2014年3月31日，《2014全球智能电网建设分布式能源及技术储备展览会暨高峰论坛》在国家会议中心举行，北极星电力网整理了日本早稻田大学客员研究员周意诚“实现智能电网的关键技术之一——需求侧响应技术的机理以及其面临的课题”演讲内容。全文如下：
周意诚：各位领导，各位来宾下午好。我讲的标题是实现智能电网的关键技术之一——需求响应技术的机理以及面临的课题。
首先为什么说需求响应是智能电网关键技术之一，因为我们在日本有一个电器学会，有一个调查委员会就智能电网进行了一个全面的调查，我是成员之一，对两百篇论文进行了总结归纳，智能电网有哪些关键技术呢?智能电网的一个基本概念特别是在初期比较模糊，现在还不能说特别清楚，比较清楚一点。比如说分布式电源、需求响应、VPP，排在第三的是需求响应，看出来需求响应确实是智能电网的一个关键技术。
另外还有一点，需求响应是中国国家电网自己成立了一个在智能电网首次发起的国际标准化，关于智能电网里面一个是需求响应，一个是电网和用户的测量，理查德是PC118的主席，看出来需求侧响应是实现未来智能电网的关键技术。
接下来讲一下日本的电力改革的一个状况，大家可以看出来从2000年到2005年，随着电力改革逐步的自由化，对象更加扩大了，自由化是根据电压等级，电量来决定。电压等级越来越低，需要的电量的千瓦也越来越低。日本大概是4到6年以后会实现电力市场，就像股票市场一样随时买卖。从这个意义上来说，自由化程度越大，对需求响应要求也就会越高。需求响应有很多方法，其中一个比如说是定价，另外一个是基于激励机制的，这个图表示的我们用电，激励机制是节约了电的话，相当于是发电方，发了多少电，电力公司给你一定的报酬，大家就知道我是节约了电，相当于是发了电，给了一个激励机制。
在日本这个交易是很多小的规模用户无法做到这一点，有一个集中商，把这些都集中起来作为一个交涉的对象。另一方交涉对象是电网公司，这样来进行交易。对需求响应从市场的机理来分的话，一个是批发市场，一个是零售市场，根据价格怎么定，根据状况怎么定可以进行简单的分类。批发市场的实时市场，或者每小时的市场。零售市场是我们一般比较熟悉的TOU，实时定价，还有紧急状况下的定价。下面表示电力系统的紧急状况还是一般状况，下面黄色表示的容量辅助服务程序，我不太清楚国内做的怎么样，日本还是一个探索，辅助服务。辅助服务包括无功，看起来不产生效果，但是实际上是对电力系统的稳定和可靠性起了很大的作用。如何提供这些呢?对于这些看不见摸不着的东西服务，我们简称是辅助服务程序。需求响应的是大家逐渐认识到它的重要性，一个最根本的问题是要对它进行成本分析，需求响应最后是定价，定价怎么定呢?得有一个道理，你是对谁有利?用户还是电力公司?还是公民?还是整个社会?这种有利是短期、中期长期的?最大的问题是效益到底有多大，我个人认为这个问题还没有很好的解决。虽然可以定价，但是根本的依据在哪里?效益有多大?现在还是一个探索阶段。为了实现需求响应，ICT技术也是非常重要的。
需求响应成本分析分几个：一个是需求响应的经济来源，由于需求响应带来电力成本的削减，这个应该是从总效益来分析，因为电力公司卖电少的话，收益就降了。但是整个的成本分析应该是从整体的角度来分析，削峰带来成本的削减，大家知道在高峰的时候电力成本最大。如何避免在高峰时候的成本，所谓的削峰平谷，在这部分可以带来效益。
另外一个是长期效益，需求响应带来电力投资，我们削峰平谷以后，持续负荷是曲线，平的话设备构成很重要，简单的介绍一下。
另外是社会效益，某种意义上可以达到二氧化碳排放量的削减，也可以看作是社会效益。
从某种角度上来讲，可以折算成一种经济效益。对于定价你怎么做?比如说TOU，你要保证其公平性、公正性、透明性、有效性。有必要明确电源构成和费用结构的基础上来设定需求响应的价格设定。
最后的结论是基于成本的电价设定是电力需求响应电价设定的一个基础。如果没有这个基础的话，定的价到底是好还是不好无法判断。
需求响应的效益成本分析，以需求响应为目的的电费设定，如何有效的实现削峰平谷以及节省电力。问题是现在大家都在做一些实验项目，价格设定以后用户如何响应?基于市场机制、还是激励机制?某种意义上说现场的实验是因为地点、季节、用户构成、人的心理变化而变化的，所以在某个地方做验证项目的话，在别的项目不一定用，美国做的中国不一定用，中国做的日本不一定用。中国某一个地方做的，这个地方能用，那个不能用，冬天用，夏天不能用，这个是需要深入分析的问题。
另外一个是动态定价，我个人决定存在一些问题，需要解决。一个是响应延迟，我们学控制的话有循环延迟。给一个信号，用户怎么响应时间段是多少?延迟怎么考虑?响应到底有多大?过大过小?虽然有验证项目，有那些数据，但是仅仅是局部的数据，不能说是宏观的数据。动态定价的话，究竟对电力市场的稳定带来什么影响?这方面还是需要进行分析的。就是说我们有待于对现场实验结果的分析，整个国民节能意识的提高，以及市场机理应用在市场发挥的作用。
这里有简单的一个图，学电力系统的人知道，年负荷曲线。876小时从大到小排过来，有一个最高负荷和最低负荷，最高是在夏天，最低是冬天。平的话，就很好构成。同样的电力系统规划的话，两个发电厂，一个是原子能基本费用比较高，运行费用比较低，一个是火电厂，建设费用低，可变费用高。这样有一个焦点，左边费用是蓝色的，右边按红色计算。对应这样一个点横过来，简单的说有两个发电厂的话，这里应该是平谷的价格，这是一个最简单的例子。
我们做了一些比较详细的分析，怎么样去对实时定价进行计算，时间关系，这些都是比较技术性的东西，不详细讲了。
大体的概念就是说一个电力系统的话，刚才说的三个发电厂，对应的是延负荷持续曲线，高峰的话三个发电厂发，低谷只有一个发电厂，蓝色表示哪个发电厂运行，有兴趣的可以看一看详细资料，进一步有兴趣的话，这是我们在日本电器学会发表的文章，大家一起可以分析。
对于年负荷持续曲线，刚才说的区间，C1是可变费用，C2是电厂2的，C3是电厂3的。这个也是成立系数，高峰的时候成立系数很大，低谷的时候很低，某种情况下很可能是负的。根据电力系统的可变费用、可靠性及运行费用全部考虑以后的定价方法，只要把这个计算出来就可以进行了。
刚才说的是年负荷持续曲线，我们动态是每天算的，你可以把年负荷曲线做一个统计处理，变成一个年的。比如说有这么一天，我们在不同的时段可以根据这种计算，把它的费用算出来，这种费用就考虑了可靠性、固定费用、可变费用基于成本的不同时段的电价设定，这是一个示意图。通过这样的计算，我们在需求响应的时候，定价的时候最基本的先要知道你的成本，在这个基础上你再定价，这是基于成本的电价计算方法。
简单说一下需求响应、分析方法。需求响应刚才讲的是从电力系统的角度分析，实际上它应该是一个很有前途研究方向。需求响应我们刚才讲的是从电力系统工程里面来说的，实际上从微观经济学你要响应，这是一个跟微观经济学相关的。另外要根据用户的行为，分析用户的行为怎么做，消费心理学也可以用。另外把需求响应和博弈放在一起，哪里有交涉哪里就有博弈，大家在意见不统一的时候怎么办?取一个平衡点，就是博弈理论。比如说家里面只有一台电视机，儿子要看动画片，老爸要看体育节目，妈妈喜欢看爱情连续剧，这个时候怎么办?三个人进行交涉，这个时候总有一种方法达到一个平衡，当然你说老子说了算也是一种方法，但是比如说是儿子挺聪明他说老师说让我们今天看电视据以后写感想论文，没有办法，全让他看。就是说你用这个部分的满足度或者不满足度都可以用某种方法表示。比如说需求响应的时候最后要控制空调，有人按照怕热，有人怕冷，怎么办呢?就用系统的分析方法，通过博弈，大家取得一个平衡点。这个平衡点是大家都认可的，当然这是简单的分析。
真的要做到需求响应的话，在这些方面是要进行进一步的研究才能做到的，要不然定价是很简单的，做个实验也不是太难，在日本价格设定10倍也没有多好。用户到底怎么想的?这些方面是需要进一步分析
刚才讲到微观经济学，做了一个简单的比较，微观经济学和电力系统需求响应做一个简单的比较。在微观经济学里面收益性分析很成熟，电力系统应该说是还是在研究验证阶段，微观经济学评价方法大于几十年的历史，在电力系统需求响应没有哪个权威说我这个方法是最好，还在探索。
对价格因素的影响微观经济学某种意义上比较单纯，需求响应很多，影响比较复杂。经济循环的影响的话，微观经济学比较高，电力需求响应对经济循环某种意义上讲相对比较低。储藏和输送的影响，微观经济学一般来说不是太大的，但是电力系统我们知道电能的储藏和输送的话，是一个很大的技术的难题。所以这样也是非常重要的，季节性，包括政府管制，微观经济学一般市场管制的比较少，电力系统不一样了，各个国家和各个地区不一样，管制少的到管制多的各种各样都有。
市场流通性微观经济学研究的都很好，流通性不好研究不出来。但是电力系统的需求响应研究不明确，需求响应的曲线相对是比较竖的，价格再怎么移动，竖坐标不动。市场流动性有待于提高，有多大还要进一步研究。
市场集中度还要进一步研究，从集中到分散各种各样都有。电力系统需求响应不光是电力系统的问题，是一个微观经济学，用户心理学、博弈论等等，一个综合的课题，要解决这个课题的话需要一定的时间。如果这个问题不解决的话，我们就不能简单说我们已经实现了智能电网，谢谢!
