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“大需求侧响应”不能仅考虑时间信号

作者:刘连奇 来源:中国电力企业管理 发布时间:2024-03-29 浏览:

数字储能网讯:大力发展新能源发电是我国构建新型电力系统的重要路径,近年来,新能源发展迅速,装机规模不断扩大,为我国降低碳排放、加速经济社会绿色转型作出了巨大贡献。但是在新能源飞速发展的同时,其固有的出力特性为电力系统的供需平衡带来了一定挑战,直接体现为电力市场的出清价格出现较大波动,市场出清的价格信号不仅引导发电侧调节出力,同样为激发需求侧响应能力、自发调节用电习惯以改善系统平衡提供参考。我国实行“全时空优化”的电力现货市场模式,价格信号不仅包含了时序信号,同样还包含电力商品的位置价值信号,因此,我们谈到需求侧响应,对“大需求侧响应”概念不能只考虑时间信号,只有完整的价格信号,才能真正保证需求响应的真实效果,为保障电网稳定运行、加快新型电力系统建设保驾护航。

需求侧响应发展现状

  需求侧响应是指当电力批发市场价格升高或系统可靠性受威胁时,电力用户接收到供电方发出的诱导性减少负荷的直接补偿通知或者电力价格上升信号后,改变其固有的习惯用电模式,达到减少或者推移某时段的用电负荷而响应电力平衡,从而保障电网稳定,并抑制电价上升的短期行为。

  我国在20世纪90年代时就曾引入电力需求侧管理,在当时电力短缺的背景下实行计划用电,通过对超量用电的企业进行“拉闸限电”的行政管理手段实现对需求侧的管理。在电力工业革命之后,我国电力供应紧张形势得到缓解,需求侧的管理逐渐转变为自发的“需求侧响应”。在一系列的实践和完善之下,我国《电力需求侧管理办法》经过2010年、2017年的两次修订,并在党的二十大报告提出“要加快规划建设新型能源体系,加强能源产供储销体系建设,确保能源安全”的要求下,于2023年形成最新版的《电力需求侧管理办法(2023年版)》。

  在国家政策下,各省份也根据各自的电力供应情况出台地方性质的需求响应方案。据不完全统计,全国共有18个地区先后出台了电力需求响应补偿政策,其中江苏在供需紧张时段可中断负荷调控电价最高为15元/千瓦,根据响应速度最高还可乘3倍的系数。在浙江需求响应中,用户少用1千瓦时电最高能够赚取4元,在2022年1~7月,通过在负荷高峰时段累计实施21次的需求响应,实现补贴约2亿元,为浙江累计降低电网高峰负荷3641万千瓦,相当于36台百万千瓦机组的发电容量,为电网平衡供需、安全稳定运行作出了一定贡献。

“大需求侧响应”存在的误区

  我国电网网架结构主要是在计划体制下建设的,在电力市场化改革进程下,发电机组的出力调整方式发生巨大变化,网架结构规划与实际电力潮流“不兼容”,使得在同一时刻、不同节点的电力商品价值也存在不同,即出现电力商品的位置价值信号,电力商品的位置价值信号主要表现为在负荷集中区域电价高于电源集中区域。

  新能源富集地一般远离负荷中心,如果能实现“大需求侧响应”,通过就地平衡方式实现供需协同匹配,一方面减轻了新能源大规模外送或负荷高峰集中用电造成的线路阻塞;另一方面避免了输电线路故障跳闸诱发的电网连锁故障风险。因此,对于新能源基地或负荷中心,通过位置价格信号来引导投资规划,引导新能源富集的低价区域通过新增负荷实现就地平衡,在地区层面实现资源自给自足或者就地消纳能力最大化,从而缓解断面潮流阻塞,有力支撑电网安全、促进电能生产绿色转型、提升经济效益。

  当前,现行的需求侧响应均是以转移用电负荷的时段为目的,实际上属于价格的时序信号的响应,却没有对不同位置价值信号进行响应,这是需求侧管理系统性思维的误区,是由于没有正确理解电力商品价值信号的全部内涵,从而忽视了电力商品位置价值信号的作用,使得“大需求侧响应”未能完全发挥作用。按照价格信号对于系统规划的作用而言,应该是电源集中的低电价地区能够减少用户的用电成本,引导电力需求较高的负荷在电源集中区域进行选址规划,合理降低用户用电成本的同时能够改善整个电力系统的阻塞情况。根据市场实践来看,大部分市场设计中虽然市场出清了用户侧分时的位置信号,但是除蒙西电力市场外其余地区在结算中用户侧均采用加权的统一结算参考点价格进行结算,掩盖了电力商品位置价值信号对于需求侧管理的效果,无法实现通过“大需求侧响应”促进资源优化配置的目的。

  蒙西电力现货市场以呼包断面为分界,将市场分为了呼包东与呼包西两个价区。其中西部价区煤炭资源比较丰富,在原本的计划模式下几乎全网发电“一个价”,因此电源在规划时更多考虑燃料成本的位置价格信号,选择在煤炭坑口附近进行投资,但是蒙西用电负荷主要集中在东部价区,电源与用电负荷在空间上的逆向分布使得蒙西地区东部价区与西部价区的市场出清价格有所不同,东部价区的价格明显高于西部价区,电力现货市场已经给出了清晰的位置价格信号。在此种情况下,不同位置的电力用户在进行用电时,在同一时刻内按照统一的加权平均后的居中价格进行结算是不公平的,相当于一部分用户用便宜的价格购买了贵的电力,而另一部分用户用了便宜的电却支付了相对较高的价格。因此,蒙西在市场建设的初期,在用户侧按照不同的价区价格进行结算,向用户侧释放了明显的位置价格信号,引导用户侧用电投资向电源集中的低价区转移,在降低电力用户用电成本的同时,有效地进行资源的合理优化配置,初步具备了“大需求侧响应”的基本条件,为全国现货市场的建设起到了良好的示范作用。

  与蒙西地区类似的则是甘肃地区,甘肃地区的电力市场建设以750千伏武胜变为界,分为河东区以及河西区,其中河西地区由于有国家规划的清洁能源大基地,使得新能源发电机组富集,而河东地区则为用电负荷的集中区域,因此河西地区的价格明显低于河东地区。按照历史数据来看,两个价区电力价格相差0.1元/千瓦时,河西地区可以依靠低电价优势吸引用户侧进行负荷“西迁”或者吸引新的产业规划,逐渐在河西地区实现新能源的就地消纳,助力新型电力系统的建设。但是从2024年开始,甘肃将用户侧分区电价回归至用户侧全区统一结算电价,虽然河东的白银等负荷集中区域的用户电价会得到一定的降低,但是这部分降价空间并非市场释放的红利,而是牺牲河西地区低价的位置信号的结果,是两个价区的电力用户之间进行的交叉补贴。而且这一做法抹平了电力在不同空间的位置价值,无法起到有效引导投资作用,“大需求侧响应”功能难以发挥实效,也导致河西地区新能源就地平衡受到一定影响。

电力现货市场应充分考虑“大需求侧响应”概念

  “发现价格、引导供需”“引导规划、量化决策”是建设电力现货市场的重要作用,但是想要电力现货市场真正地发挥“大需求侧响应”的作用,还需要做好以下三方面工作。

  一是加快电力现货市场建设,让“大需求侧响应”需要的时段和位置信号被精准发现。要发挥出电力商品价格的引导作用,第一步需要发现真实价格。自中发9号文印发以来,电力现货市场建设持续了将近9年,近两年来市场建设蓬勃发展,全国29个省区均完成至少一次的模拟试运行工作。也许短时的信号无法立刻引导规划决策,但是短时信号的长期累积却是规划决策必须依据的基础,电力现货市场需要运行足够长的时间、经过足够多不同场景的检验,才能形成反映电力商品在时间和空间上的供需关系的真实价格信号,为“大需求侧响应”提供准确参考。截至目前,我国真正进行长周期连续运行的省份仅有第一批试点中的5个省份,接下来需要各省份进一步加快并完善电力现货市场的建设工作,尽快开展连续的结算试运行工作,促进市场经营主体在市场竞争中不断成长,在不断竞争中体现电力商品真实的时间、空间价值。

 二是用户侧结算应体现不同位置的价值,位置价值是“大需求侧响应”的重要组成部分。按照各省份市场运行或者现货市场规则来看,基本所有市场的发电侧均采用节点电价机制进行结算,在发电侧能够一定程度地体现电源的位置价格。然而,在用户侧采用统一的加权平均价格,虽然也能够保证用户侧利益格局不发生大的变化,打消地方政府对于电力市场建设的部分顾虑,从而降低市场建设阻力,加快市场的起步,但是这种“均贫富”的做法牺牲的是不同位置用户间的公平,特别是低电价区域用户原本能够享受更低的电力价格。实际上,统一结算点价格最大的问题是传导了错误的市场价格,并且将会引发“蝴蝶效应”,使得电力用户无法根据真实的价格进行投资选址,无法引导负荷侧的合理规划,劣化电力潮流的经济性流动。因此,用户侧电价应体现出不同位置的价值,应将电力现货市场出清的价格及时、真实地传导到用户侧,避免用户侧决策错误导致未来市场完善时增大用户侧的用电成本。

 三是用户侧分区应进一步细化,让“大需求侧响应”有利可图。在用户侧进行分区结算,在现阶段属于市场的进步,但是在同一价区内依然存在不同位置用户间的“交叉补贴”问题,只是在相对较小的市场范围内依然采用“均贫富”措施,市场设计虽然相对先进但是程度有限,属于在市场建设初期的折中措施。改革永远在路上,市场正是在不断改革的过程中逐步完善的,用户侧采用分区的措施相对“粗糙”,应该在市场建设到一定阶段时及时进一步细化分区,结合我国实际的国情来看,可选择以不同的行政区域为单位进行分区的细化选择,将“有为政府”与“有效市场”进行有机地结合,减少因区域划分带来的争议,同时进一步将电力商品的位置价格信号向用户侧传导,使电力用户切实享受“大需求侧响应”红利,加快电力现货市场的建设并促进价格信号发挥作用。

  习近平总书记曾说过:“共同富裕是社会主义的本质要求,是中国式现代化的重要特征。我们说的共同富裕是全体人民共同富裕,是人民群众物质生活和精神生活都富裕,不是少数人的富裕,也不是整齐划一的平均主义。”平均主义是不可取的,总书记的讲话精神实际也在指引着电力现货市场如何建设,应该是通过市场的价格信号引导“大需求侧响应”主动发生,而不是过多地“保护”用户,从而抹消掉需求侧响应价格信号的作用。而对于需求侧而言,也应该及时地发挥主观能动性,杜绝“等拿要”思想,应主动地参与市场、适应市场,在战略层面响应电力商品的位置价值信号,在战术层面响应电力商品的时间价值信号,通过市场机制引导“大需求侧响应”促进我国经济的高质量发展,真正实现全体人民共同富裕目标。

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