0 引言

隨著我國國民經濟各方面的飛速發展，國家對電力的需求也日益旺盛，電力市場作為能源互聯網必不可分的一個重要組成部分也成為了學術界和各國電網公司的研究熱點。能源互聯網強調信息和能量的雙向流動，強調能源的高效利用，強調用戶的主動參與程度，因此，電價定價作為一個合適的切入口，能夠有效地調動用戶參與的積極性，並且通過電價的調整可以每個用戶的用電行為，從而影響整個電網的負載變化。同時伴隨著電力系統生成模式和產業行業的變革，電力行業需求側管理也從傳統的負荷管理與能效的基礎設施管理變革為利用需求側資源，在需求側形成競爭的需求響應機制（DR），即通過價格信號和激勵機制來增加需求側在市場中的作用，並將供應側和需求側的資源進行綜合資源規劃。

1 需求側響應

需求側響應強調的是用戶主動改變正常電力消費模式的行為。這就存在用戶決策與響應的過程。由於外部環境的不確定性、用戶認識和處理信息能力的差異性，用戶的決策過程存在認知偏差和偏好；再者，「決策—響應」過程所需的時間成本，會導致響應延遲，使DR失去靈活性。因此，人工參與的DR存在諸多不確定性，呈現出響應速度慢、可靠性低和效率低下等問題，難以達到理想的DR效果。

依賴行政管制的售電側市場不對稱結構一定程度上阻礙了DR的開展，2015年發布的9號文明確指出要有序推進售電側改革，發展DR新機制，提升供需平衡保障水平。然而售電側市場的建設並非一蹴而就的，在傳統售電主體具有壟斷性優勢的環境下，需要以管制化與市場化相結合的方式為DR資源的充分利用創造空間。

現階段，分時電價是主要的DR項目，且已被大範圍實施，在售電側交易尚未開放的情況下，以大範圍價格型DR為基礎、結合小範圍的激勵型DR試點項目為手段，確保培育出符合市場發展的分擔共享DR機制，將是管制化與市場化結合的典型方式。

相對於傳統電網條件下的傳統電力調度方式，在能源互聯網環境下，依靠用戶需求響應機制具有響應速度快、成本低、環境污染小等諸多優勢，同時還可以通過調節用戶的用電行為，影響用電需求，從而實現電網負載的削峰填谷，緩解了用電緊張的局面，也維持了電網的穩定。能源互聯網積極引進可再生能源發電，雖然目前比例比較小，但是有逐步增長的趨勢。

1.1 DR劃分

根據用戶的不同反應方式可以將電力市場中的DR劃分為兩種類型：基於價格的DR和基於激勵的DR。其中，基於價格的DR是指用戶根據不同的零售電價的來調整自身的用電需求，包括分時電價、實時電價和尖峰電價等；基於激勵的DR是指DR的實施機構通過制定恆定的或者基於時間變化的政策，來刺激用戶在電網完全性受到威脅或者電價居於高位時能夠控制自身用電行為，削減用電負荷，包括直接負荷控制、可中斷負荷控制、需求側競價、緊急需求響應和容量、輔助服務計劃。

需求響應是由電力需求側管理髮展起來的，其主旨在於通過價格彈性來影響用戶的用電消費行為，從而有效地減少用電高峰期整個電網的電力負載，保證電網安全穩定運行，同時也降低了電力系統運營維穩的成本，提高了經濟效益。

2 實時電價機制

實時電價機制是一天內24個時段的電價水平實時變動的電價機制，通過價格波動引導用戶負荷響應，激勵用戶將髙峰時段負荷轉移到低谷時段消費，提高系統負荷率，增大電網設備的利用率，提高能源利用效率，同時促進低谷時段的風能等新能源消納，實現節能減排。

實時電價將一天內24個小時等分為24個時段，售電公司根據電力用戶的歷史用電負荷數據，提前1天或1小時確定銷售電價水平，並將預先確定的電價表推送給終端用戶，用戶根據電價信息提前安排生產計劃來對電價進行響應。相對我國的現行的傳統的電價機制，實時電價機制在引導用戶參與需求側管理方面的優勢得天獨厚，使用戶享受更低的平均電價，而售電公司獲得相對傳統電價機制和其他售電主體的競爭優勢。實時電價機制不僅可幫電力用戶節約購電成本、提高售電公司的競爭優勢，還可發揮重要的社會效益。通過實時電價促進用戶負荷轉移，從而削減高峰負荷的同時增加低谷負荷，供電公司可以更合理安排電力供給資源、提供更多的風能等新能源；社會資源可以得到更好的配置，同時通過新能源比例的提高實現節能減排和用能效率的提高。

售電側市場放開已經成為新一輪電力市場改革中的重頭戲，新成立的售電公司需要分別基於不同用電情景制定合理的銷售電價機制，而實時電價機製為售電公司取得競爭優勢、發揮社會價值帶來了新的契機。

3 售電公司

由於在新一輪售電側改革的背景下，售電公司應運而生。售電公司作為市場主體具有自主定價權。

根據2015年11月發改委發布的《關於推進售電側改革的實施意見》，售電公司分為三類，第一類是電網企業的售電公司。第二類是社會資本投資增量配電網，擁有配電網運營權的售電公司。第三類是獨立的售電公司，不擁有配電網運營權，不承擔保底供電服務。作為一個新成立的市場主體，售電公司既面臨著全國數億度電銷售帶來的紅利，也面臨著缺乏市場試水經驗和市場機制下成熟的售電手段帶來的挑戰。作為一家新設立的售電公司，如果只是照搬傳統電網公司的營銷模式、只與用戶簽訂傳統的供用電合同，市場競爭力會很低。由於電力本身的特點，售電公司要想在市場競爭中突出自身的競爭力，需要在供電服務策略和電價策略上做文章，提供更加個性化的供電套餐。

3.1 售電公司盈利模式

由於資本的逐利性，在市場經濟中可以持久存在的公司必須要盈利。雖然售電公司的盈利模式包括多種，但對於售電公司，尤其是需要外購電力的售電公司，未來的盈利空間主要來源於購銷電價差。售電公司一次性購電量較為可觀，會在單價上得到一定折扣，再向用電方以較高單價銷售獲得中間利潤。而可行的實時電價機制也必須為售電公司帶來直接或潛在的經濟利益，來增加直接或者潛在的售電收入，提高自身相對於其他區域性售電公司的競爭優勢。

售電公司的盈利目標可以大致分為三個階段：短期來看，由於售電側改革的競爭局面剛剛形成，各家售電公司都在搶佔用戶、爭奪市場，這時候它們對用戶量、市場佔有率的需求遠大於短期的利潤，為了實現「拉客戶」的目的，即使是盈虧平衡甚至是小幅虧損都是可以的；中期來看，地區範圍內的競爭局面已經基本形成，售電公司的用戶量已經積累，售電量、購電量都同比例增大，對發電側廠商的談判能力進一步加強，可以通過供應鏈管理手段進一步壓縮成本，這時候售電公司需要扭虧為盈；長期來看，地區範圍內的競爭局面已經相對穩固，售電公司的經營狀況已經相對穩定，規模經濟效應已經產生，這時候售電公司必須盈利才能維持公司繼續發展。

3.2 高峰高價，低谷低價

歷史的實時負荷數據是上一期實時電價引導用戶響應以後的結果，一定程度上反映了用戶的用電秩序。在制定本期的實時電價時，需要參考上一期的歷史負荷曲線：上一期的實時負荷高的時段，當期的實時電價就要高；上一期的實施負荷低的時段，當期的實時電價就要低。這樣，通過歷史負荷曲線影響當期實時巧價，可使負荷低谷時段的電價低於負荷高峰時段的電價，更好的影響用戶的用電負荷使其轉移負荷，達到削峰填谷的效果，也使得制定的實時電價不斷的適應用戶的用電習慣，達到良性循環。

3.3 可平移負荷大多為工業企業

並非所有的用戶都適合採用實時電價機制，對於某些電力用戶可以發生轉移或削減的負荷有限，其需求響應對於系統負荷、企業效益、節能減排等起到作用也非常有限。尤其在售電公司實施實時電價機制的初期，應該選擇最合適的潛在用戶試運營來降低試水風險。

有負荷轉移能力的工業用戶，主要分為三類：第一類企業是化工、冶金、鋼鐵等三班制連續生產型企業，由於連續生產，企業一般只能調整生產過程，但這種工序的改變很受限制；第二種企業是高耗能企業，這種企業的電力成本占企業運營成本的比重很大，對電價在內的能源價格極為敏感，因此為了節約成本送類企業的負荷轉移具有很大潛力；第三類企業是生產管理相對靈活的中小企業，這類企業可以更靈活的安排生產計划到低電價時段，來進一步降低成本。

商業發達地區，商用空調的負荷約佔總商業負荷的50%。對於這部分負荷，如果採用類似於綜合能源系統中電-冷聯合調度的冰蓄冷技術，可以很大程度緩解電網系統的高峰壓力。這類商業負荷受到時間和季節的影響較大，隨著用電設備的節能技術不斷提高，商業用戶負荷轉移的潛力將得到更進一步的開發。

居民用電的電力需求與他們的收入水平存在密切的關聯。由於居民用電時間大部分在白天，夜間的用電量明顯下降，所以負荷率會較低。這種電力消費模式受到居民的個人喜好和生活習慣影響較大，發生轉移的可能性較小。同時，居民的用電量相對於工業用電、商業用電較小，並且負荷相對分散，接受新的電價機制的學習成本較高。居民用電的這些特點給負荷轉移和實時電價機制的實施帶來一定的障礙。但是從另一個側面，某些居民用戶的節約意識較強，比如電動汽車、手機、家用電器的用電，又可以—定程度上轉移到夜間進行。尤其是某些智能化程度較高的電器，可以選擇用電時間，這些設備的普及又為實時電價機制的實施創造了有利條件。同時，居民用電相對工業、商業用電，用戶數量較大，這樣雖然單個用戶的可轉移負荷有限，但累積的轉移總量卻十分可觀。因此長遠來說，可以等待時機更加成熟，例如智能設各得到更大普及、人們的節約意識更加強烈，逐步將居民用電納入實時電價機制實施的對象中。

3.4 需求的彈性理論

用戶的需求價格彈性是經濟學上衡量價格變動與需求量變動關係的一個指 標，用來表示在一定時期內某種商品的需求量的相對變動對其價格變動的反應程 度，是商品需求量的變動率與價格的變動率之比。由於需求價格彈性係數是作為 每個用戶特點的屬性，即每個用戶對電價波動的反應程度都不同，這使得在調控 每個用戶的用電需求的複雜性大大增加。

在開放的電力市場環境中，電力的商品屬性決定其必然存在一定需求彈性。按照經濟人假設，在其他條件都相同的情況下，電價水平高時，用戶的用電負荷會相對較低；定價水平低時，用戶的用電負荷會相對較高。電價與用電負荷之間會存在一定的彈性變化關係，這種需求彈性關係是建立實時電價與用電負荷之間聯繫的重要依據。基於這種彈性關係，可以建立起實時負荷與實時電價的響應模型，在實時電價模型中可以作為重要的等式約束，並且可以根據計算出的實時電價水平得出模擬的實時負荷。

3.5 實時電價機制總結

從售電公司的角度，實時電價機制通過高峰高價、低谷低價的策略，引導用戶負荷發生一定程度的轉移，將高峰時段的負荷轉移到夜間等低谷時段，從而可以一定程度上減少棄風限電的情況，提高新能源電力的消納，減少購電成本、提高公司利潤。

從用戶的角度，基於實施實時電價前後總用電量變化不大的假設，可發現高彈性情況下，用戶的負荷轉移行為更加明顯，在高峰高價、低谷低價的價格策略下用戶的平均電價有一定漲幅但漲幅不大；而在低彈性情景下，用戶的負荷轉移行為不夠明顯，為了這到預期的負荷轉移效果，峰谷的價格差將會提高，同時平均電價將會上升，導致用戶經濟壓力增大。但無論高彈性、中彈性、低彈性，實時電價的數值都沒有超過預期的上限。從用戶角度考慮，高彈性情景下更適合採用實時電價機制。

售電側市場放開後，市場的參與主體包括售電公司、用戶、發電側、電網公司等。銷售電價政策的制定需要緊緊圍繞各個主體的利益綜合考慮，才會在現實中可行。對於用戶，相對於其他電價機制，實時電價機制必須使用戶享受更低的平均電價才能打開市場；對於售電公司，實時電價機制帶來的銷售收入必須大於包括購電成本在內的各項成本支出實現盈利；對於發電側，售電公司將與發電公司直接對接，通過實時電價的水平波動，引導部分負荷轉移到低谷時段，售電公司獲得相對高峰時段的低電價，而發電公司減少機組啟停成本或減少低谷時段的「棄風」行為；對於電網公司，不擁有配電網運營權，不承擔保底供電服務的售電公司需要藉助電網公司的智能化來實現實時電價機制。實施方案和推廣策略只有綜合考慮各方利益的情況才可能減小電價政策的試水風險和阻力，實現多方的互利共贏。

4 能源互聯網下的電力需求響應

全球能源互聯網情境下，電動汽車、分散式能源、儲能電池等新型需求響應資源的引入，使得電力用戶能夠通過向電網供給電能的方式來響應電網的需求，在電網負荷高峰時段能夠起到調峰電廠的作用，通過電動汽車放電、分散式能源發電、儲能電池釋放電能等方式，將用戶側生產和儲存的電能，供應給電網。同時，也可以在電網有調頻需求時，通過秒級的需求響應資源來實現響應。以上，可以稱之為供給型的需求響應業務，而傳統的電力需求響應業務可稱之為消納型的需求響應業務，主要是以用電型設備為DR資源。在具體的業務場景中，消納型業務與供給型業務，二者的業務形式、業務內容、業務項目是有差異的，需要區別對待，其業務架構在電力用戶側也分為兩部分內容，可以同時或分時開展。

4.1 基於合同模式的業務

基於合同模式的需求響應業務，通常需要通過需求響應實施機構與用戶事先簽訂合同來實現，合同中會明確提前通知時間、最大響應頻次、響應起止時間、負荷削減量、電能供給量、激勵方式和懲罰方式等因素。需求響應實施機構通過制定各類政策，激勵用戶響應電網需求，並用戶給予一定的經濟補償，同時在用戶違約時會給予適度的懲罰。目前，基於合同模式的買方響應業務主要包括：直接負荷電能控制項目、可中斷負荷項目、可調用電能項目、緊急需求響應項目、容量輔助服務項目等。

4.2 基於電價模式的業務

基於電價模式的需求響應業務，能夠引導用戶根據電價的變化來調整用電行為，通過人為或者市場自發調整電力價格來反映供電成本的時段差異，將反映真實成本的價格信號傳遞給用戶，增強需求側對電價的響應能力。目前，基於電價模式的買方響應業務主要包括：分時電價項目、實時電價項目、尖峰電價項目、需求側競價項目等。

4.3 電力需求響應業務架構

電網運營商根據電網的運行需求，制定需求響應計劃，並將需求響應計劃發布給響應聚合商或需求響應資源大用戶。響應聚合商在認領需求響應計劃後，將計劃分解，發布給需求響應資源小微用戶，需求響應資源小微用戶根據自身意願和實際情況認領需求響應計劃或放棄參與需求響應。成功認領需求響應計劃的各類用戶根據需求響應計劃，執行計劃。各類用戶執行需求計劃後，電網運營商對響應聚合商、需求響應資源大用戶的需求響應執行效果進行評估並結算，響應聚合商對需求響應資源小微用戶的需求響應執行效果進行評估並結算。

電網在與用戶進行需求響應業務交易時，不僅可以與用戶個體進行交易，還可以與個體聚合後的聚合單位進行交易，此時，交易對象就可以按需求響應資源的規模來進行劃分。按照能夠提供穩定的需求響應資源量規模的大小，可分為大用戶、小用戶及微用戶，從而使電網針對不同規模的用戶，可以有不同的業務策略。

需求響應資源大用戶，由於其響應資源量較大，數目不多，因此可以直接與電網運營商或進行電力需求響應市場交易。需求響應資源量小的用戶，由於其響應資源量較小，且該類用戶數目繁多，如直接與電網運營商進行電力需求響應市場交易，不僅會使得電網運營商增加運營成本，還不利於小用戶自身的利益，因為散亂且微小的力量必然在市場中沒有太多的話語權。因此，小用戶可以通過將自身的需求響應資源委託給響應聚合商，讓其為自己運作，以最小成本獲取最大利益。

4.4 小結

在智能電網、特高壓輸電、可再生能源等技術成熟發展的前提下，能源互聯網的概念應運而生，其帶來的不僅是電網互聯，更帶來了能源互享的思維，打破了供需兩側的界限「鴻溝」，使得電力用戶同時兼具電能消費者、存儲者、供給者的三重角色，為電力需求響應的繁榮提供了巨大的利好條件，使得傳統的電力需求響應向新型的電力需求響應跨越。

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