2017年國家發(fā)展改革委出臺的《電力需求側(cè)管理辦法(修訂版)》(發(fā)改運行規(guī)〔2017〕1690號，以下簡稱1690號文)，提出“各地應(yīng)擴大需求響應(yīng)試點實施范圍，結(jié)合電力市場建設(shè)的推進，推動將需求響應(yīng)資源納入電力市場。支持、激勵各類電力市場參與方開發(fā)和利用需求響應(yīng)資源，提供有償調(diào)峰、調(diào)頻等服務(wù)，逐步形成占年度最大用電負(fù)荷3%左右的需求側(cè)機動調(diào)峰能力，保障非嚴(yán)重缺電情況下的電力供需平衡”。2021年我國電力供求出現(xiàn)緊平衡狀態(tài)。2022年國家提出電力“保供穩(wěn)價”，各省按照“需求響應(yīng)優(yōu)先、有序用電保底、節(jié)約用電助力”的原則，制定和實施電力需求響應(yīng)辦法，并取得了明顯的成效。相比于需求響應(yīng)，電力市場是實現(xiàn)電力供求平衡特別是電力保供的根本形式。兩者有共同的目標(biāo)、實施主體和作用機制。正確認(rèn)識電力保供的經(jīng)濟規(guī)律特別是電力市場與需求響應(yīng)之間的邏輯關(guān)系，對進一步做好電力保供及電力市場和需求響應(yīng)兩項具體工作都有重要意義。

一、電力市場與需求響應(yīng)之間的關(guān)系

(一)問題表現(xiàn)

1.電力市場與需求響應(yīng)的時序關(guān)系

目前絕大多數(shù)省(市、區(qū))年度電力市場交易實施方案、現(xiàn)貨市場交易規(guī)則和電力需求響應(yīng)實施辦法中都沒有明確兩者的時序關(guān)系，這種關(guān)系不僅從電力市場交易組織的角度非常重要，而且影響和決定兩者的功能定位。除個別省(市、區(qū))外，目前兩者整體上處于獨立或并列運行狀態(tài)。電力市場通過交易機構(gòu)組織更大范圍市場主體參與和體現(xiàn)價格信號的短周期交易包括現(xiàn)貨市場實現(xiàn)保供，而需求響應(yīng)則通過相對獨立的平臺，如省級政府相關(guān)部門管理的電力需求側(cè)管理平臺、智慧能源服務(wù)平臺甚至省級電力公司面向用戶的信息服務(wù)平臺等組織，將特定時間市場主體發(fā)、用電負(fù)荷變化結(jié)果通知電力公司，并通過獨立資金來源給予用戶補償。這種關(guān)系狀態(tài)既不符合1690號文提出的“推動將需求響應(yīng)資源納入電力市場”的要求，也不利于電力保供整體工作的運行。

2.電力市場價格與需求響應(yīng)補償標(biāo)準(zhǔn)的大小關(guān)系

在電力短缺或者過剩的特殊情況下，電力市場價格理論上應(yīng)該按用戶電力失負(fù)荷價值或發(fā)電企業(yè)失出力價值形成，這樣可能出現(xiàn)暫時性極高電價和極低電價(包括負(fù)電價)。由于多種原因，目前我國各省(市、區(qū))電力市場中長期分時段交易價格和現(xiàn)貨市場價格基本限制在0～1.5元/千瓦時的范圍內(nèi)，只有省間現(xiàn)貨市場價格可以在0～10元/千瓦時范圍內(nèi)變化，個別省級電力現(xiàn)貨市場價格變化在0～5元/千瓦時的范圍內(nèi)變化。如果把省間現(xiàn)貨市場價格上限即10元/千瓦時認(rèn)定為電力短缺情況下根據(jù)用戶電力失負(fù)荷價值確定的合理電價水平，可以看出，目前各省電力短缺情況下電力市場價格并沒有達(dá)到合理水平。反觀需求響應(yīng)的補償標(biāo)準(zhǔn)，雖然各省差異很大，但是總體上明顯高于電力市場價格水平。如某省規(guī)定“日前響應(yīng)原則上1天不多于2次，每次持續(xù)時間不低于1小時，每日累計時間不超過4小時，響應(yīng)補貼標(biāo)準(zhǔn)最高為20元/千瓦時”。這樣將補償標(biāo)準(zhǔn)折算成電量電價，即補償標(biāo)準(zhǔn)最高為5～20元/千瓦時。這個補償標(biāo)準(zhǔn)明顯超過1.5元/千瓦時左右的電力市場最高價格。

(二)逆反效應(yīng)

1.削峰響應(yīng)的逆反效應(yīng)

在電力短缺情況下，參與需求響應(yīng)的用戶原本應(yīng)該在電力市場中承擔(dān)合理的稀缺電價，比如5元/千瓦時甚至更高電價，并且可能在這個電價水平下減少或者轉(zhuǎn)移相應(yīng)的負(fù)荷需求，從而不需要啟動需求響應(yīng)，或者可以減少需求響應(yīng)的負(fù)荷規(guī)模。但是，現(xiàn)在卻因為市場價格限制在相對較低水平(如1.5元/千瓦時)，用戶在維持用電需求并參與需求響應(yīng)的情況下，可以按5～20元/千瓦時的標(biāo)準(zhǔn)獲得補償。這種機制會誘導(dǎo)有負(fù)荷彈性的用戶不通過電力市場削峰填谷，而是維持或增加電力短缺時的負(fù)荷需求，甚至不理性地期望電力短缺發(fā)生。部分省(區(qū)、市)規(guī)定實際負(fù)荷響應(yīng)率在120%～150%的部分按有效響應(yīng)電力乘以0.8倍進行補貼，超出150%部分則不予補貼，在一定程度上證實了這種逆反效應(yīng)的存在。

2.填谷響應(yīng)的逆反效應(yīng)

在電力供給過剩(如午間新能源出力高峰)的情況下，如果電價反映發(fā)電企業(yè)失出力價值不夠，電價該低不低，限制在零電價而不允許負(fù)電價產(chǎn)生(新能源發(fā)電企業(yè)在0.2元/千瓦時補貼情況下的最低合理電價為-0.2元/千瓦時)，通過需求響應(yīng)補貼用戶用電解決消納問題的同時，也不利于發(fā)電企業(yè)通過多種技術(shù)手段優(yōu)化出力曲線，調(diào)整或控制過剩時段出力，同時還不能通過發(fā)電企業(yè)合理降價實現(xiàn)社會福利最大化。此外，因為相對有利于發(fā)電企業(yè)，還會導(dǎo)致發(fā)電企業(yè)在過剩時段增加出力，使新能源消納更加困難等。

二、需求響應(yīng)原理及國外相關(guān)經(jīng)驗借鑒

(一)需求響應(yīng)原理及主要形式

1.需求響應(yīng)是解決電力供給經(jīng)濟性與可靠性兩難問題的有效方式

電力工業(yè)資本密集與電力負(fù)荷需求尖峰化及不確定性的特征，客觀地產(chǎn)生了滿足用電需求的經(jīng)濟性與可靠性的兩難選擇問題。高可靠性供電必然產(chǎn)生相對更大的投資和運維成本，形成很高電價;較低可靠性供電會形成相對更低的投資和運維成本，產(chǎn)生更容易接受的供電經(jīng)濟性和價格。供電可靠性與供電成本或價格的這種非對稱關(guān)系如圖1所示，這樣，電力保供本質(zhì)上是電價與可靠性水平的組合選擇問題?？煽啃猿杀救绻挥蓢须娏ζ髽I(yè)或國家承擔(dān)，就只能由高負(fù)荷時段甚至電力短缺時段用電的用戶承擔(dān)。在用戶數(shù)量多、用電負(fù)荷特性信息(包括電價與可靠性需求與效用信息)組合不對稱且經(jīng)常變化的情況下，在激勵相容約束條件下吸收用戶參與或選擇是最有效的方式。比如用戶在獲得補償后減少或轉(zhuǎn)移尖峰時段的負(fù)荷需求，只要補償水平低于減少或轉(zhuǎn)移負(fù)荷對應(yīng)的投資與運維等成本。不同可靠性需求的用戶的理性選擇會形成同時有利用戶和電力系統(tǒng)的“雙贏”效果。

圖1 供電可靠性與成本或價格變化的非對稱關(guān)系

2.需求響應(yīng)的兩種類型及具體形式

國外從用戶響應(yīng)動機的角度將需求響應(yīng)分為價格型需求響應(yīng)和激勵型需求響應(yīng)兩類。價格型需求響應(yīng)的主要形式有分時電價、尖峰電價和實時電價等。激勵型需求響應(yīng)的主要形式有直接負(fù)荷控制、可中斷負(fù)荷、需求側(cè)競價、緊急需求響應(yīng)和容量或輔助服務(wù)計劃等。按照這個分類，目前我國電力市場屬于價格型需求響應(yīng)，而需求響應(yīng)則屬于激勵型需求響應(yīng)。這個分類揭示了電力市場與需求響應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系，也為兩項工作的有機整合提供了思路。

(二)協(xié)調(diào)電力市場與需求響應(yīng)之間關(guān)系的國外經(jīng)驗

國外電力市場與需求響應(yīng)之間經(jīng)歷了從先后或主補關(guān)系到一體化融合的轉(zhuǎn)變過程。需求響應(yīng)是美國在電力市場改革后，針對需求側(cè)管理如何在競爭市場中充分發(fā)揮作用以維持電力系統(tǒng)可靠性和提高市場運行效率而提出來的，因此，需求響應(yīng)最初作為電力市場的補充，疊加在電力市場上發(fā)揮作用。隨著電力工業(yè)發(fā)展(如新能源比例增加等)，電力系統(tǒng)經(jīng)濟可靠運行對需求彈性提出了更高的要求，使電力市場與需求響應(yīng)逐漸融為一體。美國聯(lián)邦管制委員會(FERC)2008年發(fā)布了719號法令，允許需求響應(yīng)參與電力市場競價;2011年發(fā)布745號和755號法令，要求每個區(qū)域輸電組織或獨立操作系統(tǒng)(RTO/ISO)支付需求響應(yīng)資源公平的市場出清價格;2020年發(fā)布專門針對需求側(cè)資源利用的2222號法令，推動包括需求響應(yīng)在內(nèi)的需求側(cè)資源通過聚合的方式參與電力現(xiàn)貨市場。目前，美國主要電力市場的需求響應(yīng)占峰值負(fù)荷的比例達(dá)到了5%～12%。如在美國加州電力市場，有用電彈性的公用事業(yè)和負(fù)荷聚合商直接參與日前、實時和輔助服務(wù)市場，通過減少負(fù)荷和補償水平的組合投標(biāo)反映其用電彈性，對市場運行和調(diào)度給予最優(yōu)的反應(yīng)，需求響應(yīng)已經(jīng)成為加州電力市場的有機組成部分。

(三)處理電力市場價格與需求響應(yīng)補償標(biāo)準(zhǔn)大小關(guān)系的國外經(jīng)驗

理論上，需求補償標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該等于市場價格。在電力短缺特殊情況下，當(dāng)市場價格高于補償標(biāo)準(zhǔn)時，用戶認(rèn)為補償標(biāo)準(zhǔn)偏低而不中斷負(fù)荷需求，使用買方市場勢力迫使電力供求平衡責(zé)任者提高補償標(biāo)準(zhǔn);當(dāng)市場價格低于補償標(biāo)準(zhǔn)時，市場主體愿意提供超過系統(tǒng)需要的可中斷負(fù)荷，電力供求平衡責(zé)任者可以選擇報價更低的用戶響應(yīng)，使補償標(biāo)準(zhǔn)與市場價格相等。

實際上，由于情景不同等原因，國外電力市場價格與需求響應(yīng)補償標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)出相同的高度相關(guān)性。根據(jù)美國加州獨立操作系統(tǒng)(ISO)市場監(jiān)管部2022年發(fā)布的《2021年需求響應(yīng)問題和績效報告》，2021年美國加州電力日前市場不同時間需求響應(yīng)投標(biāo)價格分布如圖2所示。圖中橫坐標(biāo)表示時間，激勵型需求響應(yīng)全年僅發(fā)生在7月9日等7天，每次有公用事業(yè)和第三方參與需求響應(yīng)投標(biāo)，其中公用事業(yè)參與又分為可靠性需求響應(yīng)資源(RDRR)和代理資源響應(yīng)(PDR)兩種類型。縱坐標(biāo)表示投標(biāo)減少的電力負(fù)荷。圖中各色塊表示投資價格或激勵型補償水平?？梢钥闯觯瑘D中主要色塊為暗紅色，這個色塊表示995美元/兆瓦時及以上價格，而目前加州電力市場價格上限為1000美元/兆瓦時。由于電力短缺情況下電力批發(fā)市場交易價格一般會達(dá)到上限，可以認(rèn)為加州需求響應(yīng)補償標(biāo)準(zhǔn)與電力市場價格基本相等。

圖2 美國加州日前市場需求響應(yīng)投標(biāo)價格分布

三、相關(guān)政策建議

(一)明確目前電力市場與需求響應(yīng)之間的先后關(guān)系

目前各省(市、區(qū))實施的需求響應(yīng)基本上都是激勵型需求響應(yīng)，而且主要針對削峰和填谷兩種情景，特別是電力保供下的削峰情景。電力市場屬于價格型需求響應(yīng)。在兩種需求響應(yīng)類型中，電力市場或價格型需求響應(yīng)機制是經(jīng)濟理論和國內(nèi)外電力市場改革實踐中已經(jīng)證明的解決電力供應(yīng)經(jīng)濟性與可靠性內(nèi)在矛盾的主要途徑，應(yīng)該優(yōu)先發(fā)揮電力市場引導(dǎo)資源優(yōu)化配置的作用，并在供求不平衡情況下通過價格信號實現(xiàn)經(jīng)濟與可靠性兼顧的科學(xué)平衡的能力和作用。對于市場機制發(fā)揮作用后仍然存在的電力缺口，引入科學(xué)的激勵型需求響應(yīng)機制。建議在維持“需求響應(yīng)優(yōu)先，有序用電保底，節(jié)約用電助力”的電力保供原則的前提下對“需求響應(yīng)優(yōu)先”做進一步補充說明，如“價格型需求響應(yīng)優(yōu)先，激勵型需求響應(yīng)配合”，或者直接提出“電力市場優(yōu)先，需求響應(yīng)配合，有序用電保底，節(jié)約用電助力”。

(二)引入電力失負(fù)荷價值定價完善電力市場價格形成機制

高需求響應(yīng)補償標(biāo)準(zhǔn)和低市場價格的組合表面上能夠在“穩(wěn)價”的前提下“保供”，實際上，高需求響應(yīng)補償標(biāo)準(zhǔn)是對的，但是，如果高可靠性用戶的市場價格按低可靠性用戶形成，參與需求響應(yīng)的高可靠性用戶在沒有承擔(dān)可靠性成本的情況下卻獲得了與可靠性成本相當(dāng)?shù)难a償，這種利益機制會誘導(dǎo)形成更大的削峰需求，間接地增加“保供”難度。為避免這種逆反效應(yīng)，必須根據(jù)經(jīng)濟規(guī)律，按照用戶電力失負(fù)荷價值或發(fā)電企業(yè)失出力價值形成電力短缺或過剩時的市場價格，制定相應(yīng)的價格上、下限，釋放特殊情景下準(zhǔn)確的市場價格信號，發(fā)揮電力市場引導(dǎo)市場主體實現(xiàn)供求平衡包括電力保供的根本作用。事實上，非系統(tǒng)原因引起的電力短缺的持續(xù)時間很短，比如一年內(nèi)10小時，即使產(chǎn)生10元/千瓦時的稀缺電價，對全年市場交易價格的影響也只提高約0.76%((10÷1.5)×(10÷8760))。如果再綜合考慮供求過剩時出現(xiàn)的低電價甚至負(fù)電價，允許電力市場電價在供求不平衡情況下按經(jīng)濟規(guī)律形成的全年平均電價，不一定比目前限制供求不平衡狀態(tài)電價的全年平均電價更高，能夠“保供”同時也能“穩(wěn)價”，并且在長期內(nèi)用形成的資源優(yōu)化配置效益降價。但是，按經(jīng)濟規(guī)律形成的電價卻可以更好地引導(dǎo)市場主體優(yōu)化發(fā)用電行為，比如在電力短缺時由于有高電價引導(dǎo)用戶削峰填谷，不需要使用激勵型需求響應(yīng)，可以產(chǎn)生資源優(yōu)化配置效益，并節(jié)省需求響應(yīng)激勵費用。從這個意義上講，目前的激勵型需求響應(yīng)補償標(biāo)準(zhǔn)正在倒逼電力市場價格形成的科學(xué)化。從政策角度看，與其支付補償費用激勵用戶削減負(fù)荷，不如補貼用戶直接響應(yīng)電力市場。建議政府用激勵型需求響應(yīng)的補償費用補貼承擔(dān)稀缺電價的用戶。

(三)逐步把需求響應(yīng)整合到電力市場體系中

根據(jù)1690號文“推動將需求響應(yīng)資源納入電力市場”的要求和國外需求響應(yīng)經(jīng)驗，建議逐步把目前激勵型需求響應(yīng)整合到電力市場體系中。

首先，把目前需求響應(yīng)實施平臺統(tǒng)一到各省電力交易機構(gòu)平臺上。省級電力交易機構(gòu)組織需求響應(yīng)，既符合國家相關(guān)文件要求，也有相應(yīng)的技術(shù)條件，有利于更有效地實施電力保供。目前，廣東電力需求響應(yīng)已經(jīng)由電力交易機構(gòu)組織實施。

其次，促進負(fù)荷響應(yīng)資源直接參與市場，形成需求響應(yīng)的市場化補償機制。與電力市場價格形成機制相比，目前各省需求響應(yīng)補償類型多，標(biāo)準(zhǔn)差異大，缺乏科學(xué)或規(guī)范的形成機制;補償資金來源沒有體現(xiàn)“誰受益、誰承擔(dān)”原則，個別省還根據(jù)資金來源決定補償標(biāo)準(zhǔn)。需求響應(yīng)提供者以適當(dāng)?shù)男问街苯訁⑴c市場獲得收益，同時解決了補償標(biāo)準(zhǔn)形成機制和補償資金來源兩個問題。山東省需求響應(yīng)補償標(biāo)準(zhǔn)中電量補償標(biāo)準(zhǔn)按現(xiàn)貨市場價格決定，貴州省補償標(biāo)準(zhǔn)上限根據(jù)需求響應(yīng)啟動時電力市場價格水平相機決定，這說明了需求響應(yīng)補償標(biāo)準(zhǔn)按電力市場價格形成的合理性和可操作性。

再次，通過整合需求響應(yīng)資源提高電力市場體系和機制建設(shè)水平。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的推進和社會用電需求的不確定性增加，電力系統(tǒng)經(jīng)濟可靠供電的內(nèi)在矛盾將越來越大，客觀上需要更多負(fù)荷響應(yīng)資源參與。根據(jù)國外電力市場和需求響應(yīng)經(jīng)驗，需求響應(yīng)除通過可中斷負(fù)荷等能夠有效解決電力短缺問題外，還特別適合在輔助服務(wù)市場、容量市場中發(fā)揮作用。把目前激勵型需求響應(yīng)資源系統(tǒng)整合到電力市場中，既有利于電力市場體系和機制建設(shè)，也能夠拓展需求響應(yīng)資源的應(yīng)用空間，增加其經(jīng)濟價值，為解決電力供給的經(jīng)濟性與可靠性兩難選擇提供新的有效途徑。