从需求侧响应到虚拟电厂——看日本如何攻克电力供需实时平衡难题

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从需求侧响应到虚拟电厂——看日本如何

攻克电力供需实时平衡难题

福岛核事故暴露出大规模集中式电力供给的脆弱性。因此，日本痛

下决心，要建设新一代电力系统和能源综合管理，将实现电力需求

侧管理的智慧化向以可再生能源、蓄能为代表的小规模分布式能源

体系的转型，但分布式电源如何动态优化组合、如何保证供需的实

时平衡成为这一转型的难题。在能源互联网的大背景下，需求响应

（Demand Response，简称 DR）和虚拟电厂（Virtual Power

Plant，简称 VPP）成为日本电力市场的新宠，他们不仅能够降低系

统基本负荷和峰值负荷，弥补日本大量关闭核电带来的电力供给不

足；而且还在负荷侧增加了电源多能集成的互补性，降低了火电调

峰需求，提高了可再生能源的利用；并促使电网必须根据不同类型

电源输出特性实现优化配置，推动电网智能化的提升。DR 和VPP

已成为当前日本分布式能源互联网市场创新的一大亮点。

电力市场新变化

随着大规模可再生能源接入电网以及智慧能源技术日新月异的发展，

近几年来，推广实施 DR 和VPP 技术的新商业模式在日本百花齐放，

DR 和VPP 的兴起源于日本电力市场环境出现的新变化，这些变化

的主要特征大体可以概括为“5个D”。

第一个是自由化（Deregulation）。

2016 年4月日本电力零售市场实现了全面自由化，多元化市场主

体纷纷加入电力市场竞争大军。

截至 2018 年3月，新成立的售电公司超过 500 多家，售电占比已

达13%，电力公司签约换手率突破 16.2%。电力用户不仅可以自

主选择售电公司，而且还能直接参与到 DR 和VPP 的市场交易中，

电力供需平衡不再仅依靠发电侧的“用多少发多少”，转而通过供应

和需求两侧的市场进行调节，自由化是日本电力市场变革的起点。

第二个是脱碳化（De-carbonization）。

为完成巴黎协定国家自主减排目标，日本一方面从电力供给侧入手，

大力发展以光伏发电为主的可再生能源以弥补核电缺口和替代化石

能源，但由于可再生能源发电本身所具有的间歇性和波动性，仍难

以保障电力的稳定供应；另一方面，从电力需求侧管理入手，除了

依靠传统的节能措施外，深度挖掘用户侧的分布式能源潜力，这已

成为日本实现脱碳化目标的一条新路径。

第三个是分散化（Decentralization）。

相较依靠大规模火电、核电等为中心的传统集中式电力系统而言，

日本正在构建以光伏、风电等小规模分布式电源以及结合储能技术

的新型分散化电力系统，终端用户不仅仅是电力的消费者，同时又

是电力的“生产者”。

第四个是数字化（Digitalization）。

互联网、大数据和 AI 技术加速了信息通讯与能源产业的深度融合，

促进了电力数字化的发展，不仅可以远程调控用户侧发电、蓄能和

用电设备，而且能将大量散落的小规模电源聚合起来，形成强大的

用户侧发电资源，配电系统由传统的单向潮流向满足供需平衡的双

向潮流转变。

第五个是人口过少过疏化（De-population）。

据预测到2050 年日本总人口将下降 30%，到 2100 年将下降一半；

电力需求在未来的 10 年预计将会减少 10%左右，电力产业的规模

经济性遭到前所未有的挑战。

需求管理新模式

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摘要：

从需求侧响应到虚拟电厂——看日本如何攻克电力供需实时平衡难题福岛核事故暴露出大规模集中式电力供给的脆弱性。因此，日本痛下决心，要建设新一代电力系统和能源综合管理，将实现电力需求侧管理的智慧化向以可再生能源、蓄能为代表的小规模分布式能源体系的转型，但分布式电源如何动态优化组合、如何保证供需的实时平衡成为这一转型的难题。在能源互联网的大背景下，需求响应（DemandResponse，简称DR）和虚拟电厂（VirtualPowerPlant，简称VPP）成为日本电力市场的新宠，他们不仅能够降低系统基本负荷和峰值负荷，弥补日本大量关闭核电带来的电力供给不足；而且还在负荷侧增加了电源多能集成的互补性，降...

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