需求响应对电力系统的经济价值

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1、需求响应对电力系统的经济价值作者：王轩，FredrichKahrl2014年11月前言需求响应对中国并不陌生，90年代已经开始通过行政、经济和技术手段对部分终端用户负荷进行控制。传统的需求响应项目主要以有序用电方式来缓解电力供应紧张的情况，应对电力突发事件。具体的措施有错峰、避峰、限电、拉闸。除了有序用电，一些地区还制定了较为完善的电价体系来调节供需，例如，峰谷电价、季节电价、阶梯电价、差别电价等。有序用电在保障电网安全运行和维护用电秩序方面发挥了重要的作用，但是需求响应作为电力系统相比供应侧更低

2、成本和清洁的资源，它的价值并未得到充分体现。参与者也未能得到足够的经济补偿，因而没有动力将需求响应的效益扩大化。本文在简要回顾美国需求响应项目的历史背景之后，介绍电力公司开展的需求响应项目和市场化条件下的需求响应的情况，从而揭示美国需求响应的经济学原理和监管方法。中国目前正在进行需求响应试点并开始探索各种补偿方式，虽然开展项目的出发点有所不同，美国需求响应经济学的讨论对中国同样适用，可以为中国起到很好的借鉴作用。美国的需求响应历史背景需求响应在美国兴起于20世纪70年代，当时中央空调的普及使得用电

3、负荷曲线出现了明显的夏季高峰。而美国七八十年代“综合资源规划”使得电力公司和监管机构更关注高峰时段供电的昂贵成本，这促使电力公司寻找新增发电容量的替代方案，从而减少所需的发电成本。基于分时电价和基于激励的需求响应项目在许多州快速发展起来。当时的电力公司主要是垂直一体化的，由于其所有的合理成本都可以回收，电力公司没有动力去鼓励用户降低负荷，而当时的需求响应项目主要使用于紧急状况，用户降低负荷也没有得到与其系统价值相应的补偿，因而需求响应项目的参与度不高。这种情况随着90年代许多州的电力系统向竞争性市

4、场发生转变而改变。市场条件下需求响应的作用被进一步扩大化，它被用于整个时段维护电力系统平衡，增加发电需求响应对电力系统的经济价值及输电的需求弹性，减少价格波动。特别是2005年联邦能源监管委员会（FERC）的能源政策行动为鼓励需求响应充分参与市场运作（包括容量市场，能源市场和辅助服务市场）扫除了障碍，需求响应被视为与传统发电类似的资源进行运营。电力公司开展的需求响应项目在美国，从20世纪以来，电力公司一直有义务在其服务区域内为用户提供电力服务。监管机构要求电力公司以预测的峰值需求加上规划备用要求（

5、通常是峰值的15%）为基准拥有或购买足够的发电容量。电力公司应该在可靠性，有效性，经济性的指导下以最低的成本采购充足的资源，确保用户以低廉的电价享受所需要的服务。在这样的前提下，当电力系统出现峰值时电力公司需要运行或购买调峰机组，通常是燃气轮机。这些发电机组仅仅为了满足全年少数小时的用电需求，因此运营成本及折算为每千瓦时的固定成本都很高。同样，在用电高峰时期，需要为部分超载的输配电系统扩容来保障电网安全。电力公司实施的需求响应项目，主要是在电力供应紧张的时段减少发电和输配电的容量需求，并降低可变成

6、本（燃料和维护成本）及废气排放量。美国各个电力公司对需求响应项目的设计各有侧重，这里主要对他们共同关注的几点进行综述：基于激励型基于电价型推动因素可靠性价格描述对电网的紧急情况做出响应,对电价做出响应，类型直接负荷控制、可中断负荷、分时电价（TOU）,实时电价（RTP）,紧急电力需求响应尖峰电价（CPP）对参与者的要求强制执行，通知时间短自愿执行，不具有调度性，提前通知激励/处罚较高的资金奖励或电价折扣，较低的奖励，无处罚有处罚电力公司的需求响应项目必须经过监管机构的批准，主要是以不同角度对成本效

7、益的评估，最常见的角度包括：项目参与者、电力公司、电力用户和电力系统总成本。对电力系统而言，需求响应的效益包括电力公司可避免的发电和输配电容量成本、可变成本（发电燃料及维护、输配电的线损）、环境成本和辅助服务成本。参与者的成本包括设备成本、交易成本和机会成本（失去的电力服务）。1电力公司的成本主要是项目管理成本。1加州的电力公司需求响应项目比较成熟，详细情况可参阅http://www.cpuc.ca.gov/PUC/energy/Demand+Response/。2需求响应对电力系统的经济价值市场

8、条件下的需求响应容量市场在美国大多数的电力市场，电力公司同样必须达到电力资源充足标准，可以通过远期容量市场（双方或集中市场）购买发电或需求响应容量。容量市场中的需求响应在保证系统资源充足、提供应急储备方面起着重要的作用。相比起传统的调峰资源，需求响应具有成本低、响应快、清洁高效等特点。为了有效地获得这些资源一些市场（如ISO-NE,PJM,NewYorkISO,MISO）允许需求响应资源如同其他供应侧资源一样在市场上竞标用于满足资源充足要求。系统运营商根据市场形成的价格来补偿需求响