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我国电力市场化改革带来多种电力市场机制的建立，包括中长期电能市场、现货能量市场、辅助服务市场、容量市场等，将对需求响应工作开展产生深远影响。本研究的目的是分析电力市场化改革对需求响应工作的影响，提出未来实施需求响应的建议。
需求响应是指在用电高峰时段或系统安全可靠性存在风险时，电力用户根据用电价格信号或者激励协议要求，自主减少或者增加某时段用电负荷。需求响应有利于缓解系统短期容量短缺、推迟电网升级投资、降低高峰电价、减小电价波动风险、优化资源配置等。我国目前开展的需求响应机制主要是分时、尖峰电价和可中断负荷试点项目。2015年3月《进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔2015〕9号）发布后，国家发展改革委、国家能源局陆续印发《关于推进输配电价改革的实施意见》、《关于推进电力市场建设的实施意见》、《关于有序放开发用电计划的实施意见》、《关于推进售电侧改革的实施意见》等电力体制改革配套文件。电力市场化改革将对需求响应工作产生深远影响，本文分别分析电改对需求响应机制、主体的影响，以及潜在的问题和挑战（文章观点仅代表作者个人研究成果）。
(本文转载自微信公众号： 供用电杂志 微信号：微信号:DU-World 作者：霍沫霖 何胜)
1 电力市场化改革对需求响应机制的影响
电改后我国将逐渐形成基于市场的需求响应机制，包括中长期电能市场、现货能量市场、辅助服务市场、容量市场等。市场化定价的长效、高效机制，有利于激发需求响应资源开发的积极性，尤其是差异化、个性化资源；同时也促进拓展需求响应的功能范围，需求侧资源通过参与调峰、备用和调频等，不仅促进电力供需平衡、提高系统可靠性、提高负荷率，而且可以一定程度上促进可再生能源消纳、促进先进机组高效运行、推动节能减排、提高能源系统经济性。下面按照市场发展顺序，分别探讨中长期电能市场、现货能量市场、辅助服务市场、容量市场的建立对需求响应机制的影响。
1）中长期电能市场通过双边协商调动差异化的需求侧资源，可以精准促进可再生能源消纳、先进火电机组高效运行。
中长期电能交易主要开展多年、年度、季度、月度、周等日以上电能量交易，通过双边自主协商、集中竞价2种方式确定交易量和交易价格。根据《关于推进电力市场建设的实施意见》指出“具备条件的地区逐步建立以中长期交易为主、现货交易为补充的市场化电力电量平衡机制”，中长期电能市场是我国电力市场的主要组成部分。
政府目录电价政策过去发挥了重要的移峰填谷作用，分时电价、尖峰电价促进了全社会用电负荷曲线的改善和负荷率的提升。但是统一的政府定价转移的电量有限，因为目录电价是分别针对居民生活、一般工商业、大工业、农业生产等类别制定，缺乏对同一个类别中不同用户的差异化考虑，同时也缺乏对可再生能源和先进机组出力富余情况的精准反映。中长期电能市场中，发电企业与大用户或者售电企业可以自行协商个性化的交易方案，同时售电企业通过制定分时电价、尖峰电价等价格套餐，可以将批发市场的价格信号传递给零售市场的终端用户。个性化的交易协议有利于更自主、灵活的负荷匹配，更充分地调动需求侧差异化的资源，也有利于精准促进可再生能源消纳、先进火电机组高效运行。近年来吉林、内蒙古已经开展风电企业与电力用户直接交易试点，通过风电场与大用户直接交易，提高了风电利用小时。未来为了进一步刺激可再生能源成本下降和解决高比例消纳问题，随着可再生能源成本下降和配额制实施，可再生能源机组将更多地参与电力市场竞争，中长期电能市场将发挥更大作用。
2）现货电能市场反映出短期市场供求关系，及时引导用户调整用电行为，有利于促进提高系统可靠性和可再生能源消纳。
现货电能市场主要开展日前、日内、实时电能量交易，按成本最小原则建立现货交易机制，形成可以反映当下供求关系的价格，将价格信号传递给用户，引导用户及时调整用电行为，促进市场供需平衡。在市场发展成熟阶段，现货市场可以开展紧急需求响应项目，允许可削减/中断负荷参与竞价，根据自愿削减负荷量获得补偿。
目录电价的每一次调整都需要经历大量研究、评估工作，调整周期较长，大多是一年及其以上，不能及时反映市场供求关系的变化。例如在夏季用电高峰时段，由于目录电价不能及时反映当下市场供不应求的严重情况，许多用户没有避免不必要的高峰用电。而现货电能市场中，价格随实际电力供需情况变化，促使大用户调整用电行为，避免高峰用电或者消纳过剩电力，同时如果价格传递到零售市场，也可促使更多终端用户调整用电行为。未来为了解决可再生能源高比例接入下的弃风、弃光问题，现货电能交易可发挥积极作用。由于可再生能源出力波动在年度或者月度交易中难以准确预测，而日前或日内交易时可较准确预测，可通过日前、日内、实时现货电能市场，及时引导需求侧消纳富余的可再生能源。
3）辅助服务市场为可中断负荷、调峰、调频服务提供市场化定价，建立需求响应“谁受益、谁承担”的长效、高效补偿机制。
辅助服务市场提供备用、调峰、调频、调压等服务交易。大用户、负荷集成商可以同供应侧资源一起提供辅助服务，承诺提供可中断负荷、调峰、调频等专业化的系统运行服务，约定辅助服务权利义务。
需求侧资源可以参与辅助服务市场签订可中断负荷响应协议，由市场决定可中断负荷电价。在辅助服务市场中，需求侧资源与发电机组、储能设施一起竞价，根据报价出清，让市场选择最高效的辅助服务措施。使得服务价格反映提供辅助服务的成本，体现辅助服务的市场价值，为市场成员提供经济信号，最小化终端用户承担的费用。
需求侧资源还可参加辅助服务市场签订调峰、调频服务协议，由市场决定服务价格。例如，可再生能源的随机性、间歇性，会造成系统的有功不平衡，导致系统的频率波动，为了平衡风力发电和光伏发电带来的频率波动，需要充足的调频备用来保障电网的稳定运行。未来高比例可再生能源接入对调频辅助服务交易，尤其是调动需求侧储能资源参与调频提出更迫切的需求。对于需求侧资源参与辅助服务，目前国家能源局已经以电储能为试点出台了政策。《促进电储能参与“三北”地区电力辅助服务补偿（市场）机制试点工作》提出用户侧建设的一定规模的电储能设施，作为独立市场主体或与发电企业联合参与调频、深度调峰和启停调峰等辅助服务。
4）容量市场为需求响应提供基于市场化定价的确定收益，有效激励开发需求响应潜力，提高容量储备的经济有效性。
《关于推进电力市场建设的实施意见》指出“长期发电容量存在短缺风险的地区，可探索建设容量市场。”负荷集成商、大用户等参与容量市场竞价，签订需求响应协议，承诺在负荷削减时必须强制削减用电，如果违约将接受罚款。无论是否被调用，需求响应用户都会获得一个确定的容量收益。在容量市场中，需求侧资源参与容量市场交易对于负荷集成商、用户风险较小，参与容量市场用户可以适当改变自身用电行为，获取较为确定的收益。参与容量市场交易已经在国外实施获得成功，需求响应一直走在世界前列的美国PJM市场中，容量市场收入成为需求响应参与者的最主要的收入来源。容量市场的清算价格给了电源及需求响应资源投资者一个长期的稳定的价格信号，有利于投资者规避市场风险，鼓励投资以保证容量的充裕性。
2 电力市场场化改革对需求响应主体的影响
2.1电网企业
电网企业作为具体组织实施需求响应的主体机构，在电改后将承担更多元、复杂的责任。一方面电改要求电网企业组织实施更多元的需求响应机制。电网企业除了组织实施直接负荷控制项目、可中断负荷项目，以及执行分时电价、尖峰电价等目录电价外，还需要组织实施辅助服务市场、容量市场的需求响应项目，组织中长期电能交易、现货电能交易市场。电网公司在政府授权下，作为实施市场的主体机构，需要制定详细的需求响应协议，明确用户削减负荷量的计量方法、激励费率确定方法以及用户不能按照合同规定进行响应时的惩罚措施等，并与用户签订协议。电网公司需要对辅助服务、容量需求做出评估，组织纳入需求响应资源的市场竞价和交易。另一方面电改对电网企业的需求响应管理模式提出了新要求。电网企业除了直接联系用户协商参与需求响应协议内容，还需要建立新流程、新制度，完成与负荷集成商、纯售电企业、配售电企业等代理之间的需求响应管理工作。
2.2负荷集成商
电改后长效、稳定的需求响应市场机制将吸引成立更多的负荷集成商，有利于充分挖掘需求响应潜力。本文中负荷集成商指不开展售电业务、专门提供需求响应服务的代理商。负荷集成商致力于开展需求响应服务，通过为用户代理签订需求响应协议，帮助用户调整用电行为以获取经济回报。容量市场、辅助服务市场、可中断负荷项目、直接负荷控制项目等激励型需求响应对用户响应的及时性、可靠性要求高，惩罚约束条件复杂，需要专业的技术支撑和人员投入。负荷集成商填补了专业化服务的空白，凭借先进的技术和服务手段帮助用户挖掘需求侧响应资源。根据国外电力市场经验，负荷集成商是激励型需求响应服务的主导方，例如在美国PJM市场中绝大多数激励型需求响应以负荷集成商为实施主导方。同样代理需求响应的售电企业虽然拥有现成的直接客户关系，但通常更关注于能量市场交易，缺乏集成并管理客户参加激励型需求响应的专业知识和积极性。
2.3发电企业
过去发电企业不直接影响用户，电改后发电企业拥有了影响需求侧能力，可通过影响需求侧用电行为促进可再生能源消纳和提高大容量、高参数、超低排放机组运行效率，这对发电企业既是发展机遇，也是内在需求。一方面根据《关于有序放开发用电计划的实施意见》“开展发电企业与用户直接交易，加快电力电量平衡从以计划手段为主向以市场手段为主转变”，电改后发电企业在中长期电力市场与售电企业或大用户双边协商，确定多年、年度、季度、月度、周交易量和交易价格，可以努力实现发用电双方负荷曲线基本匹配。发电企业通过直接交易影响大用户的用电行为，或通过售电企业间接影响用户，可促进可再生能源发电消纳，以及提高先进火电机组的运行效率。另一方面根据《关于推进售电侧改革的实施意见》中“发电公司及其他社会资本均可投资成立售电公司”，发电企业可以投资组建售电主体进入售电市场，直接从事售电业务，通过制定价格套餐或者代理需求响应协议来直接影响客户用电行为，帮助用户监控、优化负荷。
2.4售电企业
电改后多元化的市场主体参与售电市场，电网企业、发电企业，以及高新产业园区或经济技术开发区、分布式电站、公共服务行业、节能服务公司、社会资本等均可注册售电公司。受开放竞争的市场环境影响，售电企业将积极挖掘和整合需求响应资源，增加用户收益，增强客户粘性，以提高自身市场竞争力。可以提供专业技术手段、管理经验和专家团队服务，帮助用户更加充分挖掘调整用电行为的潜力。一方面售电企业基于能量市场，对用户制定差异化电价套餐，影响用户用电行为，从而在中长期市场、现货市场中减少高峰时段采购需求，增加电力富余时段采购需求，帮助用户获得更经济的电力供应，增强在市场竞争中的优势。另一方面售电企业凭借对客户负荷特性、用电行为的跟踪了解，可以帮助客户选择最适宜的激励型需求响应项目，为客户赚取经济回报。开放市场环境下售电企业将向综合能源服务方向发展，涵盖供电、供燃气、供热、供冷、开展能效管理和分布式能源管理等，有利于拓展需求响应空间、提高灵活性。开展综合能源服务的售电企业凭借多能互补的能源供应与服务能力，利用多热源共网、蓄热蓄冷措施，弥补用电负荷调节对供热制冷的影响，使得需求响应空间更大、更灵活。
3 潜在的问题与挑战
成熟的电力市场化改革可以为需求响应工作带来诸多积极影响，一方面建立市场化定价的长效、高效机制，激发需求响应资源开发的积极性，尤其是差异化、个性化资源，同时将需求响应的功能范围从提高系统可靠性、提高负荷率，拓展到促进可再生能源消纳、促进先进机组高效运行、提高能源系统经济性。另一方面多元化市场主体促进对需求响应潜力的充分挖掘。但是，在实现过程中，存在一些客观的问题和不可忽视的挑战。
1）能量市场可以实现价格型需求响应，但能量市场需求响应的不确定性大，需要更加有约束作用的直接负荷控制项目、可中断负荷项目、辅助服务市场、容量市场等激励型需求响应。能量市场基于时间的电价信号可以一定程度上促使需求侧调整用电行为，增加在价格便宜的电力过剩时段用电，或者削减在价格高的电力紧张时段用电，但是由于价格型需求响应机制对用户没有直接约束，用户的响应行为具有随机性，需求响应的结果往往是不确定、缺乏可靠度的。因此价格型需求响应不能保证提高系统可靠性。在激励型需求响应机制中，电网公司与用户或者代理商签订约束性的需求响应协议，基于协议对用户或者负荷集成商提出一定的响应标准和违约约束，促进有效、可靠地保障电力平衡和系统安全可靠运行，有利于控制不确定性和运行风险。在发达国家，与系统运营商签订的激励型需求响应机制经过长期实际检验，一直被认为是技术有效、经济高效的。
2）基于辅助服务市场和容量市场的需求响应机制建设完善需要较长时间，中短期内直接负荷控制、可中断负荷项目将发挥重要作用。辅助服务市场和容量市场比能量市场、其他激励型需求响应协议要更加复杂，对于定价规则、技术手段、用户响应能力、强制性测试有更精细化、差异化的要求，需要较多时间、资金建设基础设施和机制。辅助服务市场对参与用户的要求非常严格，比如要求具有一定的上下调节容量、提供的辅助服务容量能够保持特定的时间等。即使在电力市场和需求响应机制建设较早、商业及金融环境成熟的美国，需求侧参与辅助服务市场的数量十分有限，同时容量市场机制仍不完善，缺乏针对需求响应速度和精准度的精准激励。直接负荷控制项目、可中断负荷项目等可控度高、运行高效，一直是国内外重要的需求响应机制。直接负荷控制项目是指用户同意电网公司在系统发生紧急情况下，在不给用户提前通知或只短时间提前通知的前提下，以支付给用户一定奖励或电费折扣为交换，遥控调整或关闭用户电器设备的项目。可中断负荷项目是指用户在收到通知时可选择削减负荷从而获得一个电价折扣或者电费抵扣的回报，如果用户选择响应但是没有如约执行削减，他则会一定程度上接受惩罚。
3）开放、竞争的市场要求多专业融合，需要加强监管体系建设。充满竞争的市场环境要求跨专业融合与创新。需求响应工作开展要求制造、建筑、经济、金融、法律、心理、计算机等多专业的跨界融合和资源整合，例如对海量用户的生产信息、建筑暖通照明信息进行数据挖掘，整合需求侧与多能互补资源设计不同能源服务促销套餐，提供移动互联网在线服务，创建金融产品服务等。开放竞争的市场和创新多元的产品服务对监管提出了新挑战。如果没有健全、有力的市场监管，例如在违约惩罚制度不健全时，电力紧张时期可能出现电力危机，造成经济损失和社会不稳定。因此亟待研究建立一套完整的法律法规、监管手段和配套措施，加强监管体系建设，为市场健康发展提供保障。
4 结论与建议
本文从需求响应机制、主体的角度分析了电力市场化改革的影响，主要有以下几点结论与建议。
1）电改促使建立基于中长期电能市场、现货能量市场、辅助服务市场、容量市场等的需求响应机制，市场化定价的长效、高效机制有利于激发需求响应资源开发的积极性，尤其是差异化、个性化资源。中长期电能市场中，发电企业与大用户或者售电企业可以自行双边协商出个性化的电价方案，有利于充分调动差异化的需求侧资源。现货电能市场中，电能交易发现并反映当下供需情况的价格，及时引导用户调整用电行为。辅助服务市场中，可中断负荷、调峰、调频服务的市场化定价，建立了需求响应“谁受益、谁承担”的长效、高效补偿机制。容量市场中，为需求响应提供基于市场化定价的确定收益，有效激励开发需求响应资源潜力。没有绝对好的市场机制可以照搬，各地区需根据电力市场化阶段、基础设施建设条件、电力供需情况等开展差异化建设，因地制宜创新设计、合理尝试，逐步建设完善多种互补的机制。
2）电改后基于市场的需求响应机制拓展了需求响应的功能范围，需求响应发挥的功能将不仅是缓解电力供需紧张、提高负荷率、增强系统可靠性，而且可以一定程度上促进可再生能源消纳、促进先进机组高效运行、推动节能减排和提高能源系统经济性。中长期电能市场中，通过双边协商实现更自主、灵活的负荷匹配，有利于精准促进可再生能源消纳、先进火电机组高效运行；现货电能市场中，由于可再生能源出力波动在日前或日内交易时可较准确预测，可以及时引导需求侧消纳富余的可再生能源；辅助服务市场中，需求侧资源可签订调频服务协议，平衡风力发电和光伏发电带来的频率波动；容量市场中，针对可再生能源高比例接入下备用容量减少情况，需求侧资源可参与容量竞价，提高容量储备的经济性。
3）电改后仍应重视推广应用直接负荷控制项目、可中断负荷项目等需求响应项目。能量市场中需求响应行为不确定性大、可靠性差，不能保证提高系统可靠性，需要更加有约束作用的激励型需求响应。激励型需求响应中辅助服务市场和容量市场的需求响应协议复杂，需要对定价规则、技术手段、约束惩罚、强制性测试有详细设计，对于信息采集、监管等技术支撑平台提出更高要求，需要较长时间和资金投入，直接负荷控制、可中断负荷项目仍然是重要、高效的需求响应机制。
4）电改后需求响应主体多元化，有利于充分调动需求响应资源潜力。电网企业作为组织实施需求响应的主体机构，将承担更多元、复杂的责任，需要组织更多元的需求响应机制以及创新管理模式。负荷集成商数量将受长效、稳定的需求响应市场机制影响而显著增加，有利于促进充分挖掘需求响应潜力。发电企业既获得通过电力市场或售电企业影响需求侧的机遇，也面临在一定程度上承担可再生能源消纳和节能减排责任的挑战。售电企业受开放竞争的市场环境影响，必须积极挖掘和整合需求响应资源，提高用户满意度，同时也将向综合能源服务方向发展，结合供冷、供热、能效管理等拓展需求响应能力。
5）开放、长效的市场机制将吸引风险投资，激发跨专业融合、商业模式创新。需求响应涉及材料制造、装备生产、建筑、交通、居民生活多领域中电机、电锅炉、热泵、冰蓄冷空调、照明、电动汽车等柔性负荷。充满竞争的市场环境将激发制造、建筑、交通、经济、金融、人文、计算机等跨界合作，激发对于产品服务和商业模式的创新。需求响应将不仅服务于能源系统可靠、清洁、高效运行，还可以与能效管理、电能替代、能源互联网、金融产品、工业4.0、车联网、智慧社区等结合，创造价值内涵更广、潜力更大的产业业态。
作者简介
霍沫霖，博士，高级工程师，研究方向为需求响应、节能减排、电力大数据、电能替代。
何胜，硕士，高级工程师，研究方向为电力市场和电力需求侧管理。
