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我国电力需求响应价格机制现状及面临的新要求

作者:冷媛 黄国日 卢治霖 来源:南方电网报 发布时间:2022-05-09 浏览:

中国储能网讯:随着新型电力系统建设的推进,新能源的快速发展将对电力系统的稳定运行带来巨大挑战。在新能源大规模接入的系统中,电力需求响应机制将发挥更加重要的调节作用。除了实现传统意义上以削峰为主的调节目标外,更要满足新能源出力间歇性的特点以及维持系统功率平衡的调节需求。因此,如何充分发挥价格在需求响应中的信号作用,引导用户主动改变电力消费模式,充分挖掘需求侧资源的调节能力,使需求侧资源变为柔性需求显得尤为重要。

我国需求响应价格机制现状

从我国的实践来看,电力需求响应价格机制大致可以分为基于时间的价格机制(主要表现为分时电价)和基于激励的价格机制(典型应用为可中断负荷电价)。

(一)基于时间的价格机制

2021年7月,国家发展改革委印发《关于进一步完善分时电价机制的通知》(发改价格〔2021〕1093号,以下简称“1093号文”),对优化分时电价机制提出了明确指导意见。截至目前,我国几乎所有省区都实施了分时电价机制,普遍按日划分了峰平谷时段,执行峰谷电价机制,主要有以下几个方面的特点。

执行范围方面,大多数省份峰谷电价执行范围包括大工业和一般工商业;河北、甘肃、浙江、上海等省市涵盖了居民用电;陕西、甘肃、天津、宁夏等省市自治区进一步将农业用电也纳入执行范围。

时段划分方面,河南、四川、福建、黑龙江、吉林、山西、新疆、甘肃、宁夏等大多数省区都按高峰、平段、低谷三个时段执行;广东、山东、云南、江苏、重庆、山西等省市在高峰时段基础上进一步划分了尖峰时段;江苏在谷时段基础上进一步划分深谷时段;浙江和上海均未划分平时段,前者按尖峰、高峰、低谷三个时段执行,后者按峰时段和谷时段执行。

(二)基于激励的价格机制

江苏、山东、广东、浙江、上海等多个省市实施了可调节负荷价格机制,主要有以下几个方面的特点:

价格形成机制方面,一是固定价格机制。江苏省采用指导价格的方式,根据需求响应的类型、响应速度等因素,事先确定需求响应补偿标准。二是市场化的价格机制。上海、山东、浙江等均采取市场化申报的方式,基于不同的需求响应类型,按照“单边报量报价、边际统一出清”或“双边报量报价,边际统一出清”的方式确定需求响应的补偿标准。

价格水平方面,普遍采取了“阶梯式”的价格机制,即基于不同的需求响应类型,根据不同的响应速度、响应时长、响应程度确定不同水平的补偿价格标准。

执行周期方面,一是按年定价,即以年度为结算周期进行补偿,上海采取这种方式;二是按次数定价,即以每一次需求响应为周期进行补偿,江苏、山东、浙江等均采取这种方式。

补偿机制方面,一是单一制的补偿机制。江苏、浙江对填谷型的需求响应采取单一容量补偿机制,并明确了固定的补偿标准;江苏的削峰式需求响应、浙江的日前削峰、山东的经济型削峰以及上海的削峰和填谷需求响应均采取单一电量补偿机制,补偿标准为需求响应申报的出清价格(其中山东的补偿价格与现货市场联动)。二是两部制的补偿机制。山东针对紧急情况下的削峰和填谷需求响应,浙江针对小时级、分钟级和秒级需求响应同时进行电量补偿和容量补偿。其中,山东的容量补偿标准为需求响应申报的出清价格、电量补偿标准与现货市场联动;浙江的容量和电量补偿标准都为事先明确的固定价格。

资金来源方面,一是来自实施季节性电价或尖峰电价的增收部分,江苏、上海采取这种方式。这种方式需要配套实施相关电价政策。二是来自跨区域富余可再生能源电力现货交易购电差价盈余空间,浙江、山东采取这种方式。这种方式下需求响应的补偿资金具有一定的不确定性。三是向全体市场化用户分摊,广东采取了这种方式。这种方式需要考虑到用户的承受能力,并未完全体现谁受益谁承担。四是来自财政补贴,广州有针对实施需求响应的财政专项资金。这种方式需要地方政府的财政支持。五是纳入供电成本。河南提出开展需求侧管理工作的合理支出计入供电成本。

新型电力系统中需求响应价格机制面临的新要求

基于时间的价格机制具有覆盖范围广、基础性调节作用强的特点;基于激励的价格机制具有实施对象针对性强、“靶向”调节作用突出的特点。在新型电力系统中,间歇性新能源出力将增强系统的波动性,对于需求响应资源调节的灵活性将提出更高要求,价格机制也将面临新的需求。

(一)峰谷电价的价差扩大、季节特性凸显

对于非现货市场环境下的用户而言,以峰谷电价为代表的分时电价仍将起到最广泛的需求调节作用。未来,峰谷电价作为基础调节手段将面临新的发展趋势。一是峰谷价差随峰谷差的扩大而扩大。随着社会经济的发展及产业结构的调整升级,第三产业和居民用电需求将快速增长。由于第三产业和居民生活用电具备明显的峰谷分时特征,预期电力负荷峰谷差将进一步加大。因此,峰谷价差也应随之加大。二是峰谷电价的季节特性凸显。由于新能源出力具有明显的季节特性,因此不同季节的电力供应成本也将出现明显差异。按照1093号文中“将系统供需紧张、边际供电成本高的时段确定为高峰时段;将系统供需宽松、边际供电成本低的时段确定为低谷时段”的指导意见,未来峰谷电价的季节性特征也将更加明显。

(二)尖峰电价的触发条件和定价基准或将改变

尖峰电价是一种动态电价机制,通过在高峰时段的基础上再划分出一个尖峰时段并设置更高的价格,从而利用经济手段有效引导工商业用户错峰、避峰用电,转移尖峰用电负荷。尖峰电价的发生通常是不确定的。目前,国内实施尖峰电价的省份普遍采取了以气温作为实施尖峰电价的触发条件。例如,广东提出尖峰电价执行时间为7月、8月和9月以及其他月份中日最高气温达到35℃及以上的高温天。由于新能源出力具有不确定性,在新能源(如光伏)占比高的系统中,传统意义下的尖峰时段也可能是新能源大发的时段,此时的削峰需求可能并不迫切。因此,从触发条件看,未来尖峰电价的执行日期、时间点和持续时间都可能难以事先确定,需要进一步考虑供需形势的影响;从价格水平看,当新能源进入现货市场交易后,现货市场的价格波动性将增大,也可以考虑尖峰电价水平与批发市场对应时段的电价挂钩。

(三)实时电价将具有广泛应用前景

实时电价主要应用于不参与批发市场交易的中小型用户。随着现货市场运行的不断成熟,为了反映电力批发市场的电价变化,实时电价机制能精确地传达电价信号,在很短的时间段更新供电成本信息,指导用户调整用电行为。在以新能源为主体的电力系统中,系统供应成本变化波动大,实时电价机制将具有广阔的应用前景。由于实时电价需要划分为更细致的时段,对实时通信系统和电能计量终端的要求更高。通常而言,用户往往不会每时每刻关注现货市场电价的变化,因此,为了更好达到需求响应的目的,实时电价机制的实施还需要自动需求响应技术的支撑。

(四)可调节负荷价格机制更加多元

传统的可调节负荷机制主要以削峰为主,即在负荷高峰时期通过实施可中断负荷机制,引导用户减少用电需求,提高系统整体运行效率。由于新能源的出力往往具有反调峰特性,因此,在新型电力系统中填谷的需求将愈发凸显。填谷型需求响应的价格可以参考火电机组深度调峰的补偿价格确定也可以采取竞争方式确定。未来,随着新能源的大规模接入以及市场化主体范围的扩大,还可通过双边合约或“双边报价、统一出清”方式确定结算价格。同时,为应对新能源出力的随机性、间歇性,需求响应的频率也将进一步提高,除了日前响应和日内提前数小时的响应以外,分钟级响应甚至秒级响应将越来越频繁。对于响应时间短的紧急型需求响应,通常采用两部制的补偿机制,从而体现容量备用的价值。此外,随着现货市场运行步入正轨,可调节负荷机制的补偿价格也可逐步与现货市场价格联动。

(五)以需求侧竞价方式满足系统高频调节需求

需求侧竞价是指在批发市场环境下需求响应资源作为可削减负荷直接参与电能量市场的竞价。美国PJM市场中,由削减服务提供商(CSP)组织具有削减负荷潜力并愿意参与需求响应的电力终端用户资源直接参与电能量市场申报,报价直接整合进日前市场的优化和计划程序,并按市场出清价格结算。随着新能源渗透率的不断提升,有限次数的邀约型需求响应或将难以满足更高频次平抑可再生能源间歇性和维持系统功率平衡的要求。随着现货市场规则的不断完善,需求响应资源以虚拟机组的身份参与到市场交易中,作为发电申报参与竞价将更能满足系统的高频调节需求。

进一步完善需求响应价格机制的建议

一是持续优化分时电价机制。一方面,因地制宜逐步推广居民峰谷电价。考虑居民负荷昼夜转移的空间相对较小,但部分负荷存在日间转移的可能性,可针对日间特定时段设定高峰电价,增强高峰时段的调节能力。另一方面,部分地区可结合新能源发展和系统供需形势变化情况,探索实施季节性峰谷电价,从而满足差异化调节需要。

二是深化市场机制在需求响应补贴定价中的应用。逐步建立健全需求响应资源以聚合方式直接参与电力市场交易的机制和相关政策,明确需求响应资源的市场主体地位。探索以试点形式推动部分地区需求响应主体参与现货市场、辅助服务市场交易,以市场出清价格进行结算,充分运用市场价格信号挖掘需求响应资源的自主调节能力。

三是进一步健全电力需求响应的成本疏导机制。研究出台保障电力需求响应补贴资金的相关意见及配套财政、税收等支持政策,为实施需求响应提供长效激励保障。按照“谁受益、谁承担”原则明确实施需求响应的相关成本分摊方式,探索不同类型需求响应补偿资金的分类疏导机制。

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