隨著智能電網建設的不斷推進與電力體制改革的持續發酵，需求側資源在配合電網削峰填谷、消納可再生能源等方面的作用正在被重新認識。需求響應（demandresponse，DR）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，并改變自身用電模式的市場化參與行為。部分國家已經通過立法形式，從戰略層面將DR資源與發電側資源等同對待并進行調用。

DR是在電力市場化機制背景下發展起來的，它的主要作用是通過電網側與用戶側互動，提高電力系統運行效率，為DR各參與方帶來效益。美國最先開展DR技術研究和試點，提出了DR系統通信協議規范OpenADR，并在加拿大、日本、中國臺灣等地廣泛試點應用。

目前，國內在DR系統開發、試點項目實施過程中，借鑒了OpenADR的有關內容，但更多的是立足國內現狀，基于電網企業相關業務應用系統（如負荷管理控制系統、用電信息采集系統等）建設DR平臺，通過招募負荷聚合商等對電力用戶側負荷資源進行統一調控。同時，我國的DR機制和項目設計，多數情況下由政府主導，參與用戶以工商業用戶為主。

DR適應當前電力系統的發展要求，不僅有利于促進電力系統的高效運行，更對整個電力行業發展、節能減排發展以及社會經濟發展等方面都有著重要的戰略作用。由此可見，DR的研究與實施有著重要的現實意義。近年來，國內外均積極開展了DR的研究與實踐，本文介紹了國內外DR研究現狀與發展動態，分析了DR發展面臨的新形勢，展望了未來DR的發展趨勢，可為DR的技術和政策研究提供借鑒。

1 國外需求響應研究現狀與發展動態

1.1 國外研究現狀

1.1.1 美國

美國電力市場環境開放，是世界上實施DR項目最多、種類最齊全的國家，其DR起步早，相關政策法規相對完備，理論研究相對完善，處于世界領先的水平，美國DR的發展歷程如圖1所示。

圖1美國DR發展歷程

美國勞倫斯伯克利國家實驗室從2002年開始研究DR通信協議，并主要承擔OpenADR的研究工作，2010年5月，OpenADR成為美國首批16條智能電網“互操作性”標準之一，2011年進行了OpenADR2.0版本的認證和測試；2012年，OpenADR聯盟將OpenADR2.0a作為美國的國家標準發布。

霍尼韋爾研究的ADR系統由DR自動化服務器（demandresponseautomationserver，DRAS）驅動，并與用戶的能量管理系統相接。系統采用OpenADR通信協議實現DRAS、控制器和能量管理系統（energymanagementsystem,EMS）之間的信息傳遞，旨在幫助用戶改善能效，降低電網在用電高峰時段的負荷。

加利福尼亞能源委員會與加州大學伯克利校區的跨學科研究團隊簽署合同，開展了DR技術研究。目前在這方面做得比較好的公司有Comverge，Atmel，Ambiant，LOXONE等，其中Comverge是一個智能能源管理解決方案供應商，該公司于2013年2月4日推出了DirectLink系列產品，并憑借此系列產品獲得了TMCnet網站頒發的2014年智能電網產品年度大獎。

西門子公司研發的需求響應管理系統（demandresponsemanagementsystem，DRMS），已在北美最大的能源及能源服務提供商之一—DirectEnergy公司上線應用。DRMS將整合DirectEnergy公司每個用戶的輔助計量設備，并采集消費數據，通過分析以便更好地決定市場交易的能源量。DRMS能夠支撐DirectEnergy公司對供應方合約進行套期保值，或在高需求及供應價格升高時獲得最大化收入，來優化以市場為導向的交易。

1.1.2 歐洲

法國在1996年便提出了名為Tempo的需求響應電價項目，此項目將全年分成藍色日、白色日和紅色日3種電價，每天又分峰荷與非峰荷2種電價。

愛爾蘭國家能源監管委員會針對家庭用戶及中小型企業開展了智能計量系統測試、成本效益分析等DR相關技術研究，其中比較分析了按月計費、雙月計費、戶內顯示、減負荷激勵這4類向用戶反饋模式的效益。

德國的弗勞恩霍夫研究所（Fraunhofer）開發了雙向能源管理界面用于管理家庭能源，旨在實現從能源供應商接收電價信息，并在成本最優化條件下控制可轉移負荷的功能。

意大利國家電力公司、意大利電信公司和家電企業開展“Energy@Home”技術研究，旨在通過家電、智能電表和寬帶通信的合理聯接實現DR用戶和電網的雙向互動，在提高能效水平的同時，降低電網的高峰負荷。

1.1.3 日本

2012年，經濟產業省對DR用例進行調查，最后確認使用OpenADR2.0作為日本自動DR標準基礎。2013年開始應用《日本需求響應接口規范1.0》這一過渡性規范。該規范由經濟產業省設立的DR行動小組負責起草，適用于電力公司（能源供應商）與電力用戶（獨立服務提供商和終端消費者）之間通信。日本2014年底實施自動DR實證試驗。使用ADR國際標準規格OpenADR2.0，在電力供應緊張時，自動向用戶發出節電要求信號（簡稱DR信號），家庭、企業等用電方自動接收DR信號，用EMS控制用電量，對DR結果自動進行報告。

1.1.4 澳大利亞

澳大利亞于2005年成立了EL-054標準委員會，該標準委員會致力于研究利用DR解決空調負荷過高的問題。2012年，標委會發布AS/NZS4755系列標準，促進了電力用戶側具備規模的能夠及時快速響應電網企業需求的家庭電氣設備集群的形成，以及靈活需求響應服務市場的建立。AS4755主要包括3部分：AS4755.1主要是需求響應的概念和術語；AS4755.2主要是關于需求響應使能裝置，該裝置用于在需求方和響應方之間傳輸有關信息；AS4755.3主要從物理層面、功能層面規定了需求響應實施過程中相關電氣設備的信息交互接口實施參與需求響應。

1.2 國外發展應用動態

1.2.1 美國

美國各州DR項目的開展各具特點，加州主要運營負荷參與計劃、需求削減計劃等項目，紐約州主要利用可中斷負荷參與日前現貨市場或運行備用市場。美國的DR項目見表1。美國出臺了很多DR激勵政策見表2。

1.2.2 歐洲

法國的Tempo項目是分時電價的典型成功案例，超過1000萬消費者參加了這一項目；2015年創立的KiwiPower公司，利用DR能夠為英國電網完成近200MW的電力調配，且持續時間可以長達1h。歐洲有8個區域性電力市場，沒有統一的市場規則及技術標準，也沒有整體性的DR計劃，因此歐洲各國主要依據各自制定的方案和規則開展DR項目，歐洲DR實施情況見表3。

1.2.3 日本

京瓷株式會社、日本IBM株式會社、株式會社東急Community集團等公司，為實現電力供求平衡并構筑電力穩定供給模式，啟動了自動需求響應（autodemandresponse，ADR）實證試驗。該試驗使用ADR國際標準規格OpenADR2.0Profileb，在電力供應緊張時，自動向用戶發出節電要求信號，家庭、企業等用電方自動接收DR信號，利用能源管理系統控制用電量，對DR結果自動進行報告。試驗地點為京瓷橫濱事業所等共計25處，試驗一直持續至2015年3月。

目前，在日本大多仍然是由供電方用電話及電子郵件的方式，向用戶發出節電請求，難以迅速應對時刻變化的電力供求情況。如果實現自動化，則有利于維持供求穩定。

2 國內需求響應研究現狀與發展動態

2.1 國內研究現狀

中國電力科學研究院在需求響應領域開展了標準體系、仿真系統、終端和系統研發等工作，建立了國內首個需求響應仿真實驗室，已經初步具備用戶側分布式電源并網、工商業及居民負荷集群調控等仿真試驗功能，取得了美國OpenADR聯盟授予的一致性測試實驗室資質，成為繼韓國、日本之后中國首家OpenADR一致性測試實驗室。清華大學建立了基于成本—效益分析的經濟驅動需求響應模型，實現了用戶參與需求響應成本效益的精細分析。華北電力大學提出了自動需求響應信息交換接口設計方法，設計了接口的體系架構、層次模型和接口功能。東南大學基于系統動力學方法，建立了需求響應資源綜合價值評估模型。

2.2 國內發展應用動態

從2013年國家開展電力需求響應城市綜合試點建設以來，北京、上海、江蘇、佛山分別實施了DR項目試點工作。經過3年的試點培育，我國DR試點工作形成了政府主導，電網企業支持參與，負荷集成商規模化、系統性整合電力用戶資源，電力用戶廣泛主動參與的DR工作體系。

2.2.1 北京需求響應試點

2015年，北京市發改委建立了北京市電力需求側管理服務平臺，將部分負荷集成商的企業平臺和北京節能環保中心的公共機構監測平臺接入。平臺分為3級架構，分別為市級平臺、集成商平臺、用戶平臺。市級平臺具備DR功能，可實現DR事件和實施指令發布，并對實施數據進行監測和統計。DR用戶可通過負荷集成商平臺接入市級平臺，由負荷集成商對用戶進行DR全過程管理。平臺架構可實現3級平臺響應信號的信息化傳遞和響應數據的實時采集。2016年，北京市發改委正在研究通過以下途徑落實需求側潛力挖掘工作：①重點面向有序用電名單內用戶和空氣重污染情況下停限產用戶推廣DR應用，優化用戶生產方式；②提升公建領域用戶對DR工作的認知，在不影響用戶正常工作生活體驗的情況下，鼓勵用戶實施空調計量和控制改造，形成可復制可推廣的DR參與模式；③繼續推廣居民側DR，提升社會認知度，挖掘居民側用戶響應潛力，并創新執行手段和方法。

2.2.2 上海需求響應試點

2015年，上海市電力公司為了完善DR平臺上的需求側管理服務，研究開發了基于光纖通信方式的負荷管理終端，實現了客戶分項計量數據接入、遠程視頻監控、指紋登陸識別、自動程序升級等功能。其終端還具備開放式軟件平臺，可以根據需求拓展相應的終端功能，將為DR業務提供后續拓展空間。2016年，上海市電力公司再次完成求響應平臺改版工作，并已通過實踐應用。平臺作為上海市需求側管理平臺的主要模塊，將繼續增強與現有用電負荷管理系統以及負荷集成商之間的數據交互。同時，公司通過研究基于利用建筑分項計量監控平臺進行商業樓宇DR的控制策略與市場機制，依托上海市長寧區、黃浦區的公共建筑分項計量平臺，對公共建筑進行DR控制，從而降低能耗，節約資源。

2.2.3 江蘇需求響應試點

國網江蘇省電力公司對用戶申報條件、啟動原則、工作流程、補貼辦法、各方權責等DR全過程進行了詳細分析，支撐省經信委制定了《江蘇省電力需求響應實施細則》，研發了涵蓋DR用戶申報、用戶審核、多方簽約、需求發起、用戶反饋、效果評估與反饋、用戶申訴與反饋、補貼核算等DR全業務流程的電力DR平臺，作為電能服務管理平臺的DR子模塊進行應用，實現了電力DR工作全系統化、網絡化運行。

2.2.4 佛山需求響應試點

佛山在電力需求側管理平臺上，拓展了自動需求響應功能，并依托電力公司的負荷管理系統采集和監測參與響應用戶的負荷數據；管理模式為政府主導，電網公司具體組織實施，負荷集成商、電力用戶積極參與；項目類型主要為自動需求響應；實施模式規定參與用戶3年內累計參與響應次數不少于10次，參與響應負荷一般不超過該用戶總負荷的15%，補貼標準為130元/kW。

2.2.5 國內DR試點實施動態

國內DR試點實施動態見表4。

各省市DR實施情況對比見圖2，由于各省市用電負荷總量差異較大并且開展DR試點工作的時間不同，因此采用累計響應容量與該省（市）2016年度最大用電負荷的比值這一指標來對比分析各省市DR實施情況。

圖2各省市DR實施情況對比

通過圖2可以看出在DR發展方面，江蘇省DR試點工作處于國內領先水平，其他各省市DR試點工作也在有序進行。表5對國內典型省市DR試點實施情況進行了總結。

3 我國需求響應發展面臨的新形勢

隨著互聯網+智慧能源戰略實施、售電側改革以及智慧城市建設工作的不斷推進，DR的發展也將面臨新的變化。

3.1 互聯網+智慧能源戰略實施

“互聯網+智慧能源”戰略實施的核心是利用互聯網技術，促進以電力系統為核心的大能源網絡內各類設備的信息交互，實現能源生產與消耗的實時平衡。海量分布式電源的廣域協調和即插即用，未來可以雙向互動的分布式儲能，能夠提供遠距離、大容量的需求側響應能力。隨著“互聯網+智慧能源”戰略的實施，DR相關技術進一步與客戶需求相結合，體現了能源電力作為一種商品的本質屬性。但現階段，DR的示范應用仍局限于園區、小區、家庭等較小范圍，需進一步探索更大范圍的試點應用及商業化運營模式。DR的廣泛實施，將使需求響應資源成為電網削峰和消納可再生能源的重要支撐手段，能夠有效促進能源資源優化配置和綜合能效提升。

3.2 售電側改革

DR實施模式方面，隨著電力體制改革的深入，國務院不僅明確了DR和其他需求側資源在確保電力供需平衡上的重要作用，而且重點提出深化電價改革以及引入市場機制的目標。此外，有序地縮減行政需求規劃以及鼓勵用戶與電力公司簽訂可中斷負荷合同也是政策的推動方向。從本質上來看，這些舉措都為DR的發展提供了更加便利的環境。實施主體方面，電力體制改革鼓勵多途徑培育市場主體，使參與主體多元化，售電主體的改變直接導致DR實施主體的變化，由原來單純由電網企業主導實施DR變為多主體實施DR。實施流程方面，電力市場化的不斷發展，售電公司、DR聚合商等都能夠參與實施DR，DR的實施主體更加多元化；同時市場化機制使得能源交易中心不斷涌現，這些都將對DR的實施流程產生較大影響。

綜上所述，隨著電力市場化改革的推進，DR市場空間廣闊，實施機制也將隨商業模式的發展得到進一步的改革，容量輔助服務、需求側競價等措施將逐步推廣應用，為DR的后續發展奠定基礎。

3.3 智慧城市

智慧城市就是運用信息和通信技術手段感測、分析、整合城市運行核心系統的各項關鍵信息，從而對包括民生、環保、公共安全、城市服務、工商業活動在內的各種需求做出智能響應。DR能夠為分布式電源與DR協調優化運行奠定技術基礎，促進分布式電源的規模化發展應用，對于減少傳統化石能源利用、保護環境具有重要意義，是智慧城市建設不可或缺的一部分。未來全覆蓋的能源信息網絡和城市能源互聯網綜合監測與管理平臺的建設為DR提供了更大的發展空間。

4 我國需求響應發展趨勢

4.1 參與主體多元化

隨著電力市場化改革的推進，售電和增量配電業務放開、交易平臺相對獨立、電網企業盈利模式改變等，都將深刻影響DR工作的開展。尤其是售電主體的改變直接導致DR實施主體的變化，由原來單純由電網企業和用戶實施DR變為多主體實施DR，實現參與主體多元化發展。售電側市場化鼓勵多途徑培育市場的參與主體，鼓勵售電主體的多樣化，例如允許和鼓勵符合要求的經濟技術開發區、高新產業園區、發電企業、擁有分布式電源的用戶、節能服務公司以及社會資本等進入售電市場，從事售電業務，組成多元化的售電主體，促進電力交易市場的發展。

4.2 運行機制市場化

從20世紀90年代開始，隨著電力市場的發展和成熟，DR的概念也逐漸被廣泛應用。在電價信號或激勵指令下，可削減負荷可以被用來改善用戶負荷形狀，實現電能消耗的減少和用電的優化，達到優化系統資源配置的效果。由于電力需求往往會以一定的價格彈性呈現，市場機制可發揮重要作用，DR資源可參與電力市場的競爭，由市場價格引導需求側的用電行為，自動調節余缺。DR市場空間廣闊，實施機制也將隨商業模式的發展得到進一步的改革，應繼續對電力削減負荷指標市場化交易進行研究，可以通過適當放寬削減負荷指標對大用戶的限制，進一步促進電力DR負荷交易市場的發展。在此基礎上，嘗試將其納入電力交易中心范疇，呼應電改政策的要求，實現電力DR工作的市場化運作。

4.3 系統決策智能化

隨著信息技術、人工智能技術的不斷發展，需求響應系統、終端產品不斷推陳出新。傳統需求響應業務執行過程中，用戶側負荷設備被動接受來自電網側需求響應控制指令，而未來基于人工智能的用戶側設備自適應調節將會逐步得到發展。在需求響應服務系統、需求響應聚合系統以及用戶側需求響應終端中，都將會內置具有自學習功能的需求響應運行策略庫，該策略庫將為需求響應服務商、聚合商以及參與響應的用戶提供智能決策功能，協助上述參與主體更加高效、經濟的參與需求響應，實現各方利益最大化。

4.4 執行方式自動化

傳統的人工參與方式，既影響了用戶對DR事件的響應速度，又受人為主觀因素影響增加了不確定性，直接影響了DR業務實施效率。電網與用戶側系統智能化程度的不斷提升，為DR自動化實施奠定了基礎。自動DR是建立在集成的、高速的信息系統基礎上，通過應用量測、采集、自動控制、智能決策等技術，實現電力用戶主動參與電網運行。在DR的基礎上引入智能化終端和自動化技術，使參與DR的參與主體通過一個開放且通用及互操作的標準通信技術，根據接收的信號自動啟用設置的DR策略，從而實現DR的自動化和智能化。自動DR不依賴于任何的人工操作，可以大大提高DR的時效性、可靠性、靈活性和成本效益，不僅優化了電能配置，更將實時調度的概念引入DR，使其能向系統提供實時的輔助服務。DR的自動化在充分利用負荷的實時可調節潛力的同時，提高了系統的安全穩定運行以及消納新能源的能力，也更加有利于用戶側資源參與電力市場。

5 結語

隨著電力市場化改革的推進，DR作為一種新生業態，市場空間廣闊，實施機制也將隨商業模式的發展得到進一步的改革，容量輔助服務、需求側競價等措施將逐步推廣應用。需求響應業務常態化實施的政策基礎已初步具備，下一步仍需對負荷設備、儲能設備以及分布式電源等需求響應資源參與電力市場運行的模型、策略、接口等進行深入研究，支撐電網公司、售電公司、能源服務商以及電力用戶等不同參與主體便捷、高效地實施和參與需求響應業務，推動需求響應業務更好更快發展。