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          構建新型電力系統背景下進一步完善電力需求響應價格機制的思考

          信息來源:南方電網報  發布時間2022-04-26

            隨著新型電力系統建設的推進,新能源的快速發展將對電力系統的穩定運行帶來巨大挑戰。在新能源大規模接入的系統中,電力需求響應機制將發揮更加重要的調節作用。除了實現傳統意義上以削峰為主的調節目標外,更要滿足新能源出力間歇性的特點以及維持系統功率平衡的調節需求。因此,如何充分發揮價格在需求響應中的信號作用,引導用戶主動改變電力消費模式,充分挖掘需求側資源的調節能力,使需求側資源變為柔性需求顯得尤為重要。

            我國需求響應價格機制現狀

            從我國的實踐來看,電力需求響應價格機制大致可以分為基于時間的價格機制(主要表現為分時電價)和基于激勵的價格機制(典型應用為可中斷負荷電價)。

            (一)基于時間的價格機制

            2021年7月,國家發展改革委印發《關于進一步完善分時電價機制的通知》(發改價格〔2021〕1093號,以下簡稱“1093號文”),對優化分時電價機制提出了明確指導意見。截至目前,我國幾乎所有省區都實施了分時電價機制,普遍按日劃分了峰平谷時段,執行峰谷電價機制,主要有以下幾個方面的特點。

            執行范圍方面,大多數省份峰谷電價執行范圍包括大工業和一般工商業;河北、甘肅、浙江、上海等省市涵蓋了居民用電;陜西、甘肅、天津、寧夏等省市自治區進一步將農業用電也納入執行范圍。

            時段劃分方面,河南、四川、福建、黑龍江、吉林、山西、新疆、甘肅、寧夏等大多數省區都按高峰、平段、低谷三個時段執行;廣東、山東、云南、江蘇、重慶、山西等省市在高峰時段基礎上進一步劃分了尖峰時段;江蘇在谷時段基礎上進一步劃分深谷時段;浙江和上海均未劃分平時段,前者按尖峰、高峰、低谷三個時段執行,后者按峰時段和谷時段執行。

            (二)基于激勵的價格機制

            江蘇、山東、廣東、浙江、上海等多個省市實施了可調節負荷價格機制,主要有以下幾個方面的特點:

            價格形成機制方面,一是固定價格機制。江蘇省采用指導價格的方式,根據需求響應的類型、響應速度等因素,事先確定需求響應補償標準。二是市場化的價格機制。上海、山東、浙江等均采取市場化申報的方式,基于不同的需求響應類型,按照“單邊報量報價、邊際統一出清”或“雙邊報量報價,邊際統一出清”的方式確定需求響應的補償標準。

            價格水平方面,普遍采取了“階梯式”的價格機制,即基于不同的需求響應類型,根據不同的響應速度、響應時長、響應程度確定不同水平的補償價格標準。

            執行周期方面,一是按年定價,即以年度為結算周期進行補償,上海采取這種方式;二是按次數定價,即以每一次需求響應為周期進行補償,江蘇、山東、浙江等均采取這種方式。

            補償機制方面,一是單一制的補償機制。江蘇、浙江對填谷型的需求響應采取單一容量補償機制,并明確了固定的補償標準;江蘇的削峰式需求響應、浙江的日前削峰、山東的經濟型削峰以及上海的削峰和填谷需求響應均采取單一電量補償機制,補償標準為需求響應申報的出清價格(其中山東的補償價格與現貨市場聯動)。二是兩部制的補償機制。山東針對緊急情況下的削峰和填谷需求響應,浙江針對小時級、分鐘級和秒級需求響應同時進行電量補償和容量補償。其中,山東的容量補償標準為需求響應申報的出清價格、電量補償標準與現貨市場聯動;浙江的容量和電量補償標準都為事先明確的固定價格。

            資金來源方面,一是來自實施季節性電價或尖峰電價的增收部分,江蘇、上海采取這種方式。這種方式需要配套實施相關電價政策。二是來自跨區域富余可再生能源電力現貨交易購電差價盈余空間,浙江、山東采取這種方式。這種方式下需求響應的補償資金具有一定的不確定性。三是向全體市場化用戶分攤,廣東采取了這種方式。這種方式需要考慮到用戶的承受能力,并未完全體現誰受益誰承擔。四是來自財政補貼,廣州有針對實施需求響應的財政專項資金。這種方式需要地方政府的財政支持。五是納入供電成本。河南提出開展需求側管理工作的合理支出計入供電成本。

            新型電力系統中需求響應價格機制面臨的新要求

            基于時間的價格機制具有覆蓋范圍廣、基礎性調節作用強的特點;基于激勵的價格機制具有實施對象針對性強、“靶向”調節作用突出的特點。在新型電力系統中,間歇性新能源出力將增強系統的波動性,對于需求響應資源調節的靈活性將提出更高要求,價格機制也將面臨新的需求。

            (一)峰谷電價的價差擴大、季節特性凸顯

            對于非現貨市場環境下的用戶而言,以峰谷電價為代表的分時電價仍將起到最廣泛的需求調節作用。未來,峰谷電價作為基礎調節手段將面臨新的發展趨勢。一是峰谷價差隨峰谷差的擴大而擴大。隨著社會經濟的發展及產業結構的調整升級,第三產業和居民用電需求將快速增長。由于第三產業和居民生活用電具備明顯的峰谷分時特征,預期電力負荷峰谷差將進一步加大。因此,峰谷價差也應隨之加大。二是峰谷電價的季節特性凸顯。由于新能源出力具有明顯的季節特性,因此不同季節的電力供應成本也將出現明顯差異。按照1093號文中“將系統供需緊張、邊際供電成本高的時段確定為高峰時段;將系統供需寬松、邊際供電成本低的時段確定為低谷時段”的指導意見,未來峰谷電價的季節性特征也將更加明顯。

            (二)尖峰電價的觸發條件和定價基準或將改變

            尖峰電價是一種動態電價機制,通過在高峰時段的基礎上再劃分出一個尖峰時段并設置更高的價格,從而利用經濟手段有效引導工商業用戶錯峰、避峰用電,轉移尖峰用電負荷。尖峰電價的發生通常是不確定的。目前,國內實施尖峰電價的省份普遍采取了以氣溫作為實施尖峰電價的觸發條件。例如,廣東提出尖峰電價執行時間為7月、8月和9月以及其他月份中日最高氣溫達到35℃及以上的高溫天。由于新能源出力具有不確定性,在新能源(如光伏)占比高的系統中,傳統意義下的尖峰時段也可能是新能源大發的時段,此時的削峰需求可能并不迫切。因此,從觸發條件看,未來尖峰電價的執行日期、時間點和持續時間都可能難以事先確定,需要進一步考慮供需形勢的影響;從價格水平看,當新能源進入現貨市場交易后,現貨市場的價格波動性將增大,也可以考慮尖峰電價水平與批發市場對應時段的電價掛鉤。

            (三)實時電價將具有廣泛應用前景

            實時電價主要應用于不參與批發市場交易的中小型用戶。隨著現貨市場運行的不斷成熟,為了反映電力批發市場的電價變化,實時電價機制能精確地傳達電價信號,在很短的時間段更新供電成本信息,指導用戶調整用電行為。在以新能源為主體的電力系統中,系統供應成本變化波動大,實時電價機制將具有廣闊的應用前景。由于實時電價需要劃分為更細致的時段,對實時通信系統和電能計量終端的要求更高。通常而言,用戶往往不會每時每刻關注現貨市場電價的變化,因此,為了更好達到需求響應的目的,實時電價機制的實施還需要自動需求響應技術的支撐。

            (四)可調節負荷價格機制更加多元

            傳統的可調節負荷機制主要以削峰為主,即在負荷高峰時期通過實施可中斷負荷機制,引導用戶減少用電需求,提高系統整體運行效率。由于新能源的出力往往具有反調峰特性,因此,在新型電力系統中填谷的需求將愈發凸顯。填谷型需求響應的價格可以參考火電機組深度調峰的補償價格確定也可以采取競爭方式確定。未來,隨著新能源的大規模接入以及市場化主體范圍的擴大,還可通過雙邊合約或“雙邊報價、統一出清”方式確定結算價格。同時,為應對新能源出力的隨機性、間歇性,需求響應的頻率也將進一步提高,除了日前響應和日內提前數小時的響應以外,分鐘級響應甚至秒級響應將越來越頻繁。對于響應時間短的緊急型需求響應,通常采用兩部制的補償機制,從而體現容量備用的價值。此外,隨著現貨市場運行步入正軌,可調節負荷機制的補償價格也可逐步與現貨市場價格聯動。

            (五)以需求側競價方式滿足系統高頻調節需求

            需求側競價是指在批發市場環境下需求響應資源作為可削減負荷直接參與電能量市場的競價。美國PJM市場中,由削減服務提供商(CSP)組織具有削減負荷潛力并愿意參與需求響應的電力終端用戶資源直接參與電能量市場申報,報價直接整合進日前市場的優化和計劃程序,并按市場出清價格結算。隨著新能源滲透率的不斷提升,有限次數的邀約型需求響應或將難以滿足更高頻次平抑可再生能源間歇性和維持系統功率平衡的要求。隨著現貨市場規則的不斷完善,需求響應資源以虛擬機組的身份參與到市場交易中,作為發電申報參與競價將更能滿足系統的高頻調節需求。

            進一步完善需求響應價格機制的建議

            一是持續優化分時電價機制。一方面,因地制宜逐步推廣居民峰谷電價??紤]居民負荷晝夜轉移的空間相對較小,但部分負荷存在日間轉移的可能性,可針對日間特定時段設定高峰電價,增強高峰時段的調節能力。另一方面,部分地區可結合新能源發展和系統供需形勢變化情況,探索實施季節性峰谷電價,從而滿足差異化調節需要。

            二是深化市場機制在需求響應補貼定價中的應用。逐步建立健全需求響應資源以聚合方式直接參與電力市場交易的機制和相關政策,明確需求響應資源的市場主體地位。探索以試點形式推動部分地區需求響應主體參與現貨市場、輔助服務市場交易,以市場出清價格進行結算,充分運用市場價格信號挖掘需求響應資源的自主調節能力。

            三是進一步健全電力需求響應的成本疏導機制。研究出臺保障電力需求響應補貼資金的相關意見及配套財政、稅收等支持政策,為實施需求響應提供長效激勵保障。按照“誰受益、誰承擔”原則明確實施需求響應的相關成本分攤方式,探索不同類型需求響應補償資金的分類疏導機制。

            ( 冷媛 黃國日 盧治霖 作者單位:南網能源院 )

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