2017年入夏以来，申城气温节节攀升，屡屡突破40摄氏度。截止到7月25日，上海市气象台共发布了10个橙色高温预警，3个红色高温预警。在高温天气影响下，上海电网更是5天内三次刷新负荷历史最高记录。7月25日，上海电网用电负荷站上了3268.2万千瓦的历史新高水平。
在电力负荷突破新的历史纪录之时，城市电网的安全运行又再一次提到公众眼前。电网安全在于供电和发电之间的供需平衡，但是理论上的最优在操作起来确是很难。尤其是近年来，随着上海国民经济的持续快速发展和人民生活水平的日益提高，上海市的电力电量屡创新高，负荷峰谷差逐年增大，对电网而言单一依靠发电侧调节负荷越加困难。
“供”与“用”之间的难题
据国网上海电力用电负荷管理中心统计，上海电网2006年最高负荷是1954.3万千瓦，而2016年最高负荷是3138.4万千瓦，十年间负荷增长率达到了60%。在一个自然年里，负荷也存在着显著峰谷差，2016年最低为862.4万千瓦，与最高负荷足足差了2276万千瓦。这些数据的背后呈现出供用电匹配的难度。
上海电网目前已经遇到“峰谷差”逐年增大的问题，但每年用电负荷最高的“尖峰时刻”时间都不长。如果为一年中的几次电力负荷紧张而增加发电能力，势必造成平时的电力供应能力过剩，这种为满足短暂的“尖峰需求”而投入的电网建设成本并不经济。既然“供”不能随意增加，那就要在“需”上做文章。
“调度部门对电网负荷有一个预估，如果能在预估缺口到来前的时间窗口内，让用户自行降负荷的话，就能达到供需平衡。” 国网上海电力用电负荷管理中心负责人郑庆荣这样说。
“被动接受”到“主动举手”的解题方式——电力需求响应
让用户自降负荷说起来简单，但是做起来不易。虽然近二十年来，用电负荷管理系统做到了限电到户，比90年代的大规模紧急拉电对用户的影响小了很多。虽然降负荷的效果立竿见影，但仍旧是一种硬性的行政化手段，其突发性不免给用户的生产带来影响，也难免会降低供电服务水平。
相较于负控限电，具有友好体验的需求响应则更为人性化。需求响应本质上是一种用电负荷精细化管理方法，在企业内部寻找在用电高峰期被浪费掉的、可以调控的、可以节省的负荷，把这些负荷分门别类与调控模式联系起来、储备起来，在电力高峰时使用。
需求响应作为需求侧管理的一个特殊领域在我国尚处于起步阶段。简单地讲，原来的负荷管理是用户“被动点名”，而现在的需求响应就是用户“主动举手”，自觉自愿地参加降负荷的行为，其目的是要让用户主动参与负荷管理，电网公司再用经济激励的方式反馈用户。
2014年，在上海市政府的主导下，上海成为全国首先实行电力需求响应试点工作的城市，试点工作的亮点在于探索电力削减负荷指标市场化调剂交易。试点工作成功的得到了政府各级部门的肯定。
2016年的9月5日，上海再一次进行了需求响应工作，共有5家工业客户和55家楼宇客户积极参与并认购了需求响应指标。整个需求响应过程反映迅速，在需求响应启动指令发布后30分钟内共降负荷0.47万千瓦，达到了预期效果。
“参加需求响应试点工作，不仅能保证我们这座城市的电网安全，还能适当给予企业经济补偿，我们当然乐意加入。”在这次试点试验工作中，主动认购了400千瓦指标的上海新亚药业公司企业负责人这样评价。
“上海市电力需求响应管理平台”于今年投入运行，随着试点工作的深入，上海将实现电力客户之间的负荷自由交易，客户具有自由选择是否参与试点的权利，目标是最终实现电力需求侧管理工作转入市场化运作的轨道，在全国率先建成电力需求响应的电力负荷交易市场，形成接轨国际、领先全国的上海特色。
刚柔并济”的解题思路——电力自动需求响应
目前上海电网已形成“五交四直”的受电格局，市外来电为上海市电力可靠供应发挥了积极重要作用。但上海电网作为华东电网的组成部分，依然面临特高压直流事故后系统频率稳定以及大功率缺额问题，存在大面积停电及拉限电风险。
需求响应考虑到了用户体验，采取了自主参与降负荷工作，但是真要到了电网危急得时刻，再要让用户选择肯定为时已晚。如还采取“拉闸限电”这一方式，无疑又是回到了老路。因此一种“刚柔并济”的新方式——自动需求响应产生了。
自动需求响应就是按照每家用户的用电特性，以下降5%—20%负荷为标准，编制个性化的需求侧自动响应策略。在负荷危机时刻，自动对用户进行降负荷操作。
自动需求响应终端是安装在用户侧，直连用电设备的控制装置。降负荷指标只要一旦发布，终端就能按照事先定好的降负荷策略，瞬间切断用户的相关用电设备，直接省去了用户的操作，为负荷的下降争取了更快的时间。这就是自动需求响应的“刚”。
对于每个用户来讲，降负荷策略也是根据用户的实际情况来制订的。上海某大型园区主要功能定位是办公和商业，因此在策略制定上，就将空调、景观照明以及自动扶梯作为优先降负荷的项目。而上海某大型超市策略上就是保证生鲜食品区和仓库的电源，将日常用品区域和办公区域的负荷管理纳入自动需求响应。
自动需求响应充分考虑到用户的个性化，根据每个用户不同的用电情况，通过量体裁衣式的降负荷策略，确保用户在降负荷时不影响安全和生产工作。这就是自动需求响应的“柔”。
自动需求响应的参与用户达到一定的体量，就能够产生用户尚未发生感受，就将负荷尖峰平于瞬息的效果。
“部分用户限电”到“每个用户发电”的解题畅想——电力海绵城市
作为国内最大的城市电网，上海电网在城市发展转型期呈现规模日益扩大、负荷特性清晰显著、电价调控灵活有效的特点。同时，根据预测，未来受到极端天气、市外来电受输电通道、局部地区电网建设受阻导致主设备重载过载等影响，上海电网仍将可能出现区域性、季节性、时段性的电力供应缺口，上海电网还将长期处于“紧平衡”状态。因此，不断的完善电力负荷管理手段，破解电力“供”与“用”之间这道难题，一直是负荷管理人的使命。
“我们在构思一个负荷海绵城市的理念，这将为我们的负荷管理开辟一条新的道路”国网上海电力用电负荷管理中心的赵建立这样说道。
将用电侧电力资源聚合成一个虚拟的可控集合体，参与电网的运行和调度，把每个电力用户看作一个电力海绵体，把整个城市用电侧部分看作是整体的电力海绵，实现“需求弹性，供需协同”。
海绵是柔性的，看着不大，但是捏一捏还是会有水出来。这就好比单个电力用户，单体对降负荷贡献不大，但是如果聚合了全部的用户，那将是非常海量的贡献。
换句话讲，以前的负荷管理理念是为保障城市大电网的安全，让部分用户限电，而今后就是让每个用户都能参与进来，这就相当于每个用户是个“虚拟电厂”，承担着在负荷紧张时期的发电作用。
试想一下，如果上海城市1000万用户能够向电网提供每户1千瓦的电力需求响应，就相当于新建了10台100万千瓦的发电机组及配套电网；如果1000万用户都能够将空调调高1度，又将产生多大的规模效应，又是多大的经济总量。
随着技术手段、管理方法的日新月异，国网上海电力用电负荷管理系统技术水平和创新能力不断提升。创建20年之后，目前上海的负荷管理终端数量达2.85万台，系统监视能力达到1450万千瓦，控制能力达到370万千瓦，系统负荷管控能力达到了历史最高水平。
初衷定位于有序用电以保障电网安全的用电负荷管理系统也呈现出多样性的发展可能。在肩负本职职能之外，着眼于拓展应用，让系统发挥更大地作用，更好地满足用户的用电需求。
