基于合同价格与现货价格的电力市场需求侧响应管理
卫 炜
(杭州市萧山区供电公司，浙江杭州311200)
[摘要]通过供给与需求曲线分析了电力市场需求侧响应的作用，阐述了需求竞价、容量付费与容量市场、灵活的远期合同三种需求侧响应激励机制的方法和其适用性，最后以美国佐治亚州电力公司某用户为例，通过经济效益分析证明采取合同价格与现货价格相结合的方式具有足够的需求侧响应。
关键词 电力市场需求侧响应 合同价格 现货价格
中图分类号F407.61
0引言
需求侧响应管理(Demand Response，DR)使用户能够参与电力市场的买卖行为，促进电力市场的深入改革，合理的需求侧响应激励机制能够达到负荷移峰填谷、节能减排的作用。国内外学者对此进行了大量的研究，曾鸣介绍了美国PJM电力市场的需求侧响应应用机制，全生明对需求侧响应的成本效益进行了分析，林晓明建立了双向阶梯递变的电价体系。本文通过分析合同价格和现货价格对需求侧响应的关系来探讨哪种需求响应激励机制是有效且适用的。
1电力市场需求侧响应的作用
， 在完全竞争性电力市场中，发电商、用户共同决定价格。当发电容量充足时，价格为最后一个发电商的报价(发电成本最高者)，同时也是最后一个用户的报价(报价最低者)，当发电容量不足时，价格为最后一个用户的报价，即配给价格——指供电紧张时，按需求定量供应可用容量的价格(图1)。
2需求侧响应激励机制
在用电紧张时，有三种方法可以使价格升至由需求来决定的水平。
2.1需求竞价
需求竞价是指需求曲线与供给曲线的正常交叉(图1中的P点)，PJM电力市场的竞价过程是发电商和用户提前一天报价，报价被接收的发电商和用户可以进入市场并签订合同，如果没有履行合同，将按第二天的实时价格支付差价。实时市场上可以参与竞价的需求来自于同意接收调度限制负荷的用户，即当第二天现货价格达到一定水平时，这些用户选择减产、停产或从事非能源密集型的工作，同意调度削减他们的负荷。PJM电力市场提前一天报价的方法可以使发电商、用户提前了解供给及需求的形势，但效果也是有限的。调度虽然可以调节发电，但不能控制所有众多的用电负荷，仅能控制那些用户同意的可中断负荷。
2.2容量付费和容量市场
为使足够多的发电商原意进入市场为那些没有需求响应的用户提供稳定的电量，容量电费的收取是另一种方法。在向完全竞争电力市场过渡的阶段，边际成本定价法不能让发电商收回容量成本，容量付费的收取则可以为发电商带来足够的效益，从而保证有足够的发电商进入市场。
英国电力市场采用的方法则是根据最高报价决定市场价格，如果出现供电短缺，市场价格则是最高报价与失负荷价值(VOLL，指对消费者价值的估算)的加权平均值，即：市场价格——最高报价×(1-失负荷概率)+VOLLX失负荷概率。同时该公式也作为价格上限，以防止供电紧张时，发电商通过减少供给市场的电量过度提高价格，限制了市场操纵力。
美国西北部新电力市场已经开始建立容量市场，实施方法是要求所有供电公司在容量市场上从发电商那边购买足够的“容量券”，以满足预期的高峰负荷，发电商则必须同意根据调度要求随时将可调发电容量投放市场，同时提供一定数量的备用容量，以应对负荷过快变化。
2.3灵活的远期合同
电力需求变化过快、无法储备、用户对于价格变化缺乏响应，这些都会导致电力市场现货价格发生巨大变化，需要有足够的库存来平衡市场。而没有足够的生产容量是经常发生的，因此发电商和用户选择签订远期合同。
在一体化交易模式下，在实时交易前的某一段时间内，发电商可以向电力市场提交信息，说明他们是否愿意根据实时价格改变机组的出力。比如一个200 MW容量的电厂，发电成本为32美元/MWh，按照远期合同规定供应150 MW的电量，该电厂可以选择固定报价或灵活报价。固定报价和过网模式相同，发电商根据远期合同发150 MW的电量。灵活报价则可以根据实时价格选择不同的策略：如果现货价格为25美元/千瓦时，系统调度机构就不会调用该电厂机组，该电厂为了履行合同，必须从现货市场上购买不平衡电量150 MW，这样，该电厂节省了(32- 25)×150 -1050美元;如果现货价格为40美元/MWh,系统调度该电厂200 MW电量，该电厂多卖出50MW不平衡电量，多盈利(40-32)×50—400美元D]。灵活报价的远期合同是一种有效的激励机制，使得有足够多的发电商选择进入市场，增加了电力供给。
3合同价格与现货价格结合实例
当前电力公司或分2-3个时段(分时电价H或分2-3个阶段(阶梯电价)对用户收取费用，但这种计价方式价格差幅度不足、且具有明显的滞后性，不能在现货价格较高时引起用户足够的需求响应。合同价格与实时价格相结合能提高用户响应市场价格的积极性，例如可以规定某一定量的电力使用合同，多余部分则使用现货价格。以美国佐治亚州电力公司某用户为例，该州的电力用户可以选择现货销售和合同销售相结合的方式，用户可以按规定选择某一电量的电能按合同价格支付，合同量外的所有电能按现货价格支付。
如表1所示，该用户固定电量电费为112美元，超出合同电量的电费为14美元，少用电量返回电费23.75美元，净电费为102.25美元，该用户对需求侧有足够的响!应，通过合理安排用电时间，在不减少用电量的情况下当天少支了9.75美元口]。
4结束语
电力市场需求侧响应管理的方向是从合同价格向现货价格过渡，当完善的电力市场尚未建立时，灵活报价的远期合同对于发电商可以起到供给响应激励作用，当供电紧张时，它会提高价格，引入新的投资;而将合同价格与现货价格相结合对于用户则可以起到需求响应激励作用，使用户自觉在低谷时多用电，高峰时少用电，从而保证电力的正常供给与需求。
参考文献
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