基于合同價(jià)格與現(xiàn)貨價(jià)格的電力市場(chǎng)需求側(cè)響應(yīng)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(chǎng)需求側(cè)響應(yīng)的作用，闡述了需求競(jìng)價(jià)、容量付費(fèi)與容量市場(chǎng)、靈活的遠(yuǎn)期合同三種需求側(cè)響應(yīng)激勵(lì)機(jī)制的方法和其適用性，最后以美國(guó)佐治亞州電力公司某用戶為例，通過經(jīng)濟(jì)效益分析證明采取合同價(jià)格與現(xiàn)貨價(jià)格相結(jié)合的方式具有足夠的需求側(cè)響應(yīng)。

關(guān)鍵詞 電力市場(chǎng)需求側(cè)響應(yīng) 合同價(jià)格 現(xiàn)貨價(jià)格

中圖分類號(hào)F407.61

0引言

需求側(cè)響應(yīng)管理(Demand Response，DR)使用戶能夠參與電力市場(chǎng)的買賣行為，促進(jìn)電力市場(chǎng)的深入改革，合理的需求側(cè)響應(yīng)激勵(lì)機(jī)制能夠達(dá)到負(fù)荷移峰填谷、節(jié)能減排的作用。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，曾鳴介紹了美國(guó)PJM電力市場(chǎng)的需求側(cè)響應(yīng)應(yīng)用機(jī)制，全生明對(duì)需求側(cè)響應(yīng)的成本效益進(jìn)行了分析，林曉明建立了雙向階梯遞變的電價(jià)體系。本文通過分析合同價(jià)格和現(xiàn)貨價(jià)格對(duì)需求側(cè)響應(yīng)的關(guān)系來(lái)探討哪種需求響應(yīng)激勵(lì)機(jī)制是有效且適用的。

1電力市場(chǎng)需求側(cè)響應(yīng)的作用

， 在完全競(jìng)爭(zhēng)性電力市場(chǎng)中，發(fā)電商、用戶共同決定價(jià)格。當(dāng)發(fā)電容量充足時(shí)，價(jià)格為最后一個(gè)發(fā)電商的報(bào)價(jià)(發(fā)電成本最高者)，同時(shí)也是最后一個(gè)用戶的報(bào)價(jià)(報(bào)價(jià)最低者)，當(dāng)發(fā)電容量不足時(shí)，價(jià)格為最后一個(gè)用戶的報(bào)價(jià)，即配給價(jià)格——指供電緊張時(shí)，按需求定量供應(yīng)可用容量的價(jià)格(圖1)。

2需求側(cè)響應(yīng)激勵(lì)機(jī)制

在用電緊張時(shí)，有三種方法可以使價(jià)格升至由需求來(lái)決定的水平。

2.1需求競(jìng)價(jià)

需求競(jìng)價(jià)是指需求曲線與供給曲線的正常交叉(圖1中的P點(diǎn))，PJM電力市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)過程是發(fā)電商和用戶提前一天報(bào)價(jià)，報(bào)價(jià)被接收的發(fā)電商和用戶可以進(jìn)入市場(chǎng)并簽訂合同，如果沒有履行合同，將按第二天的實(shí)時(shí)價(jià)格支付差價(jià)。實(shí)時(shí)市場(chǎng)上可以參與競(jìng)價(jià)的需求來(lái)自于同意接收調(diào)度限制負(fù)荷的用戶，即當(dāng)?shù)诙飕F(xiàn)貨價(jià)格達(dá)到一定水平時(shí)，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(fù)荷。PJM電力市場(chǎng)提前一天報(bào)價(jià)的方法可以使發(fā)電商、用戶提前了解供給及需求的形勢(shì)，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(fù)荷，僅能控制那些用戶同意的可中斷負(fù)荷。

2.2容量付費(fèi)和容量市場(chǎng)

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

英國(guó)電力市場(chǎng)采用的方法則是根據(jù)最高報(bào)價(jià)決定市場(chǎng)價(jià)格，如果出現(xiàn)供電短缺，市場(chǎng)價(jià)格則是最高報(bào)價(jià)與失負(fù)荷價(jià)值(VOLL，指對(duì)消費(fèi)者價(jià)值的估算)的加權(quán)平均值，即：市場(chǎng)價(jià)格——最高報(bào)價(jià)×(1-失負(fù)荷概率)+VOLLX失負(fù)荷概率。同時(shí)該公式也作為價(jià)格上限，以防止供電緊張時(shí)，發(fā)電商通過減少供給市場(chǎng)的電量過度提高價(jià)格，限制了市場(chǎng)操縱力。

美國(guó)西北部新電力市場(chǎng)已經(jīng)開始建立容量市場(chǎng)，實(shí)施方法是要求所有供電公司在容量市場(chǎng)上從發(fā)電商那邊購(gòu)買足夠的“容量券”，以滿足預(yù)期的高峰負(fù)荷，發(fā)電商則必須同意根據(jù)調(diào)度要求隨時(shí)將可調(diào)發(fā)電容量投放市場(chǎng)，同時(shí)提供一定數(shù)量的備用容量，以應(yīng)對(duì)負(fù)荷過快變化。

2.3靈活的遠(yuǎn)期合同

電力需求變化過快、無(wú)法儲(chǔ)備、用戶對(duì)于價(jià)格變化缺乏響應(yīng)，這些都會(huì)導(dǎo)致電力市場(chǎng)現(xiàn)貨價(jià)格發(fā)生巨大變化，需要有足夠的庫(kù)存來(lái)平衡市場(chǎng)。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(yuǎn)期合同。

在一體化交易模式下，在實(shí)時(shí)交易前的某一段時(shí)間內(nèi)，發(fā)電商可以向電力市場(chǎng)提交信息，說(shuō)明他們是否愿意根據(jù)實(shí)時(shí)價(jià)格改變機(jī)組的出力。比如一個(gè)200 MW容量的電廠，發(fā)電成本為32美元/MWh，按照遠(yuǎn)期合同規(guī)定供應(yīng)150 MW的電量，該電廠可以選擇固定報(bào)價(jià)或靈活報(bào)價(jià)。固定報(bào)價(jià)和過網(wǎng)模式相同，發(fā)電商根據(jù)遠(yuǎn)期合同發(fā)150 MW的電量。靈活報(bào)價(jià)則可以根據(jù)實(shí)時(shí)價(jià)格選擇不同的策略：如果現(xiàn)貨價(jià)格為25美元/千瓦時(shí)，系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)就不會(huì)調(diào)用該電廠機(jī)組，該電廠為了履行合同，必須從現(xiàn)貨市場(chǎng)上購(gòu)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(jià)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(bào)價(jià)的遠(yuǎn)期合同是一種有效的激勵(lì)機(jī)制，使得有足夠多的發(fā)電商選擇進(jìn)入市場(chǎng)，增加了電力供給。

3合同價(jià)格與現(xiàn)貨價(jià)格結(jié)合實(shí)例

當(dāng)前電力公司或分2-3個(gè)時(shí)段(分時(shí)電價(jià)H或分2-3個(gè)階段(階梯電價(jià))對(duì)用戶收取費(fèi)用，但這種計(jì)價(jià)方式價(jià)格差幅度不足、且具有明顯的滯后性，不能在現(xiàn)貨價(jià)格較高時(shí)引起用戶足夠的需求響應(yīng)。合同價(jià)格與實(shí)時(shí)價(jià)格相結(jié)合能提高用戶響應(yīng)市場(chǎng)價(jià)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(jià)格。以美國(guó)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(jié)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(jià)格支付，合同量外的所有電能按現(xiàn)貨價(jià)格支付。

如表1所示，該用戶固定電量電費(fèi)為112美元，超出合同電量的電費(fèi)為14美元，少用電量返回電費(fèi)23.75美元，凈電費(fèi)為102.25美元，該用戶對(duì)需求側(cè)有足夠的響!應(yīng)，通過合理安排用電時(shí)間，在不減少用電量的情況下當(dāng)天少支了9.75美元口]。

4結(jié)束語(yǔ)

電力市場(chǎng)需求側(cè)響應(yīng)管理的方向是從合同價(jià)格向現(xiàn)貨價(jià)格過渡，當(dāng)完善的電力市場(chǎng)尚未建立時(shí)，靈活報(bào)價(jià)的遠(yuǎn)期合同對(duì)于發(fā)電商可以起到供給響應(yīng)激勵(lì)作用，當(dāng)供電緊張時(shí)，它會(huì)提高價(jià)格，引入新的投資;而將合同價(jià)格與現(xiàn)貨價(jià)格相結(jié)合對(duì)于用戶則可以起到需求響應(yīng)激勵(lì)作用，使用戶自覺在低谷時(shí)多用電，高峰時(shí)少用電，從而保證電力的正常供給與需求。

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