· 鉴于大部分省份积累了三年以上中长期市场的运行经验，中长期合同分时段签约更具备在短期内大范围、精细化铺开的基础，以加速引导隐式灵活性。· 培育“显式”灵活性的迫切任务是对省内大小负荷及分布式资源归档建库、分类管理，形成定制化调用策略及逐步开发计划，并适当公开信息。
《2030年前碳达峰行动方案》为未来十年中国电力系统低碳转型指明了方向，即在严控煤电的前提下，大力发展零碳解决方案来满足仍处于快速增长之中的电力需求，这是中国碳中和进程前半段的主要矛盾。高峰时段供应紧张的问题在2021年表现得尤为突出，今后将长期存在，迫切需要系统提高尖峰负荷管理能力。随着煤电增长受限，可再生能源渗透率提高，电力系统需要从源、网、荷、储多个环节挖掘替代新增煤电的潜力。短期内，需求侧灵活性具备可迅速到位、成本较低的优势。笔者认为充分挖掘和培育需求侧灵活性迫在眉睫，未来十年可以分为三步来开展这项工作，从而迅速提升需求侧灵活性，加速电力系统低碳转型。
电力需求的增长分为两个层面，包括一段时间内的总用电量，以及一年内某些时段的最高峰负荷。过去五年，受到第三产业用电量比例提高、电制冷和电制热逐步普及等因素的影响，年最大负荷平均年增速比年用电量高出1个百分点。展望未来十年，由于终端电气化水平的不断提高，最高负荷增速高于用电量增速的状况将持续，且最大负荷往往具有突发性和短时性的特点。同时，可再生能源发电装机规模将快速扩大，其实际发电出力能力却存在一定的不确定性，将装机容量与供电能力的关系从确定性转向概率性。结合供需两端的发展趋势不难发现，未来十年，相比总体电量不足，尖峰时段的供给紧张会是概率更大及挑战更高的难题。
从电力系统规划的角度来看，传统而言有一个“负荷追踪”的概念，即认为电力需求是既定的，供给侧需要时刻配合，因此，供给侧必须随时备用大量可以调配的灵活性电源。在这一概念的指导下，煤电在中国电力系统中长期肩负保障高峰出力的重任。当煤电装机总量进入平台期，系统就面临高峰需求持续增长、可调度机组增速滞后的难题。然而，换一个角度来看，即使此时仍然通过新增煤电来满足最高峰的需求，这些机组在非高峰时段也会面临利用率低的问题，并非经济的解决方式。它类似于在黄金周期间，高速公路往往不足以承载出游车辆，容易导致全国大规模堵车。但如果按照黄金周的车流量来规划高速公路的建设，则会造成大部分时段的资源浪费以及高速公路投资回收期过长等问题。针对黄金周的问题，在国家层面，近年来一直呼吁错峰休假、弹性休假；在个人层面，我们经常争取错峰出行，或干脆在家过节。这样的智慧同样体现在电力系统中，即“有序用电”，通过错峰、避峰、轮休、让电、负控限电等一系列措施，减少高峰时段用电。但更广泛有序用电与黄金周错峰出行看似相同的行为背后，存在着根本性差异，即有序用电并非消费者的自愿选择，而是服从行政命令且许多情况下没有经济补偿。电力系统应该也必须保留强制性需求侧响应的能力并将其作为最后一道防线，只是不宜频繁使用。本文将探讨如何从现有的强制性办法出发，通过逐步引入市场机制，动态管理需求侧灵活性资源，从而推动需求侧灵活性大规模、高效率、可持续地发展。
强制性需求侧响应的效果显著，操作方便，实施对象通常为大工业用户。然而，主要针对大工业用户的有序用电其实是一把“双刃剑”。一方面，因为用户规模大，单次操作的削负荷作用明显；另一方面，大工业用户往往对连续供电下的不间断生产有较大需求，其生产活动与GDP增长之间存在较强相关性。据高盛估计，中国约有44%的工业活动在今年的有序用电中受到影响，导致2021年预计的年GDP增长率下降0.4%【1】。随着尖峰负荷进一步增大，一味依赖于大工业用户的有序用电将令尖峰需求管理处于捉襟见肘的境地。
“隐式”需求侧灵活性是指消费者对静态分时销售电价的短期反应【2】。分时电价通常不会反映实时电价变化情况，仅仅粗略地反映了消费者的响应对电力系统的经济价值。由于消费者没有义务对这些定价做出反应，此类形式的需求侧灵活性存在不可控性。尽管如此，分时电价仍然可以提供有效的价格信号。中国多个省份已经积累多年实施零售侧分时电价的经验，但实际上零售侧分时电价要参考批发市场价格信号，才能较好地反映电力供需的时间差异，从而影响消费者的用电行为。然而，在批发市场出现分时价格之前，零售市场的分时电价等于无从参照，基本靠较为粗略的估算和僵化的机制进行调整。对于批发侧的分时价格而言，建立连续运行的现货市场是最直接的方式，只是这在大部分省份并不是短期内可操作的方案。从2021年开始，只有极少省份开始响应国家发展改革委的要求，探索批发市场中长期合同分时签约。鉴于绝大部分省份都积累了三年以上中长期市场的运行经验，这一方式更加具备在短期内大范围、精细化铺开的基础，从而为零售侧分时电价提供参照。与此同时，国家发展改革委已经明确提出取消工商业目录电价，意味着现行的工商业分时电价最终将被取消，但这个过程应该会分步进行。工商业分时电价实际上规定了三个元素：平段的绝对值价格、时段划分，以及其他段价格与平段价格的倍数关系。短期内，首先被取消的应该是平段的绝对值定价，取而代之的是批发市场平段价格、输配电价、政府基金等各部分之和。监管部门可以暂时保留对时段划分、各时段与平段价格关系的核定，但应该缩短重新审核的周期。待零售侧市场进一步成熟后，后两个元素同样应当逐步开放，或监管机构只提供参考值，由售电公司根据用户行为偏好、负荷曲线、可调节能力等因素，提供高度定制化的零售电价套餐。
相比“隐式”，“显式”需求侧灵活性的主要特点是消费者在能够获利的驱动下，主动为电力市场提供能量、容量、平衡等服务，因此，它可以被认为是可控的。在这个模式下，消费者或其代表（如售电公司和负荷集成商）管理其对系统的净需求。“显式”需求侧灵活性是一种新的灵活性来源，通过为消费者提供更强的经济激励，准确地反映需求侧在系统中的价值，这种模式具备可大规模、持续性发展的潜力。对于各省级主管部门而言，培育“显式”需求侧灵活性最迫切的任务之一是对省内大小负荷及分布式资源归档建库、分类管理，根据它们的规模大小、行业类型、可调节能力、参与调节的意愿与价格敏感度、参与响应的可靠度与经济性等特性，形成定制化的调用策略以及逐步开发的计划，并将此类信息适当公开。目前，这类工作多在电网和售电公司层面局部进行，并不利于全省在短时间内高效识别资源，也无法将量化可靠的系统灵活性纳入中长期电力系统规划中。针对上一步形成的开发计划，各省级主管部门可以结合省内电力市场改革的节奏，制定不同类型的激励措施。若一两年内市场化准备不足，可通过政府定价和行政渠道收集补贴资金池的方式，对售电公司和负荷集成商给予激励，从而培育市场主体。价格虽然由政府决定，但应该与中长期或现货市场的价格水平建立联系，避免不同市场机制中价格信号差异巨大的情况，并缩短价格核算的周期。同时，应当加快电力市场建设进度，逐步在辅助服务市场、现货市场、容量市场中考虑需求侧灵活性资源的角色，采取先宽后严的方式，先引入激励，后引入惩罚，逐步培养市场意识与能力。近两年，主管部门可以选择在条件适宜的小范围地区开展试点，目的是进一步囊括更多用户类型、且实践先进的技术和商业模式。比如，可以考虑在区级别进行工商业和居民的融合试点，通过这些用户组成实验室，连接到基于云的数字平台和室内传感器，使监管部门和售电公司或负荷集成商能够尝试不同的需求侧管理方法，也可以通过焦点小组的方式了解消费者的相关行为和观点。此类试点在“十四五”前半段至关重要，以为后续进一步扩大需求侧灵活性规模进行摸索铺路。最后，在将需求侧灵活性逐步引入市场设计的过程中，要加快提高需求侧灵活性在电力系统中的地位。这需要主管部门加速推出需求侧管理的技术标准和规范，只要能满足技术标准规范，不同的解决方式都应该拥有平等的地位，如此方能摆脱对备用煤电的过度依赖。 CWEA1: Reuters.2021. Goldman cuts China GDP growth forecast on energy supply crunch [Online].Available: https://www.reuters.com/ world/china/goldman-cuts-chinagdp-growth-forecast-cut-energy-supply-crunch-2021-09-27/[Accessed 24 Nov 2021]
2: Robinson, Li, 2021. How consumers can help to decarbonise the electricitysystem [Online]. Available:https://climatestrategies.org/publication/how-consumers-canhelp-to-decarbonise-the-electricity-system/[Accessed 24 Nov 2021]
来源：《风能》杂志 文 | 刘雨菁 落基山研究所部门总监
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