需求管理新模式

面對電力市場的新變化，DR和VPP作為需求側管理的重要模式異軍突起。所謂“需求響應”是指電力用戶針對DR實施機構發布的價格信號或激勵機制做出響應，主動改變自身用電行為，目前主要分為價格誘導型和激勵協議型兩種類型。

傳統DR源于美國，是從電力需求側管理中進化而來，以價格誘導和行政指令為主，主要包括我們所熟悉的分時電價、尖峰電價和可中斷負荷電價等方式。

傳統DR一般通過下達指令，實現負荷的削減，但往往很難做到快速響應。而在電網智能化的背景下，新型DR完全實現了自動調控，在電力供應緊張時，自動向用戶發出削減負荷的DR信號，家庭或企業等電力用戶自動接收DR信號，通過自己的能量管理系統控制調整用電，并對DR結果自動進行報告。

新型DR能夠實現迅速、高效和精準的電力實時動態調控，能有效解決電力供給側可再生能源發電出力帶來的巨大不確定性。

虛擬電廠的概念源自德國，從某種意義上來說，VPP既是分布式能源也是能源互聯網的創新應用。從電力供應角度來看，VPP利用互聯網和能源管理技術將企業和家庭所擁有的分散式小規模電源集成優化，進行遠程控制和利用，如同電廠一樣提供電力供給；從電力消費角度來說，VPP通過對用戶儲能裝置的聚合控制，能夠實現消納可再生能源富余電力，保障電力供需平衡。

日本用戶側分布式電源規模和潛力巨大，如表1所示。據推算，到2030年日本分布式發電設備裝機容量能夠達到2591萬kW，相當于25座百萬千瓦級煤電機組；若有10%的儲能設備參與電網調節，其規模將達到1320萬kW，相當于26座百萬千瓦級煤電機組的調節能力。

VPP實質上更是電力需求側管理的創新模式。VPP與DR既有重疊，又有區別。VPP重點在于增加供給，會產生逆向潮流；DR則重點強調削減負荷，不會發生潮流逆向。因此，是否會造成電力系統產生逆向潮流是VPP和DR兩者最主要的區別。

日本將狹義上的VPP定義為直接并網的可再生能源發電設備和儲能裝置，而廣義上的VPP還包括用戶側的新型DR，但傳統DR則不包含在其中。VPP（DR）涉及的分布式“電源”主要包括如下幾類：

（1）發電設備

家庭包括屋頂光伏、燃料電池、微型熱電聯產系統等，企業則包括自備發電機、熱電聯產系統、可再生能源發電設備等；

（2）儲能設備

家庭包含家用蓄電池、車載蓄電池、電子熱水器等；企業包括固定式蓄電池、車載蓄電池、冷藏冷凍倉庫、熱泵、蓄熱空調、電子熱水機等；

（3）節電設備

家庭包括空調和照明設備等，企業包括空調、通風設備、風扇、壓縮機、冷卻器、水泵等。日本推廣VPP（DR）的重點集中在住宅、辦公大樓、工廠、商業設施、公共事業和電動汽車等六大領域，以“光伏+儲能”為主要形式，表2列舉了日本VPP（DR）商業模式的主要業務特色。

早在上世紀70年代，日本就大力推行電力需求側管理（DSM），從1973年到2014年，GDP增加了2.4倍，但工業能耗卻減少了10%，節能水平達到世界之最。90年代，日本開始著手DR技術的研究，但真正開始實施DR是在2011年東日本大地震之后。

2011年至2014年日本在橫濱、豐田、京阪奈學研、北九州建立了四個智慧能源城市示范工程，測試了傳統DR的技術性和經濟性，其中最大成果便是制定了OpenADR 2.0b、ECHONET Lite等技術規范和相關接口標準。

新型DR技術則在近幾年才開始興起，2014年6月，日本第4次能源基本計劃提出：為推動用戶側有效開展節電，隨著電力改革穩步推進，要積極創造條件引進新型“需求響應”模式，通過用戶側需求管理，維持發電容量的合理規模，實現電力穩定供給。

2016年日本政府制定的“日本再興戰略”提出到2030年要實現DR占總電力需求6%的目標。2016年日本電力公司的DR容量約為10.7GW，其中78%負荷得到釋放。伴隨DR響應電量（電源Ⅰ-b）在批發市場（JEPX）上市交易，2017年被稱為日本的“DR元年”，開創了日本電力市場的先河。2017年12月，日本電源Ⅰ'通過競價實現對電力用戶側負荷資源進行統一調控，全年完成133萬kW的響應量，其中DR達到95.8萬kW，價值約合36億日元。

2015年6月，日本政府出臺的“日本再興戰略”明確提出推廣VPP的政策。2016年4月，“能源革新戰略”提出了推動VPP技術發展的示范工程建設計劃，制定了從2016年到2020年的政府補貼規劃，大力支持企業開展VPP技術研發，重點任務之一是驗證50MW以上虛擬電廠技術的可靠性，計劃到2020年實現VPP經濟自主。2018年7月出臺的第5次能源基本計劃，進一步明確了加快低成本儲能電池、V2G（Vehicle to Grid）、電轉氣（P2G）等技術推廣，加強低功率廣域網絡技術(LPWA)和M2M、P2P的技術研發，以進一步推動電源的低碳化，其中V2G是利用車載電池充放電滿足系統電力需求的一項技術，是VPP最具市場前景的技術之一。2016年日本有7個示范項目獲得總計26.5億日元的補助，2017年有6個示范項目得到總計60多億日元補助。