基于合同價格與現(xiàn)貨價格的電力市場需求側響應管理

衛(wèi) 煒

(杭州市蕭山區(qū)供電公司，浙江杭州311200)

[摘要]通過供給與需求曲線分析了電力市場需求側響應的作用，闡述了需求競價、容量付費與容量市場、靈活的遠期合同三種需求側響應激勵機制的方法和其適用性，最后以美國佐治亞州電力公司某用戶為例，通過經(jīng)濟效益分析證明采取合同價格與現(xiàn)貨價格相結合的方式具有足夠的需求側響應。

關鍵詞 電力市場需求側響應 合同價格 現(xiàn)貨價格

中圖分類號F407.61

0引言

需求側響應管理(Demand Response，DR)使用戶能夠參與電力市場的買賣行為，促進電力市場的深入改革，合理的需求側響應激勵機制能夠達到負荷移峰填谷、節(jié)能減排的作用。國內(nèi)外學者對此進行了大量的研究，曾鳴介紹了美國PJM電力市場的需求側響應應用機制，全生明對需求側響應的成本效益進行了分析，林曉明建立了雙向階梯遞變的電價體系。本文通過分析合同價格和現(xiàn)貨價格對需求側響應的關系來探討哪種需求響應激勵機制是有效且適用的。

1電力市場需求側響應的作用

， 在完全競爭性電力市場中，發(fā)電商、用戶共同決定價格。當發(fā)電容量充足時，價格為最后一個發(fā)電商的報價(發(fā)電成本最高者)，同時也是最后一個用戶的報價(報價最低者)，當發(fā)電容量不足時，價格為最后一個用戶的報價，即配給價格——指供電緊張時，按需求定量供應可用容量的價格(圖1)。

2需求側響應激勵機制

在用電緊張時，有三種方法可以使價格升至由需求來決定的水平。

2.1需求競價

需求競價是指需求曲線與供給曲線的正常交叉(圖1中的P點)，PJM電力市場的競價過程是發(fā)電商和用戶提前一天報價，報價被接收的發(fā)電商和用戶可以進入市場并簽訂合同，如果沒有履行合同，將按第二天的實時價格支付差價。實時市場上可以參與競價的需求來自于同意接收調(diào)度限制負荷的用戶，即當?shù)诙飕F(xiàn)貨價格達到一定水平時，這些用戶選擇減產(chǎn)、停產(chǎn)或從事非能源密集型的工作，同意調(diào)度削減他們的負荷。PJM電力市場提前一天報價的方法可以使發(fā)電商、用戶提前了解供給及需求的形勢，但效果也是有限的。調(diào)度雖然可以調(diào)節(jié)發(fā)電，但不能控制所有眾多的用電負荷，僅能控制那些用戶同意的可中斷負荷。

2.2容量付費和容量市場

為使足夠多的發(fā)電商原意進入市場為那些沒有需求響應的用戶提供穩(wěn)定的電量，容量電費的收取是另一種方法。在向完全競爭電力市場過渡的階段，邊際成本定價法不能讓發(fā)電商收回容量成本，容量付費的收取則可以為發(fā)電商帶來足夠的效益，從而保證有足夠的發(fā)電商進入市場。

英國電力市場采用的方法則是根據(jù)最高報價決定市場價格，如果出現(xiàn)供電短缺，市場價格則是最高報價與失負荷價值(VOLL，指對消費者價值的估算)的加權平均值，即：市場價格——最高報價×(1-失負荷概率)+VOLLX失負荷概率。同時該公式也作為價格上限，以防止供電緊張時，發(fā)電商通過減少供給市場的電量過度提高價格，限制了市場操縱力。

美國西北部新電力市場已經(jīng)開始建立容量市場，實施方法是要求所有供電公司在容量市場上從發(fā)電商那邊購買足夠的“容量券”，以滿足預期的高峰負荷，發(fā)電商則必須同意根據(jù)調(diào)度要求隨時將可調(diào)發(fā)電容量投放市場，同時提供一定數(shù)量的備用容量，以應對負荷過快變化。

2.3靈活的遠期合同

電力需求變化過快、無法儲備、用戶對于價格變化缺乏響應，這些都會導致電力市場現(xiàn)貨價格發(fā)生巨大變化，需要有足夠的庫存來平衡市場。而沒有足夠的生產(chǎn)容量是經(jīng)常發(fā)生的，因此發(fā)電商和用戶選擇簽訂遠期合同。

在一體化交易模式下，在實時交易前的某一段時間內(nèi)，發(fā)電商可以向電力市場提交信息，說明他們是否愿意根據(jù)實時價格改變機組的出力。比如一個200 MW容量的電廠，發(fā)電成本為32美元/MWh，按照遠期合同規(guī)定供應150 MW的電量，該電廠可以選擇固定報價或靈活報價。固定報價和過網(wǎng)模式相同，發(fā)電商根據(jù)遠期合同發(fā)150 MW的電量。靈活報價則可以根據(jù)實時價格選擇不同的策略：如果現(xiàn)貨價格為25美元/千瓦時，系統(tǒng)調(diào)度機構就不會調(diào)用該電廠機組，該電廠為了履行合同，必須從現(xiàn)貨市場上購買不平衡電量150 MW，這樣，該電廠節(jié)省了(32- 25)×150 -1050美元;如果現(xiàn)貨價格為40美元/MWh,系統(tǒng)調(diào)度該電廠200 MW電量，該電廠多賣出50MW不平衡電量，多盈利(40-32)×50—400美元D]。靈活報價的遠期合同是一種有效的激勵機制，使得有足夠多的發(fā)電商選擇進入市場，增加了電力供給。

3合同價格與現(xiàn)貨價格結合實例

當前電力公司或分2-3個時段(分時電價H或分2-3個階段(階梯電價)對用戶收取費用，但這種計價方式價格差幅度不足、且具有明顯的滯后性，不能在現(xiàn)貨價格較高時引起用戶足夠的需求響應。合同價格與實時價格相結合能提高用戶響應市場價格的積極性，例如可以規(guī)定某一定量的電力使用合同，多余部分則使用現(xiàn)貨價格。以美國佐治亞州電力公司某用戶為例，該州的電力用戶可以選擇現(xiàn)貨銷售和合同銷售相結合的方式，用戶可以按規(guī)定選擇某一電量的電能按合同價格支付，合同量外的所有電能按現(xiàn)貨價格支付。

如表1所示，該用戶固定電量電費為112美元，超出合同電量的電費為14美元，少用電量返回電費23.75美元，凈電費為102.25美元，該用戶對需求側有足夠的響!應，通過合理安排用電時間，在不減少用電量的情況下當天少支了9.75美元口]。

4結束語

電力市場需求側響應管理的方向是從合同價格向現(xiàn)貨價格過渡，當完善的電力市場尚未建立時，靈活報價的遠期合同對于發(fā)電商可以起到供給響應激勵作用，當供電緊張時，它會提高價格，引入新的投資;而將合同價格與現(xiàn)貨價格相結合對于用戶則可以起到需求響應激勵作用，使用戶自覺在低谷時多用電，高峰時少用電，從而保證電力的正常供給與需求。

參考文獻

[1]曾鳴，王冬容，需求側響應在電力批發(fā)市場中的應用[J].電力需求側管理，2009，11(1)：13-16

[2]曾嗚，馬少寅.基于需求側響應的區(qū)域微電網(wǎng)投資成本效益分析[J].水電能源科學，2012(7)：190-193

[3]全生明，許風茹.需求側響應的成本效益分析[J].華東電力，2010,38(5)：635-637.

[4]襪曉明，肖勇，智能電網(wǎng)建設中加強電力需求側管理研究[J].中國電力教育，2011( 30)：46-48.

[5]許子智.美國電力市場發(fā)展分析及對我國電力市場建設的啟示[J].電網(wǎng)技術，2011(6)：162-165.