我國電力行業(yè)自改革以來，電力市場先后經(jīng)歷了1998年廠網(wǎng)分開競價上網(wǎng)改革、2002年區(qū)域電力市場建設(shè)以及2015年新一輪電力市場化改革，目前正處于推進完善電力現(xiàn)貨市場建設(shè)階段，發(fā)電側(cè)引入競爭比較充分，電力市場出清在一定程度上體現(xiàn)了反映供需關(guān)系的分時價格信號，有效實現(xiàn)了新能源消納和高峰保供目的。但目前或出于穩(wěn)定需求，或由于市場建設(shè)尚未成熟等因素影響，作為市場中不可或缺的電力用戶大都是被動地參與市場，用戶側(cè)參與市場對于平衡供需、釋放市場福利的作用還未充分體現(xiàn)，如何深挖用戶側(cè)潛力、引導(dǎo)用戶改變用電行為，將是保障電力安全供應(yīng)、提升系統(tǒng)靈活性以及完善市場建設(shè)的一個重要課題。

(來源：微信公眾號“中國電力企業(yè)管理” 作者：王澍)

用戶能為電力系統(tǒng)做什么

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)由電源、輸配電網(wǎng)、用戶負荷組成，不同類型的發(fā)電機組將電能量生產(chǎn)出來以后，通過輸電網(wǎng)絡(luò)輸送給電力用戶使用，調(diào)度機構(gòu)對發(fā)電機組優(yōu)化發(fā)電計劃并實施調(diào)控，即是實現(xiàn)“電源出力=用戶負荷”的過程，以發(fā)電出力變化跟隨“剛性”負荷的用電變動，保證系統(tǒng)發(fā)用電的實時平衡是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。

隨著風電光伏為主的綠色、低碳且低成本的新能源發(fā)電飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，系統(tǒng)平衡公式變?yōu)?ldquo;新能源出力+常規(guī)電源出力=用戶負荷”。低成本、清潔綠色的新能源雖然會降低碳排放與電能量成本，但是由于其出力的隨機性、間歇性特性明顯，為保證系統(tǒng)的安全運行，原本在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)只需要跟隨電力負荷單側(cè)波動的常規(guī)電源，不得不肩負起為具備雙側(cè)隨機性的新型電力系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)能力的重任。

適當?shù)臋C制和激勵可以促進電力用戶改變自身用電行為，與電源側(cè)共同發(fā)力，實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)場景下，保障新能源消納、提高系統(tǒng)運行安全，促進系統(tǒng)功能成本降低，助力打破“能源不可能三角”。這里說的改變用電行為并非指單純的減少電能使用，而是引導(dǎo)用戶由傳統(tǒng)的“按需用電”轉(zhuǎn)化為“按價用電”，比如具有靈活生產(chǎn)能力的電力用戶在高峰用電時段減少生產(chǎn)以緩解電力供應(yīng)壓力，在新能源大發(fā)時段增加生產(chǎn)以促進新能源消納，分階段生產(chǎn)產(chǎn)品的用戶也可以在將某一零件生產(chǎn)時間轉(zhuǎn)移到負荷低谷時段，居民用戶也可以進行用電負荷的轉(zhuǎn)移。需要提出的是，并非所有電力用戶都能夠調(diào)節(jié)用電行為，大部分用戶的主要用電需求的剛性特征難以進行改變，也難以提供特別短時或者特別長時的調(diào)節(jié)能力，例如風力突變造成風力發(fā)電的急劇增大或急劇減少，大部分用戶難以在短時內(nèi)調(diào)整自身負荷以匹配風電出力變化，又比如在面臨數(shù)日的電力供應(yīng)短缺時，用戶也不會選擇連續(xù)數(shù)日減少生產(chǎn)。

傳統(tǒng)模式下的

用戶調(diào)節(jié)是怎么做的

在傳統(tǒng)的計劃模式下，在年度負荷尖峰時段，主要采取有序用電和需求響應(yīng)兩種方式，促使用戶側(cè)或主動或被動地參與負荷調(diào)節(jié)。

有序用電是指在電力供應(yīng)不足、突發(fā)事件等情況下，通過行政措施、技術(shù)方法，指令性安排部分用戶用電行為，以保障全系統(tǒng)的電力平衡。有序用電是計劃經(jīng)濟下的產(chǎn)物，基本都按照先錯峰、后避峰、再限電、最后拉閘的順序執(zhí)行，執(zhí)行對象大多是重點用能企業(yè)及“兩高”企業(yè)。因此，有序用電并非市場主體的主動用電調(diào)整行為，不利于電力資源的有效配置和社會福利的改進，甚至影響到用戶日常經(jīng)營。

需求響應(yīng)是指電力市場價格明顯升高(降低)或系統(tǒng)安全可靠性存在風險時，電力用戶根據(jù)價格信號或激勵措施，改變其用電行為，減少(增加)用電，從而促進電力供需平衡、保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行的行為。但在國內(nèi)實操中，往往把帶有補償措施的“需求響應(yīng)項目”簡稱為需求響應(yīng)，對于需求響應(yīng)不同省份的政策不同，但是大都是針對不同時間響應(yīng)類型由政府形成管制電價，根據(jù)響應(yīng)容量或者響應(yīng)電量對用戶進行補償。

有序用電和需求響應(yīng)在一定程度上存在著計劃手段的影子，這兩者的實施均沒有考慮社會福利最大化問題。免費的“有序用電”比付費的“需求響應(yīng)”更能為用戶節(jié)省電費，這種觀點是對電力經(jīng)濟的嚴重誤解，因為“免費的”往往是最貴的，而且是非常有害的，因為它無視了停電對這些用戶造成的實質(zhì)性嚴重影響和巨大的被動經(jīng)濟損失。由于用戶類型多、用電設(shè)備復(fù)雜、用電需求多樣，因此電力用戶調(diào)整用電的行為給用戶本身帶來的成本是非常難以準確量化的，由于沒有統(tǒng)一的衡量標準來比較用戶調(diào)節(jié)成本與所得到的補償對應(yīng)關(guān)系，無法得到按照成本加收益的定價方式形成政府管制電價，很可能導(dǎo)致用于支付響應(yīng)的費用過高，而造成過補償，或者因為支付響應(yīng)的費用過低，而無法獲得足額的響應(yīng)能力。

歸根結(jié)底，這兩種方式都不是符合社會福利最大化的方式，最主要的原因就是兩種方式都沒有采取市場機制激發(fā)用戶主動的負荷調(diào)整行為，自然無法釋放出最大的社會福利。

電力現(xiàn)貨市場能夠使用戶自發(fā)調(diào)節(jié)

國內(nèi)電力現(xiàn)貨市場基本采用“全電量+集中式”模式設(shè)計，價格機制采用節(jié)點邊際電價。節(jié)點邊際電價是市場運營機構(gòu)以發(fā)用平衡為目標，根據(jù)發(fā)電側(cè)(賣方)量價以及用戶側(cè)(買方)申報電量或者調(diào)度機構(gòu)的負荷預(yù)測進行優(yōu)化調(diào)度計算得到的，滿足電網(wǎng)安全約束的分節(jié)點、分時段的邊際價格。現(xiàn)貨市場出清的價格信號，反映了不同時間、不同節(jié)點的電力供需關(guān)系。例如新能源大發(fā)、凈負荷低時，供應(yīng)充足低廉，現(xiàn)貨出清價格低;負荷高峰時供應(yīng)緊張、凈負荷高時，邊際機組中標容量段價格高，使現(xiàn)貨出清價格高，如果有輸電阻塞，負荷中心電價要比電源中心高。有效的價格信號可以激勵有調(diào)節(jié)能力的用戶自發(fā)調(diào)節(jié)用電行為，在短時內(nèi)進行移峰填谷，在高峰時段減少用電，或者轉(zhuǎn)移用電高峰期的需求;在長期內(nèi)，通過分區(qū)價格信號引導(dǎo)電力用戶更多考慮在電源中心或低價區(qū)投資建廠，降低自身用電成本同時減少輸電網(wǎng)絡(luò)阻塞，起到就地消納和減少網(wǎng)損的作用，進一步節(jié)約資源并釋放社會福利。

電力現(xiàn)貨市場開展的初期，采用發(fā)電單邊競爭的初級市場中，一個有意思的現(xiàn)象是，市場管理者或市場設(shè)計者往往擔心市場是新事物、太復(fù)雜，市場主體不夠“聰明”而無法有效參與市場。而現(xiàn)實是，有經(jīng)濟利益驅(qū)動的情況下，本來只想多發(fā)電的“愚鈍”的發(fā)電企業(yè)能夠快速地理解市場、適應(yīng)市場并積極做出經(jīng)營的調(diào)整，這是非常符合市場經(jīng)濟的現(xiàn)象。用戶參與市場也同樣會是從陌生、到學習，最終主動積極響應(yīng)市場的快速進階過程。在歐洲，“聰明”的用戶已經(jīng)利用電力期貨和現(xiàn)貨市場采用套期保值的方式優(yōu)化用電成本。

用戶參與現(xiàn)貨市場的運行，市場機制下價格信號引導(dǎo)用戶調(diào)節(jié)用電起到的作用明顯優(yōu)于強制的有序用電以及管制電價下的需求響應(yīng)，用戶側(cè)參與市場存在以下好處。

一是促進社會福利的實現(xiàn)。首先，當市場價高于用戶的支付意愿時，用戶就會停止或減少用電。其次，當峰谷價差大于用戶轉(zhuǎn)移用電時段的成本時，特別是考慮當前新能源高比例接入電網(wǎng)將會進一步拉高峰谷價差，用戶就會主動避峰填谷。減少尖峰負荷需求可以避免投資成本高昂的頂峰機組，還可以避免不必要的、成本高昂的電網(wǎng)投資。根據(jù)咨詢公司Brattle的一項研究，美國如果有5%的用戶避開高峰時段，全美每年即可節(jié)省約24億美元的發(fā)電電源投資和3億美元的電網(wǎng)投資。

二是有助于控制發(fā)電方的市場力，降低用戶購電成本。當發(fā)電方要價過高時，部分用戶可以降低負荷需求，平衡供需關(guān)系。如圖(a)所示，如果市場競爭中沒有用戶直接參與，系統(tǒng)的需求曲線就是一條豎直的直線，市場出清價則由報價最高的邊際發(fā)電機組設(shè)定，邊際機組G5可以通過提高報價來提高市場出清價，用戶只能作為價格接受者被動接受市場價格，無法體現(xiàn)出用戶的交易意愿。但是如果用戶報價可以參與市場出清，如圖(b)所示，原來的邊際機組G5便無法中標。市場出清價則由用戶F3來確定。G5如果想要中標，其報價就必須低于用戶F3。因此，因為有用戶F3的參與，G5的市場力得到了有效控制。

三是提供運行備用優(yōu)化系統(tǒng)發(fā)電成本。在大多數(shù)現(xiàn)貨市場中，用電負荷可調(diào)控的用戶是可以提供運行備用的(包括旋轉(zhuǎn)和非旋轉(zhuǎn)備用)，個別符合條件的用戶甚至可以提供調(diào)頻服務(wù)(比如有儲能設(shè)施或自備機組的用戶)，根據(jù)對國外典型電力市場的研究，用戶在加拿大的安大略省和阿爾伯塔省、美國的PJM、新加坡等市場提供了相當多的運行備用，證明了用戶提供備用是完全可行的。用戶參與備用市場會增加備用市場的競爭性，將會降低備用和電能價格，并提高輔助服務(wù)的質(zhì)量和社會效益。在國內(nèi)市場中，備用均為發(fā)電側(cè)提供，提供了備用能力的發(fā)電機組在電能量市場中的競價空間將會減少，根據(jù)經(jīng)濟調(diào)度理論，在負荷不變時，這一部分電能量將會由成本相對該機組高的電能量代替以維持系統(tǒng)平衡，這將會提高整個市場的出清價格，雖然可以將備用市場與電能量市場進行聯(lián)合優(yōu)化，但是依然改變不了僅由發(fā)電機組提供備用會抬升電能量價格這一事實。如果此時備用服務(wù)由用戶提供，發(fā)電機組提供的備用能力將回到電能量市場，將會改善電能量市場出清價格，降低系統(tǒng)整體的購電成本，整個電力市場的社會福利得到明顯改善。

四是切實提供調(diào)峰和頂峰功能。從電力系統(tǒng)平衡的角度，負荷等同于負的發(fā)電，負荷側(cè)多用電等同于發(fā)電側(cè)少發(fā)電，同樣，負荷側(cè)少用電等同于發(fā)電側(cè)多發(fā)電。當存在有效的價格信號，包括批發(fā)市場中的現(xiàn)貨時變價格和零售端的峰谷分時電價，都會引導(dǎo)用戶調(diào)整用電行為。特別是在批發(fā)市場中，也就是需要執(zhí)行平衡電力系統(tǒng)的發(fā)用、新能源消納和保供的環(huán)節(jié)，當用戶發(fā)現(xiàn)現(xiàn)貨市場價格很低，例如0價或負價時，傾向于在這個時段多用電，當用戶發(fā)現(xiàn)現(xiàn)貨市場價格很高時，例如1.5元/千瓦時，傾向于在這個時段少用電。這種用電調(diào)整行為正好與新能源消納和電力保供的需求吻合，即極低價格時段通常是新能源消納難的時段，用戶多用電就能夠多消納新能源，而極高價格時段通常是系統(tǒng)負荷高峰時段，用戶少用電就能夠降低供需緊張程度。過市場價格機制，實現(xiàn)用戶優(yōu)化購電成本、新能源消納、電力保供的多贏局面。在國外的容量市場中，負荷已經(jīng)作為一種容量資源在容量市場中競爭，美國PJM市場中，負荷的收入有較高比例是來自容量機制。當然，反過來講，如果沒有價格信號，絕大多數(shù)用戶作為純經(jīng)濟實體，是沒有任何意愿調(diào)整其用電行為的，從而會加大電力系統(tǒng)的平衡壓力。

促進用戶側(cè)

有效參與市場的相關(guān)建議

當前市場環(huán)境下還無法體現(xiàn)出用戶側(cè)調(diào)節(jié)能力的巨大價值，建議從完善現(xiàn)貨市場建設(shè)、推動用戶側(cè)全面參與市場、加強用戶側(cè)監(jiān)管等方面發(fā)力，為引導(dǎo)用戶側(cè)自發(fā)改變用電行為打通路徑，最大化發(fā)揮用戶側(cè)調(diào)節(jié)能力對市場效率的提升作用。

完善現(xiàn)貨市場建設(shè)，增強價格信號引導(dǎo)作用。現(xiàn)貨價格反映市場成員進行電能調(diào)整的意愿程度，因此保證現(xiàn)貨價格的有效性是市場建設(shè)的重中之重。由于國內(nèi)現(xiàn)貨市場存在用戶側(cè)參與市場程度低、市場價格上限較低且下限較高、大部分省份未運行現(xiàn)貨市場，最終市場出清的價格信號的真實性會打折扣，且未能有效向用戶側(cè)傳導(dǎo)。山西在今年三月更新現(xiàn)貨規(guī)則V13.0并將用戶側(cè)申報納入出清，證明了國內(nèi)現(xiàn)貨市場終將走上發(fā)用雙邊競爭市場的合理的市場化道路。現(xiàn)貨市場中的平均價格水平才與用戶支付電費總額有關(guān)，而不是高價和低價的絕對值。在電力現(xiàn)貨市場中，會出現(xiàn)日內(nèi)和季節(jié)性高價和低價，并且新能源穿透率越高，高低價出現(xiàn)的幅度會越大、頻度會越高，這更需要規(guī)制機構(gòu)放開限價，價差越高越能激發(fā)靈活性資源主動參與市場。關(guān)于價格，一個極端的例子是美國德州電力市場，業(yè)內(nèi)熟知的是2021年2月冰災(zāi)導(dǎo)致德州實時市場價格多日達9000美元/兆瓦時(約人民幣6.3元/千瓦時)，而不了解的是當年其他時段的平均實時市場電價僅為37美元/兆瓦時(約人民幣0.259元/千瓦時)，2020年德州實時市場均價僅為26美元/兆瓦時(約人民幣0.182元/千瓦時)。因此，建議加快市場的完善與建設(shè)進度，推動用戶側(cè)參與市場出清、放開市場限價、促進價格信號的有效傳導(dǎo)。

賦予電力用戶主體身份，全面參與電能量、輔助服務(wù)、容量機制。明確電力用戶的主體身份，制訂公平完善的規(guī)則，積極調(diào)動用戶側(cè)參與電能量市場，體現(xiàn)用戶交易意愿，促進市場完善，通過輔助服務(wù)市場體現(xiàn)其備用乃至調(diào)頻能力價值、促進市場整體最優(yōu)，通過參與容量機制體現(xiàn)其容量價值、節(jié)約容量投資，最大化地體現(xiàn)出用戶側(cè)調(diào)節(jié)能力的市場價值。此外，隨著各類型市場主體的豐富，市場的競爭會更加激烈，激烈的競爭會更加真實地體現(xiàn)出各類型市場交易標的真實成本，更深層次提升市場效率、釋放社會福利。

加強用戶側(cè)監(jiān)管，規(guī)范用戶參與市場的行為。相對于發(fā)電主體而言，用戶主體的數(shù)量大、類型多、位置分散，一方面各類型用戶自身調(diào)節(jié)能力發(fā)揮的作用也不盡相同，另一方面會造成嚴重的信息不對稱，市場運營機構(gòu)不可能完全了解用戶的真實性能，因此建議對用戶側(cè)參與實行“低門檻，高考核”的監(jiān)管方式，一方面降低用戶參與各種市場的門檻，通過匯集分散的調(diào)節(jié)能力共同作用于系統(tǒng)，最大限度發(fā)揮用戶側(cè)潛力。另一方面加大考核力度，用戶或者出于認知不足原因，或者出于套利目的，可能會在市場中進行虛假申報和不真實的計量，例如自身容量或備用能力達不到其中標量，甚至還會利用規(guī)則漏洞操縱市場。因此必須加大對其監(jiān)管力度，規(guī)范用戶參與市場行為，這既是維護系統(tǒng)可靠性的需要，也是維護市場公平競爭環(huán)境的需要。

本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2023年07期，作者系天津華大億電科技有限公司首席技術(shù)官