新型电力系统深度研究三：电力需求侧响应：基于数字技术的灵活性调节方式

需求侧响应是电力系统灵活性提升的重要一环。 电力需求侧响应是指电力用户基于价格信号或激励措施，通过暂时调整其用电需求，减少或增加特定时段的用电负荷，从而保障电网稳定运行，促进电力供需平衡的行为，是建立新型电力系统并提升其灵活性的重要一环。 短期来看，缺电、中长期新能源发电比例不断提升等有望倒逼电力市场化改革进程加快推进，有利于电力需求侧响应套利机制的完善，从而打通需求侧响应的商业模式并推动市场规模稳步提升；长期来看，随着工商业电气化、电动车保有量提升及分布式能源的进一步发展，精准调控的需求越来越大，需求侧响应具备长期发展的重要潜力。 近期我国新电改政策提速，推动电力需求侧响应商业模式逐渐完善。 （1）5月19日国家发改委就《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》、《电力负荷管理办法（征求意见稿）》向社会公开征求意见；（2）7月11日中央全面深化改革委员会第二次会议上通过了《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》；（3）7月13日，国家能源局提出全面加快建设全国统一电力市场体系，研究制定“1+N”基础规则制度，深化辅助服务市场机制。需求侧响应的相关制度和能力建设正加速推进，为需求侧响应商业模式的完善奠定基础。 电力需求侧响应及综合能源服务市场空间广阔，2030年有望达到千亿级别。 电力需求侧响应方面，根据我们测算：（1）2025年，我国县级负荷管理平台资产存量市场空间将达60亿元（渗透率达100%），虚拟电厂平台资产存量市场空间达204亿元，聚合商、虚拟电厂邀约型/市场型运营空间达到238/219亿元。 （2）2030年，我国虚拟电厂平台资产存量市场空间达320亿元，聚合商、虚拟电厂邀约型/市场型运营空间有望达到504/526亿元。 综合能源服务方面，根据清大科越招股说明书（申报稿）中援引自中国电力企业联合会《综合能源服务发展情况研究》中的有关数据，预计2020-2025年，我国包括能源互联网在内的综合能源服务产业市场潜力规模将由0.5万亿元增长到0.8~1.2万亿元；2035年步入成熟期，市场潜力规模约在1.3~1.8万亿元。 投资建议：我们认为新电改政策是建设新型电力系统的重要支撑，电力现货、灵活性资源整合、数字电力电网、统一电力市场是关键词。我们持续重点推荐电力需求侧响应（虚拟电厂、综合能源管理、电力电网数字化等）投资机会。 （1）软件类、综合能源管理业务或电力通讯类拓展综合能源管理公司，重点推荐：国能日新、安科瑞，建议关注：朗新科技、特锐德、威胜信息、鼎信通讯、友讯达、海兴电力、苏文电能。 （2）在电力需求侧响应中的负荷管理平台、虚拟电厂（聚合商）平台搭建具有先发优势和资源优势的国网、南网下属公司或重要供应商，重点推荐：国网信通、东方电子、南网科技、南网能源，建议关注国电南瑞、远光软件、恒实科技。 （3）以电表类业务为基，进一步扩展综合能源管理、电力EPC业务，拥有更高的业绩弹性，建议关注海兴电力、炬华科技、万胜智能、泽宇智能、苏文电能。 风险分析：产业政策变动风险、电网建设不及预期风险、用电需求下降风险、上网电价波动风险。 投资聚焦 近期我国新电改政策提速，5月19日国家发改委就《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》、《电力负荷管理办法（征求意见稿）》向社会公开征求意见；7月11日中央全面深化改革委员会第二次会议上通过了《关于深化电力体制改革加快构建新型电力系统的指导意见》；7月13日，国家能源局提出全面加快建设全国统一电力市场体系，研究制定“1+N”基础规则制度，深化辅助服务市场机制。 市场较为关注电改政策持续推进背景下电力需求侧响应业务相关的投资机会。 我们的创新之处 （1）详细测算了“十四五”以及到2030年我国负荷管理平台、虚拟电厂运营、综合能源服务产业的市场空间。 （2）介绍了全球典型虚拟电厂以及综合能源管理平台的商业模式，并对我国具备电力需求侧响应业务发展潜力的重点公司进行了全面梳理。 投资观点 我们认为新电改政策是建设新型电力系统的重要支撑，电力现货、灵活性资源整合、数字电力电网、统一电力市场是关键词。我们持续重点推荐电力需求侧响应（虚拟电厂、综合能源管理、电力电网数字化等）投资机会。 （1）软件类、综合能源管理业务或电力通讯类拓展综合能源管理公司，重点推荐：国能日新、安科瑞，建议关注：朗新科技、特锐德、威胜信息、鼎信通讯、友讯达、海兴电力、苏文电能。 （2）在电力需求侧响应中的负荷管理平台、虚拟电厂（聚合商）平台搭建具有先发优势和资源优势的国网、南网下属公司或重要供应商，重点推荐：国网信通、东方电子、南网科技、南网能源，建议关注国电南瑞、远光软件、恒实科技。 （3）以电表类业务为基，进一步扩展综合能源管理、电力EPC业务，拥有更高的业绩弹性，建议关注海兴电力、炬华科技、万胜智能、泽宇智能、苏文电能。 1、电力需求侧响应是建立新型电力系统并提升其灵活性的重要一环 构建新型电力系统是建设新型能源体系的重要内容。为实现“双碳”目标，能源是“主战场”，而电力是“主力军”。按照2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的战略目标，国家能源局为新型电力系统建设制定“三步走”发展路径： （1）加速转型期（当前至2030年）： 用户侧，灵活调节和响应能力提升至5%以上；电源侧，非化石能源消费比重达25%；电网侧，加快推进大型风电光伏基地建设；储能侧，多技术路线规模化发展以满足日内平衡调节需求。 （2）总体形成期（2030-2045年）： 用户侧，虚拟电厂、电动汽车等优质调节资源参与电力需求响应市场化交易；电源侧，新能源逐渐成为装机主体电源，煤电清洁低碳转型加速；电网侧，向柔性化、智能化、数字化、多元化转型发展；储能侧，长时储能技术（机械储能、热储能、氢能为代表）取得技术突破，实现日以上时间尺度调节。 （3）巩固完善期（2045-2060年）： 用户侧与电力系统高度灵活互动，消费电能同时生产电能的电力用户涌现；电源侧，新能源逐步成为主体电源，电能与氢能深度融合利用；电网侧，有望打造输电输气一体化的“超导能源管道”；储能侧，覆盖全周期的多类型储能协同运行。 图1：新型电力系统建设“三步走”发展路径 电力需求侧响应（Demand Response）是指电力用户基于价格信号或激励措施，通过暂时调整其用电需求，减少或增加特定时段的用电负荷，从而保障电网稳定运行，促进电力供需平衡的行为，具体而言： （1）电力需求侧响应和储能是一种竞合关系：均作为灵活性调节资源在新型电力系统中发挥重要作用；电力需求侧响应基本技术（电力预测、电力交易、电力调度等）也有助于储能设施的精准调控。 （2）电力需求侧响应的商业模式随着电力市场化制度的不断深化而完善：短期缺电、中长期新能源发电比例不断提升，倒逼电力市场化改革进程不断推进，有利于电力需求侧响应套利机制的完善。 抽水蓄能、煤电灵活性改造是2030年之前新能源改造的主要方式，短时新型储能也在不断发展；2030年以后，储能和需求响应成为电力系统灵活性提升的主力，电动汽车参与灵活性调节比重逐步提升；未来随着工商业电气化、电动车保有量提升及分布式能源的进一步发展，精准调控的需求越来越大，电力需求侧响应具备长期发展的重要潜力。 图2：电力系统灵活性多元提升路线图 建立清洁低碳、安全高效的新型能源体系，明确以消纳可再生能源为主的增量配电网、微电网和分布式电源的市场主体地位，加强电力需求侧管理，是中央关于实现碳达峰、碳中和的重要工作内容，也是“十四五”期间和未来一段时期内电力行业发展的关键方向。随着新能源大规模并网，电源侧的波动性和不确定性增强，构建新型电力系统将为新时代能源电力发展指明方向。 新型电力系统的四大特征包括： 安全高效：作为基本前提，确保电力系统安全稳定、高效运行； 清洁低碳：作为首要目标，满足经济社会高质量发展的电力需求，非化石能源发电逐步转变为装机主体和电量主体，能源消费低碳化、绿色电力市场化； 柔性灵活：作为重要支撑，源网荷储多向协同、灵活互动；发展灵活发电技术、各类储能技术和柔性电网； 智慧融合：作为基础保障，进行技术创新和机制体制创新，将数字信息技术融合电网。 图3：新型电力系统基本特征 图4：新型电力系统下源网荷储多元互动 电力系统的最终目标在于满足用户的用电需求，电力规划和电力系统运行需要以负荷曲线为基础。为了优化“驼峰形”的负荷曲线，需要提前调度需求侧资源以引导用户行为。具体措施为： （1）通过可中断负荷在高峰、电价较高时段进行功率调节和压减； （2）通过改变用户侧的行为使电力负荷可转移。 充分调度需求侧资源在电力规划和运行管理中非常重要。通过设计合理的电价和激励政策，提倡绿色节能的生活方式等措施，从而引导电力用户调整其用电行为、自发优化负荷曲线，在电力运行管理之前或期间缩小负荷曲线的峰谷差，平滑负荷曲线，在负荷高峰时段提供需求向下灵活性，降低电力供给难度和成本，保障电力系统安全稳定运行。 图5：电力需求侧资源的优化负荷曲线 不同资源提供灵活性的特性、优势和成本存在明显差异。 （1）考虑前期需求侧响应平台建设和固定资产投入等成本投入，需求响应的固定成本投入为200-400元/千瓦，相较于其他资源，需求响应提升电力系统灵活性的成本更低。 （2）在调节尺度上，目前可做到的是日度级的中时调节。随着电力系统数字化的不断升级及电力市场化的不断深入，未来需要做到日前及日内级别的短时调节。 表1：资源灵活性特性与成本总结 2、我国电力需求侧响应运行体系日趋完善 2.1、政策推动电力需求侧管理平台加速建设 2023年5月19日，发改委就《电力需求侧管理办法（征求意见稿）》、《电力负荷管理办法（征求意见稿）》向社会公开征求意见；目标为应对电力供需紧张、可再生能源电力消纳；开展需求侧响应工作，提升信息及数字化水平。 政策归纳为以下三点： （1）新增需求响应工作内容：结合新形势与新任务，基于电力市场建设进展与地方实践，新增了需求响应的工作内容。 （2）强化用电安全底线，拓宽绿色发展内容。进一步扩展和完善了需求响应、节约用电、电能替代、绿色用电、智能用电、有序用电的内容。 （3）充分运用新一代信息技术手段。结合“云大物移智”等新一代信息技术的快速发展，进一步推进电力消费智能化，实现电力利用效率的提升与电力利用方式的变革。 具体措施包括：县级及以上地方政府尽快构建电力需求响应资源库，电网企业成立电力负荷管理中心；建立和完善电力需求侧资源与电力运行调节的衔接机制； 配电网增容及线路改造和智能化升级。若2023下半年正式稿能够推出，2024年将迎来电力需求侧管理平台的建设高峰。 电力需求侧响应的管理机构为县级以上地方人民政府电力运行主管部门。实施主体主要包括电力用户、电网企业（省级及以上电网企业、地方电网企业以及增量配电网企业）、电力需求侧管理服务机构（负荷聚合商、售电公司、虚拟电厂运营商、综合能源服务商）、电力相关行业组织等。 电力需求侧响应可归纳为三级架构：一级架构由交易中心、调度中心和未来成立的负荷管理中心组成。三者形成良性配合，该管理机构由政府主导； 二级架构为虚拟电厂（VPP）或负荷聚合商。该级架构需要具有负荷资源；电网供应商或电网下属公司及有一定资源的发电企业、售电公司将具有更多优势，虚拟电厂短、中期服务电网的整体调度及负荷管理，中长期有望参与电力市场化交易；虚拟电厂的高效运营需要计量、通信、调度三大核心技术作为支撑。利用人工智能和大数据技术，可以帮助虚拟电厂运营商实现对可调电量的准确预测与动态调优； 三级架构为可调资源（电力用户、储能或新能源发电）。该级架构较为市场化，涉及微网建设、综合能源管理等，配合虚拟电厂进行电力调节。如果是规模化电力用户，可直接参与需求侧响应，可跳过负荷聚合商。 三级架构信息交流方式包括控制指令、电价激励、需求申报和状态量测等。电力负荷管理中心负责组织需求响应交易中心和调度中心通过控制指令、电价激励等方式，组