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清华大学专家:新型电力系统要走得稳 得用好需求侧柔性资源

2026-09-30 08:38来源:能源评论杂志作者:赵东元关键词:电力需求响应虚拟电厂统一电力市场收藏点赞

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下一阶段的重点不应是继续按照需求侧响应、虚拟电厂等不同业务类型分别建设封闭体系,而应建立能够统筹存量系统和新兴业态的需求侧柔性资源统一管理架构。

随着新型电力系统建设向纵深发展,新能源出力的波动性、随机性与用电负荷的多样性相互叠加,电力系统面临由电量平衡向电力、电量和灵活性协同平衡转变的新要求。如何把广泛分布于工业生产、公共建筑、居民生活、电动汽车、储能和分布式能源中的调节潜力,转化为可持续、可验证、可调度、可交易的柔性能力,并通过直接参与或聚合运营培育形成新型市场主体,进而建立与之相适应的统一管理和市场运行机制,已经成为新型电力系统建设亟须回答的重要问题。

近期公布的《新型能源体系建设“十五五”规划》和《新型电力系统建设“十五五”规划》,为需求侧可调节资源发展提供了新的政策坐标。根据两份文件,到2030年新能源发电量占比达到30%,全国电力需求响应能力超过最大用电负荷的5%,虚拟电厂调节能力超过5000万千瓦。这三个指标分别对应新能源发展、需求侧调节能力建设和分散资源聚合利用,表明需求侧的可调节资源(柔性资源)已经成为实现“十五五”时期电力转型目标的重要支撑。

需求侧柔性资源,价值有待释放

传统电力系统主要依靠电源侧跟踪负荷变化,通过调峰机组、备用容量和电网互济维持实时平衡。随着新能源装机占比持续提高,电力系统需要统筹应对多时间尺度的平衡问题:短时间尺度上,应对风光出力的快速波动和预测偏差;日内时间尺度上,应对午间新能源富余、晚高峰供电紧张及净负荷快速爬坡;更长时间尺度上,应对季节性供需错配、持续极端天气和新能源长时段低出力等风险。如果调节责任仍主要由电源和电网承担,不仅需要增加调节电源、储能和输配电设施投资,也可能造成部分资源利用效率不高。

需求侧蕴含着可观的调节潜力。工业企业可以在满足生产安全、产品质量和交付计划的前提下,通过调整生产时序、利用中间库存、改变部分设备运行功率等方式参与系统调节;公共建筑可以利用空调负荷的热惯性及冷热储能实现短时移峰;电动汽车可以通过有序充电降低晚高峰压力,并在条件成熟时进行双向调节;用户侧储能、分布式能源和综合能源系统则可以通过充放电及多能协同提高本地平衡能力。

需求侧柔性资源的价值不仅在于削减尖峰负荷,更在于通过日前、日内、实时等不同时间尺度的调节,促进新能源消纳、增强应急保供能力,并减少为少数尖峰时段配置电源和电网设施的增量投资。终端电气化水平越高,可挖掘的需求侧调节空间通常越大;需求侧柔性能力越强,电力系统接纳更高比例新能源和新增负荷的能力也越强。因此,新能源消纳与终端电气化并非相互独立的两项任务,而需要通过需求侧柔性资源建设形成协同推进机制。

需求响应与虚拟电厂快速发展,新旧问题交织

当前,我国需求响应经历了从有序用电、试点补贴到市场化探索的发展过程。《电力需求侧管理办法(2023年版)》提出,建立可用、可控的需求响应资源清单,支持负荷聚合商、虚拟电厂(VPP)等主体整合可调节负荷、分布式电源和新型储能参与需求响应。2025年,国家发展改革委、国家能源局印发《关于加快推进虚拟电厂发展的指导意见》,推动虚拟电厂由地方试点和模式探索进入规范化、规模化发展阶段。2026年印发的《新型能源体系建设“十五五”规划》和《新型电力系统建设“十五五”规划》进一步提出,构建灵活弹性的电力负荷生态,充分挖掘用户侧调节潜力,推动分散资源聚合参与削峰填谷和虚拟电厂规模化发展。由此,需求响应和虚拟电厂已由地方试点探索上升为“十五五”时期新型能源体系和新型电力系统建设的重要任务。

我国需求侧资源开发已经具备较好的用户、技术、平台和试点基础。但随着需求响应与虚拟电厂的并行发展,一些既有问题尚未根本解决,新的体系协调问题又逐步显现。

传统需求响应首先面临资源潜力与实际可用能力不一致的问题。调查潜力、协议容量、认证容量和实时可调度容量之间尚未形成清晰、统一的转换关系。从统计上看,部分资源具有较大调节潜力,但其实际能力受生产工艺、设备状态、用户意愿、响应速度、持续时间和恢复效应等因素制约。资源注册、能力认证、调度执行和效果评估这几者之间尚未完全贯通,需求侧资源规模统计的准确性、调节能力的可信度和实际调用效果仍有提升空间。

虚拟电厂快速发展也带来了新的体系协调问题。当前,需求响应主要依托政府主管部门指导、电网企业建设运营的新型电力负荷管理系统组织实施,由负荷管理平台承担资源接入、能力管理、响应组织、过程监测和效果评价等功能,并通过电网企业内部的跨平台业务协同纳入电网统一调度安排。虚拟电厂则通常由发电企业、售电公司、负荷聚合商等主体建设运营平台,对分布式电源、可调节负荷、用户侧储能和充换电设施等资源进行聚合、预测、优化控制和市场代理,并根据参与业务类型接入新型电力负荷管理系统或电力调度自动化系统。因此,需求响应与虚拟电厂并非两套相互独立的终端体系,而是需求侧资源通过不同组织和接入方式进入电网统一调度运行体系的两种实现路径。

两类平台的建设主体和功能定位有所不同,但在资源接入、状态监测、能力评估、优化控制、指令下发和响应评价等环节存在较为明显的交叉。由于需求响应、虚拟电厂、新型电力负荷管理、电力市场交易和配电网调度分别沿着不同业务逻辑发展,相关平台之间的功能边界和协同关系尚未完全理顺,资源标准、接口协议、准入要求、调度关系和结算规则也存在差异。同一需求侧资源可能需要在不同平台重复注册、重复接入和重复认证,同一调节能力还可能面临多头管理、重复申报及控制权限和安全责任不清等问题。如果缺乏统一的目标架构,平台接入规模和资源聚合容量的增长将难以充分转化为电力系统持续、可信、可调用的调节能力。

下一步应建设需求侧柔性资源统一能力体系

当前关于需求侧资源发展的讨论容易演变为“未来是需求响应还是虚拟电厂”的概念之争。实际上,二者并不处于同一逻辑层级。

需求响应所体现的,是用户根据价格信号、激励机制或调度需要调整用电行为的调节功能;虚拟电厂所解决的,则是如何通过数字化手段聚合和运营分散资源,使其具备参与系统运行和市场交易的主体条件。传统需求响应作为相对独立的管理体系,其独立性可能逐步下降,但需求响应所代表的需求侧的调节功能不会消失,而是将下沉为需求侧柔性资源体系的基础能力。虚拟电厂是组织和聚合这类能力的重要方式,但不是需求侧资源的唯一参与方式。

大型工业用户具备较强的自动控制、专业运维和市场交易能力,可以直接参与调度和市场;居民、楼宇、充换电设施等小微分散资源,更适合通过虚拟电厂或聚合商参与;部分用户还可以根据分时电价、实时价格及自身能源管理需求进行自主响应。不同组织方式应在统一能力标准和运行规则下并行发展,而不应通过平台和概念竞争相互替代。

因此,下一阶段的重点不应是继续按照需求侧响应、虚拟电厂等不同业务类型分别建设封闭体系,而应加强顶层设计,建立能够统筹存量系统和新兴业态的需求侧柔性资源统一管理架构。

建立“1235”需求侧柔性资源管理架构

面向新型电力系统运行需要,可以建立“1个平台、2套运行机制、3种组织方式、5个统一”的需求侧柔性资源管理架构。

“1个平台”即需求侧柔性资源统一管理与调度交易平台。这里的统一平台并不意味着全国只建设一个物理系统,也不是以新平台替代现有负荷管理、需求响应、虚拟电厂、调度和交易系统,而是形成逻辑统一、物理分布、分层协同的总体架构。平台应贯通资源注册、能力认证、预测申报、市场出清、安全校核、调度执行、实时监测、效果评价和计量结算等环节,实现需求侧柔性资源全生命周期管理。

“2套运行机制”即市场优化机制和安全保障机制。市场优化机制通过产品设计、主体准入、价格申报、优化出清、价格形成、计量结算和收益分配等环节,实现柔性资源的经济配置。安全保障机制通过资源认证、能力校核、配电网约束校核、指令权限管理、实时监测、网络数据安全、偏差处置和信用评价,保障资源调节能力真实可信、调度指令有效执行。

从现阶段实践看,传统需求响应更多服务于削峰保供和应急调节,运行机制相对侧重系统安全;虚拟电厂则主要通过资源聚合参与现货和辅助服务交易,运行机制相对侧重市场优化。但二者的功能边界不应固化。未来无论是需求响应资源还是虚拟电厂,均应同时接受市场机制的经济优化与安全机制的运行约束,实现资源配置效率与系统调节可靠性的统一。

“3种组织方式”即直接参与、VPP或聚合参与、自主响应。大型工业企业和具备相应条件的主体可以直接参与调度与市场;分散资源可以通过虚拟电厂或聚合商参与;用户也可以依据价格、调度和本地能源管理信号自主调整用能。三种方式共享统一的能力表达和运行规则,并根据资源规模、自动化水平和风险承担能力选择适宜路径。

“5个统一”即统一资源标识与目录、统一数据标准、统一接口协议、统一能力评价、统一调度交易与结算规则。通过统一资源身份、网络位置和聚合关系,解决资源重复注册和多头管理问题;通过统一数据和接口,促进不同平台互联互通;通过统一能力评价,明确理论潜力、技术潜力、认证能力和实际可用能力的转换关系;通过统一调度交易与结算规则,规范产品定义、基线测量、绩效评价、偏差责任和收益分配。

统一并不意味着取消地区差异,也不意味着所有资源采用完全相同的市场参数,而是首先建立共同的基础规则和技术底座,在此基础上允许各地根据电源结构、负荷特性和市场建设进度进行差异化设计。

我国需求响应发展路径建议

我国需求响应和虚拟电厂已经具备较好的资源、技术、平台和试点基础,下一阶段应以现有体系的衔接完善为重点,避免重复建设。

未来三年,应优先开展重点行业和典型场景需求侧柔性资源普查,科学区分理论潜力、技术可调潜力、经济可用潜力和可信可调能力;加快建立统一的资源编码、能力指标、测试认证、基线计算和测量验证标准,推动认证结果在需求响应、虚拟电厂、调度和市场系统之间互认,逐步形成可查询、可认证、可调用、可评价的柔性资源库。

未来五至十年,应与全国统一电力市场体系建设进程相衔接,逐步推动通过认证的需求侧柔性资源参与现货、辅助服务、容量保障和配电网灵活性服务,建立日前、日内和实时相衔接的资源申报、优化出清、调度执行、效果评价和计量结算机制。应进一步推动调度、交易、负荷管理、配电运行和聚合平台之间的数据贯通与规则协同,引导需求侧柔性资源由事件性、补偿性调用转向常态化、市场化配置。

从需求响应走向需求侧柔性资源,不是对既有体系的简单更名,也不是以虚拟电厂取代需求响应,而是资源管理、技术标准、组织方式和运行机制的系统重构。应以“1235”架构统筹需求响应、虚拟电厂、新型电力负荷管理和电力市场建设,推动需求侧调节潜力真正转化为新型电力系统持续可信的基础能力。

(作者赵东元,供职于清华大学能源互联网创新研究院。)

原标题:清华大学专家:新型电力系统要走得稳,得用好需求侧柔性资源
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