我國電力行業自改革以來，電力市場先后經歷了1998年廠網分開競價上網改革、2002年區域電力市場建設以及2015年新一輪電力市場化改革，目前正處于推進完善電力現貨市場建設階段，發電側引入競爭比較充分，電力市場出清在一定程度上體現了反映供需關系的分時價格信號，有效實現了新能源消納和高峰保供目的。但目前或出于穩定需求，或由于市場建設尚未成熟等因素影響，作為市場中不可或缺的電力用戶大都是被動地參與市場，用戶側參與市場對于平衡供需、釋放市場福利的作用還未充分體現，如何深挖用戶側潛力、引導用戶改變用電行為，將是保障電力安全供應、提升系統靈活性以及完善市場建設的一個重要課題。

(來源：微信公眾號“中國電力企業管理” 作者：王澍)

用戶能為電力系統做什么

傳統電力系統由電源、輸配電網、用戶負荷組成，不同類型的發電機組將電能量生產出來以后，通過輸電網絡輸送給電力用戶使用，調度機構對發電機組優化發電計劃并實施調控，即是實現“電源出力=用戶負荷”的過程，以發電出力變化跟隨“剛性”負荷的用電變動，保證系統發用電的實時平衡是電力系統安全穩定運行的關鍵。

隨著風電光伏為主的綠色、低碳且低成本的新能源發電飛速發展，電力系統電源結構發生變化，系統平衡公式變為“新能源出力+常規電源出力=用戶負荷”。低成本、清潔綠色的新能源雖然會降低碳排放與電能量成本，但是由于其出力的隨機性、間歇性特性明顯，為保證系統的安全運行，原本在傳統電力系統只需要跟隨電力負荷單側波動的常規電源，不得不肩負起為具備雙側隨機性的新型電力系統提供調節能力的重任。

適當的機制和激勵可以促進電力用戶改變自身用電行為，與電源側共同發力，實現新型電力系統場景下，保障新能源消納、提高系統運行安全，促進系統功能成本降低，助力打破“能源不可能三角”。這里說的改變用電行為并非指單純的減少電能使用，而是引導用戶由傳統的“按需用電”轉化為“按價用電”，比如具有靈活生產能力的電力用戶在高峰用電時段減少生產以緩解電力供應壓力，在新能源大發時段增加生產以促進新能源消納，分階段生產產品的用戶也可以在將某一零件生產時間轉移到負荷低谷時段，居民用戶也可以進行用電負荷的轉移。需要提出的是，并非所有電力用戶都能夠調節用電行為，大部分用戶的主要用電需求的剛性特征難以進行改變，也難以提供特別短時或者特別長時的調節能力，例如風力突變造成風力發電的急劇增大或急劇減少，大部分用戶難以在短時內調整自身負荷以匹配風電出力變化，又比如在面臨數日的電力供應短缺時，用戶也不會選擇連續數日減少生產。

傳統模式下的

用戶調節是怎么做的

在傳統的計劃模式下，在年度負荷尖峰時段，主要采取有序用電和需求響應兩種方式，促使用戶側或主動或被動地參與負荷調節。

有序用電是指在電力供應不足、突發事件等情況下，通過行政措施、技術方法，指令性安排部分用戶用電行為，以保障全系統的電力平衡。有序用電是計劃經濟下的產物，基本都按照先錯峰、后避峰、再限電、最后拉閘的順序執行，執行對象大多是重點用能企業及“兩高”企業。因此，有序用電并非市場主體的主動用電調整行為，不利于電力資源的有效配置和社會福利的改進，甚至影響到用戶日常經營。

需求響應是指電力市場價格明顯升高(降低)或系統安全可靠性存在風險時，電力用戶根據價格信號或激勵措施，改變其用電行為，減少(增加)用電，從而促進電力供需平衡、保障系統穩定運行的行為。但在國內實操中，往往把帶有補償措施的“需求響應項目”簡稱為需求響應，對于需求響應不同省份的政策不同，但是大都是針對不同時間響應類型由政府形成管制電價，根據響應容量或者響應電量對用戶進行補償。

有序用電和需求響應在一定程度上存在著計劃手段的影子，這兩者的實施均沒有考慮社會福利最大化問題。免費的“有序用電”比付費的“需求響應”更能為用戶節省電費，這種觀點是對電力經濟的嚴重誤解，因為“免費的”往往是最貴的，而且是非常有害的，因為它無視了停電對這些用戶造成的實質性嚴重影響和巨大的被動經濟損失。由于用戶類型多、用電設備復雜、用電需求多樣，因此電力用戶調整用電的行為給用戶本身帶來的成本是非常難以準確量化的，由于沒有統一的衡量標準來比較用戶調節成本與所得到的補償對應關系，無法得到按照成本加收益的定價方式形成政府管制電價，很可能導致用于支付響應的費用過高，而造成過補償，或者因為支付響應的費用過低，而無法獲得足額的響應能力。

歸根結底，這兩種方式都不是符合社會福利最大化的方式，最主要的原因就是兩種方式都沒有采取市場機制激發用戶主動的負荷調整行為，自然無法釋放出最大的社會福利。

電力現貨市場能夠使用戶自發調節

國內電力現貨市場基本采用“全電量+集中式”模式設計，價格機制采用節點邊際電價。節點邊際電價是市場運營機構以發用平衡為目標，根據發電側(賣方)量價以及用戶側(買方)申報電量或者調度機構的負荷預測進行優化調度計算得到的，滿足電網安全約束的分節點、分時段的邊際價格。現貨市場出清的價格信號，反映了不同時間、不同節點的電力供需關系。例如新能源大發、凈負荷低時，供應充足低廉，現貨出清價格低;負荷高峰時供應緊張、凈負荷高時，邊際機組中標容量段價格高，使現貨出清價格高，如果有輸電阻塞，負荷中心電價要比電源中心高。有效的價格信號可以激勵有調節能力的用戶自發調節用電行為，在短時內進行移峰填谷，在高峰時段減少用電，或者轉移用電高峰期的需求;在長期內，通過分區價格信號引導電力用戶更多考慮在電源中心或低價區投資建廠，降低自身用電成本同時減少輸電網絡阻塞，起到就地消納和減少網損的作用，進一步節約資源并釋放社會福利。

電力現貨市場開展的初期，采用發電單邊競爭的初級市場中，一個有意思的現象是，市場管理者或市場設計者往往擔心市場是新事物、太復雜，市場主體不夠“聰明”而無法有效參與市場。而現實是，有經濟利益驅動的情況下，本來只想多發電的“愚鈍”的發電企業能夠快速地理解市場、適應市場并積極做出經營的調整，這是非常符合市場經濟的現象。用戶參與市場也同樣會是從陌生、到學習，最終主動積極響應市場的快速進階過程。在歐洲，“聰明”的用戶已經利用電力期貨和現貨市場采用套期保值的方式優化用電成本。

用戶參與現貨市場的運行，市場機制下價格信號引導用戶調節用電起到的作用明顯優于強制的有序用電以及管制電價下的需求響應，用戶側參與市場存在以下好處。

一是促進社會福利的實現。首先，當市場價高于用戶的支付意愿時，用戶就會停止或減少用電。其次，當峰谷價差大于用戶轉移用電時段的成本時，特別是考慮當前新能源高比例接入電網將會進一步拉高峰谷價差，用戶就會主動避峰填谷。減少尖峰負荷需求可以避免投資成本高昂的頂峰機組，還可以避免不必要的、成本高昂的電網投資。根據咨詢公司Brattle的一項研究，美國如果有5%的用戶避開高峰時段，全美每年即可節省約24億美元的發電電源投資和3億美元的電網投資。

二是有助于控制發電方的市場力，降低用戶購電成本。當發電方要價過高時，部分用戶可以降低負荷需求，平衡供需關系。如圖(a)所示，如果市場競爭中沒有用戶直接參與，系統的需求曲線就是一條豎直的直線，市場出清價則由報價最高的邊際發電機組設定，邊際機組G5可以通過提高報價來提高市場出清價，用戶只能作為價格接受者被動接受市場價格，無法體現出用戶的交易意愿。但是如果用戶報價可以參與市場出清，如圖(b)所示，原來的邊際機組G5便無法中標。市場出清價則由用戶F3來確定。G5如果想要中標，其報價就必須低于用戶F3。因此，因為有用戶F3的參與，G5的市場力得到了有效控制。

三是提供運行備用優化系統發電成本。在大多數現貨市場中，用電負荷可調控的用戶是可以提供運行備用的(包括旋轉和非旋轉備用)，個別符合條件的用戶甚至可以提供調頻服務(比如有儲能設施或自備機組的用戶)，根據對國外典型電力市場的研究，用戶在加拿大的安大略省和阿爾伯塔省、美國的PJM、新加坡等市場提供了相當多的運行備用，證明了用戶提供備用是完全可行的。用戶參與備用市場會增加備用市場的競爭性，將會降低備用和電能價格，并提高輔助服務的質量和社會效益。在國內市場中，備用均為發電側提供，提供了備用能力的發電機組在電能量市場中的競價空間將會減少，根據經濟調度理論，在負荷不變時，這一部分電能量將會由成本相對該機組高的電能量代替以維持系統平衡，這將會提高整個市場的出清價格，雖然可以將備用市場與電能量市場進行聯合優化，但是依然改變不了僅由發電機組提供備用會抬升電能量價格這一事實。如果此時備用服務由用戶提供，發電機組提供的備用能力將回到電能量市場，將會改善電能量市場出清價格，降低系統整體的購電成本，整個電力市場的社會福利得到明顯改善。

四是切實提供調峰和頂峰功能。從電力系統平衡的角度，負荷等同于負的發電，負荷側多用電等同于發電側少發電，同樣，負荷側少用電等同于發電側多發電。當存在有效的價格信號，包括批發市場中的現貨時變價格和零售端的峰谷分時電價，都會引導用戶調整用電行為。特別是在批發市場中，也就是需要執行平衡電力系統的發用、新能源消納和保供的環節，當用戶發現現貨市場價格很低，例如0價或負價時，傾向于在這個時段多用電，當用戶發現現貨市場價格很高時，例如1.5元/千瓦時，傾向于在這個時段少用電。這種用電調整行為正好與新能源消納和電力保供的需求吻合，即極低價格時段通常是新能源消納難的時段，用戶多用電就能夠多消納新能源，而極高價格時段通常是系統負荷高峰時段，用戶少用電就能夠降低供需緊張程度。過市場價格機制，實現用戶優化購電成本、新能源消納、電力保供的多贏局面。在國外的容量市場中，負荷已經作為一種容量資源在容量市場中競爭，美國PJM市場中，負荷的收入有較高比例是來自容量機制。當然，反過來講，如果沒有價格信號，絕大多數用戶作為純經濟實體，是沒有任何意愿調整其用電行為的，從而會加大電力系統的平衡壓力。

促進用戶側

有效參與市場的相關建議

當前市場環境下還無法體現出用戶側調節能力的巨大價值，建議從完善現貨市場建設、推動用戶側全面參與市場、加強用戶側監管等方面發力，為引導用戶側自發改變用電行為打通路徑，最大化發揮用戶側調節能力對市場效率的提升作用。

完善現貨市場建設，增強價格信號引導作用。現貨價格反映市場成員進行電能調整的意愿程度，因此保證現貨價格的有效性是市場建設的重中之重。由于國內現貨市場存在用戶側參與市場程度低、市場價格上限較低且下限較高、大部分省份未運行現貨市場，最終市場出清的價格信號的真實性會打折扣，且未能有效向用戶側傳導。山西在今年三月更新現貨規則V13.0并將用戶側申報納入出清，證明了國內現貨市場終將走上發用雙邊競爭市場的合理的市場化道路。現貨市場中的平均價格水平才與用戶支付電費總額有關，而不是高價和低價的絕對值。在電力現貨市場中，會出現日內和季節性高價和低價，并且新能源穿透率越高，高低價出現的幅度會越大、頻度會越高，這更需要規制機構放開限價，價差越高越能激發靈活性資源主動參與市場。關于價格，一個極端的例子是美國德州電力市場，業內熟知的是2021年2月冰災導致德州實時市場價格多日達9000美元/兆瓦時(約人民幣6.3元/千瓦時)，而不了解的是當年其他時段的平均實時市場電價僅為37美元/兆瓦時(約人民幣0.259元/千瓦時)，2020年德州實時市場均價僅為26美元/兆瓦時(約人民幣0.182元/千瓦時)。因此，建議加快市場的完善與建設進度，推動用戶側參與市場出清、放開市場限價、促進價格信號的有效傳導。

賦予電力用戶主體身份，全面參與電能量、輔助服務、容量機制。明確電力用戶的主體身份，制訂公平完善的規則，積極調動用戶側參與電能量市場，體現用戶交易意愿，促進市場完善，通過輔助服務市場體現其備用乃至調頻能力價值、促進市場整體最優，通過參與容量機制體現其容量價值、節約容量投資，最大化地體現出用戶側調節能力的市場價值。此外，隨著各類型市場主體的豐富，市場的競爭會更加激烈，激烈的競爭會更加真實地體現出各類型市場交易標的真實成本，更深層次提升市場效率、釋放社會福利。

加強用戶側監管，規范用戶參與市場的行為。相對于發電主體而言，用戶主體的數量大、類型多、位置分散，一方面各類型用戶自身調節能力發揮的作用也不盡相同，另一方面會造成嚴重的信息不對稱，市場運營機構不可能完全了解用戶的真實性能，因此建議對用戶側參與實行“低門檻，高考核”的監管方式，一方面降低用戶參與各種市場的門檻，通過匯集分散的調節能力共同作用于系統，最大限度發揮用戶側潛力。另一方面加大考核力度，用戶或者出于認知不足原因，或者出于套利目的，可能會在市場中進行虛假申報和不真實的計量，例如自身容量或備用能力達不到其中標量，甚至還會利用規則漏洞操縱市場。因此必須加大對其監管力度，規范用戶參與市場行為，這既是維護系統可靠性的需要，也是維護市場公平競爭環境的需要。

本文刊載于《中國電力企業管理》2023年07期，作者系天津華大億電科技有限公司首席技術官