提升需求侧弹性以平滑价格波动
提升需求侧弹性以平滑价格波动
段婧琳 Max Dupuy
近年来，中国风能和太阳能等可再生能源在电力系统中的占比不断提升。随着“双碳”目标的推进，这一趋势将继续得到深化。
为支持新型电力系统的构建，相关部门持续发布相关措施，其中包括加快电力现货市场的建设。然而，伴随着多地电力现货市场进入试运行和正式运行阶段，电力现货市场的价格波动引发了市场参与者和用户的困惑。虽然现货市场价格波动是新型电力系统中传递关键信号的重要机制，但若市场设计不当或监管不力，可能导致无效信号甚至价格飙升。随着可再生能源渗透率的增加，这些问题可能更加显著。
而防范新型电力系统价格过度波动的一个重要手段——持续推进需求侧用电弹性建设不容忽视，应充分发挥需求响应灵活性。多年来，增加需求侧的用电弹性一直是政策关注的重点。在过去的讨论中，它往往被视为用较低的系统成本增强系统韧性，从而保障电力安全的妙方。但在诸多讨论中较少提及的是，需求侧用电弹性在平稳电力现货市场价格中扮演着关键角色——它能够帮助降低价格不确定性，确保市场传递理性的价格信号，进而助力新型电力系统高效运作。借鉴国内外的经验，在“双碳”背景下，电力系统的规划与建设应持续重视需求侧弹性的建立，从供给侧与需求侧共同发力，在保证电力供应与价格稳定的前提下，以较低的系统成本实现减排目标。
不仅在中国，在其他电力系统中可再生能源占比不断增高的国家中（例如美国与欧盟的一些国家），政策制定者及市场主体也在讨论电力现货市场价格波动的利弊，并尝试各种措施来试图改进价格信号的形成。有些措施的结果并不尽如人意，并且给电力系统运行带来了不必要的成本，比如，在电力现货市场中设立严格的限价机制，或缺乏建立完整的价格传导机制。而有一些方法可以在减少价格波动、抑制价格飙升的同时，以较低的成本提高系统可靠性。其中，最重要的方法之一就是提高需求侧的灵活性。全球范围内越来越多的证据表明，继续增强需求侧的灵活性有助于平滑市场价格、提升市场效率、降低平均成本，并能助推可再生能源并网。
近期，德国柏林工业大学的一项研究为这个话题提供了新的模型分析基础。这项研究通过对三个欧洲国家的电力现货交易市场进行仿真模拟，发现增加需求侧弹性可以大幅降低现货市场价格不确定性的风险。研究者以风力发电、光伏发电、电池储能和氢能组成的电力系统作为研究对象，模拟结果显示加入适当的短期需求弹性就能帮助有效稳定电能量市场价格，显著减少电能量市场的高价、零价等现象，以及更好地对抗天气原因造成的扰动。
随着电力系统中新能源渗透率不断提高，电力系统净负荷的随机性增强，对电力现货市场价格的稳定性提出了更大的挑战。而要防范和化解随之而来的电力价格波动风险，我们有必要继续深化多年以来在这方面的努力，着力提升需求响应的灵活性，增强需求侧弹性，更充分地开发需求侧资源。中国电力市场已经在这一方向上作出了积极的努力，并设立了一系列支持性政策。例如，在2024年8月6日出台的《加快构建新型电力系统行动方案（2024~2027年）》中，特别将“需求侧协同能力提升”作为一项重要行动，提出计划建设一批虚拟电厂，并对加强需求侧响应能力提出了具体要求。另外，近期修订的《电力需求侧管理办法》也为深化电力需求侧管理、充分挖掘需求侧资源提供了重要基础。
这项工作依然充满复杂性，且需多管齐下。这里，选取其中比较重要的几点，作为推进下一步工作的建议：
建议在设计和构建新型电力系统的过程中强调需求侧弹性，将需求侧资源（如虚拟电厂）纳入电力规划与电网规划。各地区应积极响应相关政策提出的需求侧响应能力建设目标，结合当地电力负荷特性与发展规划，出台配套政策与鼓励措施，切实推进需求侧资源的建设与需求侧多元灵活性的开发。
建议在建立合理的价格传导机制和需求侧价格信号方面持续发力，从而更好地平衡电力市场供需。可以在2021年出台的《关于进一步完善分时电价机制的通知》基础上，实行更能够反映成本差异的分时电价制度，以更好地激励用户在低谷时段增加用电、在高峰时段减少用电，进而实现负荷的有效转移，平滑负荷曲线。各地在这一领域已经作出了巨大的努力，但仍需进一步改进分时电价的设计，从而更好地反映系统条件的变化。同时，应推广实时电价政策，使成本信号更准确地传递到需求侧，并激励需求侧资源为系统提供灵活性服务，进而实现以更低的系统成本削减高峰负荷，这在北美电力市场已经有成功经验。
建议优化需求侧资源的调度运行机制以及电力现货市场参与机制，确保虚拟电厂获得合理的经济价值补偿，以激发需求侧响应活力。比如，允许需求侧资源以“报量报价”的方式参与市场出清，即需求侧资源可以根据自身的成本效益情况自主决定提供的电量和价格。这种方式能够更充分地发挥市场机制的作用，提高需求侧资源的利用率，并进一步提升整个电力系统的经济性和可靠性。
通过上述措施，不仅可以有效减少电力现货市场的价格波动，还能降低平均成本，提升系统的运行效率，为更多可再生能源的接入和整合创造有利条件。同时，这也将为推动中国能源转型、实现可持续发展目标提供有力支撑。（作者单位：睿博能源智库）
责任编辑：余璇