死了，不就跟先把钱付了再让船东开船一样嘛。

你的意思是，把电价和需求响应的引导信号解耦开来，电价归电价，常态化的引导信号单独给？

没错，引导信号务必是结果导向的，同时也把电价解放出来。电价承载了太多，影响又极大，让它发挥本职工作就行啦。

我喜欢这样，我们不去动电价，我们只根据实际运行发布引导信号，这个调起来就非常灵活了。

这样很好，充分发挥结果导向的机制作用，而且这个导向还能由你们灵活掌握。

前两天听院士讲座，说新型电力系统绝非简单叠加新能源，而是整个能源系统的革命。今天跟你们讨论，看样子需求响应机制也同样需要革命性、颠覆性的研究。

是这样的，需求响应一定要充分吸引流量，足够轻量简单，以明确的结果为导向，来一次从机制到商业模式的重塑。

总结来看，我们想要的是规模化（Scalable）、常态化（Permanent）、轻量化（Easy）、趣味化（Attractive）的需求响应（Demand Response），连起来就是一把锋利的矛（SPEAR）！

这个比喻好，用需求响应这把锋利的矛，直击新型电力系统最大的难点。所以二位有何建议呢？

我们之前谈过的负荷准线需求响应不就是把锋利的SPEAR吗？站在电网角度给出全天的理想负荷曲线形状，最大的特点就是“更轻、更敏捷”。

这个我记得，好像大致流程就是这张图吧~

哈哈你还记得呢。

当然记得，我们公司这两年也在立项做准线需求响应的研究了，准线需求响应就是要“人人可参与，人人皆参与”，这跟今天讲的很match呀！

是的，准线需求响应就能够形成需求侧资源良性互动的生态圈，咱们要让它成为一个“大网红”。

那么问题来了，谁来给我们的“大网红”买单呢？

买单这个问题我有发言权。我接触了很多发电侧的朋友，无论是新能源还是传统电源，都感受到调节资源越发稀缺，都很希望有人能提供调节能力。只要咱们的 “大网红”SPEAR能做贡献，就不怕没人来买单。

谁受益、谁付费，要是能把调节需求、调节贡献给彻底量化，这个是可以延伸到整个电力市场的。

能否举例说明一下？

可以考虑让新能源这块来付费？因为这块调节需求是由于新能源引发的，最后的结果也是使得新能源消纳得到了极大的提升。与弃风、弃光相比，微小的调节费用应该也是合情合理的。

补充一个，可以通过绿证制度。用户购买绿证，支持可再生能源消纳，然后将这笔钱用于激励准线需求响应，进一步促进新能源消纳水平的提升，形成良性循环。所谓取之于民，用之于民。

只要理顺了机制，激励的方法会很多，当然这个还需深入研究。

买单的问题我理解了，其实只要有了统一客观的评价标准，谁做了贡献就一目了然，激励方式也就可以玩儿起来了。

关键我们有商业模式，有机制保障，产业做好了还怕饿着谁吗？

SPEAR未来会发展成什么样呢？

不妨大胆想象，未来的需求侧80%的用户可以自由地响应准线、20%的用户以虚拟电厂等更加闭环的形式响应准线。

有了矛，还有了80/20定律，真是给我们建设新型电力系统这艘宇宙飞船加入了强力的推进剂。

其实这些都不仅仅是电网公司的事儿，咱们谈了那么多商业模式，又有机制的保驾护航。如果这些能成为现实，说实话，我都想赶快去做一个需求响应的大户了。准备做绿色园区、虚拟电厂的朋友们真应该尽快上车啦！

主要作者简介

男，教授，上海交通大学博士生导师，主要研究方向：智能电网、智能调度、智能用电网络、需求响应、虚拟电厂等。E-mail:  gyhe@sjtu.edu.cn

男，教授，美国伊利诺伊理工大学博士生导师，主要研究方向：电力市场，电力系统经济运行、智能用电等。

男，博士，助理研究员，主要研究方向：虚拟电厂、需求响应等。