需求響應的成本收益構(gòu)成及其分配

藍天虹

溫州電力局 浙江 溫州 325000

需求響應的利益來自何處，為什么會發(fā)生，歸屬于誰，以及怎樣來正確的進行分析。這對于用戶、政策制定者和供電企業(yè)來說非常重要，它能夠幫助決定多少以及哪類時變電價和需求響應項目來安排資源組合。這就要求對實施需求響應的成本與利益給予界定，分析參與者的直接收益，部分或全部市場參與者享受到的經(jīng)濟上和可靠性上的間接利益，以及其他難以量化的利益。

以下的考慮是討論需求響應利益的基礎：1）用戶和項目管理方在實施需求響應中會產(chǎn)生費用。2）用戶根據(jù)預期收益水平調(diào)整他們的電力需求。這些收益必須切實充分地補償所有因提供需求響應而產(chǎn)生的費用，否則他們將不會響應。3）政策制定者在設計和評價需求響應策略時應當考慮每項策略給成本負擔方和受益方帶來的影響。4）收益的持久性必須被納入計算。短期的沖擊應當區(qū)別于長期的沖擊，需求響應產(chǎn)生的收益是經(jīng)常跨若干年度。

1 需求響應的成本

需求響應的實施成本可以區(qū)分為參與者成本和系統(tǒng)成本（見表1）［1］。單個用戶削減使用產(chǎn)生參與者成本。需求響應項目管理者為創(chuàng)建必要的基礎設施來啟動和支持需求響應產(chǎn)生系統(tǒng)成本，其中還要包括提供給用戶的激勵獎金。系統(tǒng)成本可以從繳納電費者那里收回，或者在有些情形下通過“公共利益”費附加在電費賬單中。另外，成本收回一般要受政府相關部門監(jiān)管。

1.1 初始成本

用戶的初始成本發(fā)生在需求響應實施之前，包括負荷響應策略設計以及有助負荷響應的基礎技術(shù)或設備投資（比如“智能”恒溫器、高峰負荷調(diào)節(jié)裝置、能源管理調(diào)節(jié)信息系統(tǒng)以及自備電源等）。應當從電費收入或公共財政中列支經(jīng)費補貼必要的用戶教育或技術(shù)項目，以彌補參與用戶的部分初始成本，特別是當初始成本構(gòu)成挖掘和實現(xiàn)需求響應潛力障礙時。

系統(tǒng)的初始成本大致由下三類成本構(gòu)成：

1）測量和通訊系統(tǒng)升級成本。時變電價（比如RTP，CPP）要求根據(jù)使用或需求的時間順序測量。這通常要通過安裝高級測量（電表）系統(tǒng)（Advanced Metering Systems（AMS））來完成。新型測量技術(shù)能夠賦予供電企業(yè)和用戶許多功能。在一個較短的時間內(nèi)測量并保存使用信息，通過通訊聯(lián)系讓電力公司隨時能夠根據(jù)需要遠程取回當前的使用信息。測量和通訊系統(tǒng)升級成本取決于現(xiàn)有的技術(shù)和適用的用戶類別。因為總的成本固定并且相當可觀，特別是對中小用戶，經(jīng)常提出費用承擔的責任和補償問題。

表1 需求響應成本

2）供電企業(yè)賬務系統(tǒng)。對于部分需求響應方案（比如RTP，CPP）來說，由于多數(shù)傳統(tǒng)的系統(tǒng)不能處理時變成本和使用，賬務系統(tǒng)升級是前提。RTP或是CPP都要求改變測量數(shù)據(jù)采集、處理和存儲方式。

3）用戶培訓。有關時變電力成本的種類，潛在負荷響應策略，和有效的零售市場選擇都包括在需求響應方案的培訓內(nèi)容中。

1.2 實施成本

用戶實施成本因他們對高電價或需求響應項目事件作出響應而引起。這些成本可能是可計量的財務成本（比如產(chǎn)出或商業(yè)上的損失、計劃調(diào)整費用、運行自備電源的費用），也可能是某種抽象估計（比如與負荷削減相關的不方便或不舒服）。需求響應方案最初的成本和實施成本的最終的承擔者可能是電費繳納人，也可能是供電企業(yè)。

系統(tǒng)實施成本包括項目管理運行、市場營銷、用戶評估招募成本，激勵型和價格型需求響應項目提供給用戶除標準電力價格之外的額外優(yōu)惠或獎勵，以及測量和通訊設施的運營或租賃可能產(chǎn)生的成本。對激勵型需求響應項目，額外的成本也包括支付給參與用戶的報酬。

2 需求響應的利益

需求響應的利益可以被分成三種類別：直接、間接和其他利益（見表2）直接利益產(chǎn)生于那些采取需求響應行動的用戶，間接和其他利益由其它部分或所有用戶群體獲得。直接和間接利益可以用貨幣來量化，其他利益較難量化和貨幣化。

2.1 直接利益

用戶之所以調(diào)整他們的電力使用以響應價格或需求響應項目激勵，主要是因為經(jīng)濟收益。它包括減少在電力高價時用電，或?qū)㈦娏π枨筠D(zhuǎn)移到低價格時段帶來的節(jié)約，以及用戶在需求響應項目中因為作出承諾或作出削減而得到的獎勵報酬。另外的收益來自因系統(tǒng)中斷而失去服務的風險的降低（比如強制削減的可能性的下降，或者緊急事件的避免）。它雖然難以定量化，但對于有些用戶來說可能是重要的動機。參與用戶得到的直接收益的水平取決于他們轉(zhuǎn)移或削減負荷能力，以及需求響應項目所提供的激勵水平。

2.2 間接利益

間接利益有著整個系統(tǒng)范圍內(nèi)的影響，它為政策制定者在需求響應上的興趣提供了初始動機。間接利益可以分成短期和長期市場影響，以及可靠性的利益。

短期市場影響是來自需求響應最直接的和最容易測量的經(jīng)濟利益資源。寬泛的說，是在給定的可用的設施之下通過更有效率的使用電力系統(tǒng)帶來可變供給成本的節(jié)約。通過建立更好的零售和邊際供給成本之間的聯(lián)系以使得資源利用更有效率，把節(jié)省的能源和某些情形之下的容量成本，轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩舳唐诘碾娰M節(jié)約。需求響應能降低躉售市場價格，減少在高電價峰段期間的電力使用，進而帶來一個更低的躉售市場出清價格。

表2 需求響應的收益

長期市場影響與需求響應減少系統(tǒng)的或局部的峰段需求的能力有關。它可以抑制額外發(fā)電、輸配電基礎設施增建的需要。這對于電力這種高度資本密集的行業(yè)來說是明顯的資源節(jié)約。當然，以需求響應項目來減少容量建設成本要求需求響應在高峰需求期間必須有效并有實施可靠性。

另外，可靠性收益是指當系統(tǒng)儲備低于需求水平時，減少被迫停電的可能性和嚴重程度?？煽啃缘睦婵梢愿鶕?jù)中斷的風險和用戶心中的可靠性的價值減去需求響應負荷減少的量來評估。

2.3 其他利益

需求響應可以提供額外的收益給部分或全部的市場參與者，但是這部分不容易定量或貨幣化：

1）更穩(wěn)健的零售市場。零售市場的默認服務RTP能通過零售供應者刺激創(chuàng)新［2］，管理需求響應項目可以為市場參與各方提供增值機會［3］。

2）增進選擇機會。需求響應能在可變的零售市場結(jié)構(gòu)中為用戶提供廣泛的選擇，通過更多的方案來管理他們的電力成本。

3）市場績效利益。需求響應帶來“市場績效”，當發(fā)電方在躉售電力市場中濫用市場力量，為了推動價格上升而抑制供給時，需求響應可以起到很重要的壓制作用。需求對價格響應減少了這個可能性。需求響應會是一個充分威懾以阻止發(fā)電者嘗試操縱市場。

4）潛在的環(huán)境利益。環(huán)境保護利益包括直接來自需求響應負荷減少和間接提高的用戶們的能源使用效率和成本意識［4］。不過，將環(huán)境保護效益歸功于需求響應時應當更全面地慎重考慮，因為這最終取決于排放的情況和發(fā)電廠在特定地區(qū)的邊際運營成本［5-6］。

3 結(jié)論

需求響應是指在用戶對隨時變動的價格或事件進行觀察并作出針對性響應。其目標是通過需求響應使得用戶在電力使用上進行更合理更有效的安排，以達成電力生產(chǎn)資源效率的改善。而這個效率提高創(chuàng)造了一個多元的利益：1）參與者的經(jīng)濟利益。用戶通過調(diào)整電力需求以響應時變電價或參與激勵型項目，所獲得的電費支出的節(jié)省和激勵報酬。2）整個電力市場范圍的經(jīng)濟利益。更低的躉售市場價格、降低系統(tǒng)總的容量要求。既讓負荷服務實體發(fā)展新的供電能力，也最終讓多數(shù)零售用戶節(jié)省電費支出。3）可靠性利益。電網(wǎng)運營的安全和充足負荷儲備。需求響應能夠降低和減輕被動停電的可能性和后果，也就減輕或避免了由此可能導致經(jīng)濟成本的上升和對用戶產(chǎn)生的不便。4）市場績效利益。弱化供給方操縱市場的能力，它能阻止電力供給方隨意提高電價，甚至明顯超過生產(chǎn)成本。

［1］U.S.Department of Energy.Benefits of Demand Response in Electricity Markets and Recommendations for Achieving Them.February，2006：23.

［2］Barbose，Galen，Charles Goldman and Bernie Neenan，2004， “A Survey of Utility Experience with Real Time Pricing”LBNL-54238，December.

［3］Neenan，B.，P.Cappers，D.Pratt and J.Anderson， 2005，“ImprovingLinkagesbetweenWholesaleand Retail Markets through Dynamic Retail Pricing：Preliminary Results” report to the New England Independent System Operator，December.

［4］King，Chris and Dan Delurey，2005， “Energy Efficiency and Demand Response： Twins， Siblings or Cousins？ ”Public Utilities Fortnightly March：54-61.

［5］Holland， Stephen P.and Erin T.Mansur，2004， “Is Real-Time Pricing Green？ ：The Environmental Impacts of Electricity Demand Variance”University of California Energy Institute： WP-136，August.

［6］Keith，Geoff，Bruce Biewald，David White and Mike Drunsic，2003， “Modeling Demand Response and Air Emissions in New England”prepared forthe U.S.Environmental Protection Agency，revised September 4.