3.1 電力市場下的傳統電廠與風電
電力市場為電力生產方提供了很多選擇。電機的發電容量是一定的，而每臺電機也可以選擇參與不同的市場從而實現利益最大化。比如，某個燃煤電機可以首先將部分容量在納斯達克市場交易。這是因為這臺電機不確定未來燃煤的價格，所以在計算風險后，可以將一部分容量交易，用于抵消對未來煤價浮動的不確定性。在距離真正發電前的一兩天，此臺電機可以將剩下的容量參與日前市場競價。這時電機也更加確定自己的成本，因而報價也更加準確。如果電機在日前交易后還有剩余容量，那么電機還可以參與盤中甚至是平衡市場的交易。在這三級市場中，交易價格是有規律的。一般越靠近真正發電時刻，價格越高。因此，市場本著社會整體效益最大的前提，總會更多的從日前市場和盤中市場確定交易。而平衡市場更多的是用于抵消預測的誤差或者故障發生造成的某些區域的不平衡。這樣的電力市場設計使得即使在風電和用電方都有不確定性時，傳統電機仍有充分補充電網平衡的積極性﹔同時也鼓勵了風電提高自身預測的準確性。
電力市場是丹麥消納風電的關鍵。目前，相較于相同級別的火電廠，風場的建造和運營成本仍舊偏高。在沒有任何補貼的情況下，較高的成本將最終反映在電力市場的報價中。目前，為了讓風電的價格在市場中有競爭力，適當的補貼是必不可少的。自2008年以來，丹麥可再生能源法明確了一系列對于風能的補貼方案，從而降低其市場價格，使其被市場優先消納。比如，對于大型風電項目，給予整體項目5%的補貼，不但提高了投資競標方的積極性也降低了風電的成本。另外，在風電并網發電的最初2000小時，給予每兆瓦時250丹麥克朗的補貼(相當于丹麥年區域電價的平均值水平)。由于補貼，風電在市場中幾乎成為了“免費”的電，完全被市場優先接納。在這種補貼制度下，風電上網發電問題得到了解決。這種對于風電的補貼模式和力度并不是一成不變的。通過調節對風電的補貼，來控制風電的發展使其與市場需求相匹配。最終目的是使風電的并網消納進入了良性循環。
風電的補貼來自于人們對環境保護的貢獻。在丹麥，所有用戶必須履行公共服務責任，即根據電量的消耗繳納額外的費用(PSO)。這項公共服務責任費用中一部分就用于通過上網電價(Feed-in tariff)補貼風電。上網電價又可以理解為準入電價，保證了風電的價格低于其它形式的發電價格從而被市場優先消納。上網電價是基于生產成本核算出的，是一種長期合同價格，為生產者和投資方提供了一個穩定的回報預期，激勵了風電的發展。同時，上網電價往往是隨著時間逐漸降低，這是由于考慮到技術的進步使得生產成本降低。同時這種價格調整，反過來也會激勵生產投資方改進自身的技術，提高生產效率。此外，在丹麥，由于電力零售市場的開放，普通用戶有機會自由選擇電力零售商。而終端用戶的電價往往是每半年調整一次。而對于風電，很多零售商對終端用戶推出實時變動價格，由于人們對環境保護的關注，很多用戶在可以自由選擇用電來源時，還是會選擇波動的風電。根據價格變化，靈活用電，間接的幫助平衡電力供需。這樣的電力消費平臺的創立，使得普通用戶也有了對環境做貢獻的機會與積極性。參與平衡電力供需的用戶也會得到經濟補償。在這種補貼制度和市場機制下，風電在電網中的比重大大提高。為減少污染物排放而征收的各種費用也加大了傳統電廠的發電成本，使得傳統電廠必須積極配合接納風電，提高自身的靈活性以及生產效率，更多參與平衡市場，或者為風電提供備用服務來彌補風能的波動性帶來的供需不平衡，從而得到經濟回報。
大型熱電聯產電機可以靈活的調節自身出力，這是以犧牲發電效率實現的。效率較低的熱電聯產電廠(發電效率40%左右)在電力經營方面很難盈利。沒有一家大型電廠愿意低效運行，除非回報大于損失。而熱電聯產的供熱能力作為人們生活的另一個必需品，成為了對傳統電廠盈利的一個補充。只有在電力市場的作用下，使得傳統電機低效運行時也能得到經濟回報。因為熱電聯產發電會同時產生熱，其總能源轉換效率將會達到90%以上，這就使得熱電聯產廠可以從供熱服務中獲得回報。任何電廠的調節技術都是為市場服務的。當市場有需求，技術就會誕生。熱電聯產安裝了電鍋爐，儲熱設備等等，增加了電力生產的靈活性，用以配合市場中電價較低時，可以產生熱并儲存起來。以目前技術水平，熱能可以被儲存3天以上。而當沒有風，市場中電價較高時，熱電聯產的穩定輸出也會獲得更高的利益。實現這些技術要考慮需求以及成本。以丹麥普通居民為例，平均電價大約2元人民幣每千瓦時(以2015年3月匯率，1丹麥克朗對換0.9元人民幣計算)。而真正的發電輸電成本大約占電價的50%;公共服務責任費用及稅費占了剩下的50%。較高的電價事實上增加了居民使用私人熱泵供熱的成本。目前丹麥最廉價的供熱依然是來源與大型熱電聯產。以普通家庭為例，室內溫度常年維持在23攝氏度，房屋絕熱等級為 B級(即較好)。來自熱電聯產的供熱年花費大約在1萬元人民幣，而加裝私人熱泵需要一次性投資成本約10萬元人民幣。這樣的對比關系為熱電聯產留下了供熱方面的經濟空間。同時，大型的熱電聯產廠還會通過為電網提供無功等輔助性服務而得到經濟補償，也為大規模風電消納提供了補充。
3.2 電力市場下的國際互聯與風電
國際聯絡線對于丹麥是基于市場原則下的重要選項。丹麥目前的冬季最大負荷大約是6000MW。傳統火電容量4400MW，其能力足以覆蓋載荷的 75%。而風機裝機容量截止到2014年大約是4900MW。全年風電覆蓋負荷最大比率132%。同時配合小型熱電聯產和太陽能等等，總裝機容量有能力獨立覆蓋丹麥所有的負載。在本地充足容量的保證下，電力市場為丹麥供電平衡和風能消納提供了優化經濟效益的平臺。北歐電力市場被劃分為多個電價區域。當丹麥出現過多的風電，丹麥的區域電價會變得極低。這時鄰國的電力市場參與者會優先選擇低價的丹麥風電，直到滿足該地區的平衡，即在滿足聯絡線不過載的條件下區域間電價趨同。同時由于區域功率擾動平衡的問題，會對聯絡線上傳出功率的變化率作一定要求。對于北歐電力市場，不同電價區域的小時的變化率被限制在±600MW。這個功率交換限制會在未來被放開到±1200MW或者更大以提供靈活性。所以國際聯絡線與風能消納之間是市場下的聯動關系，而并非依賴關系。
3.3 電力市場下的負載響應與風電
電力汽車，熱泵等消費端對風能的輔助調節都可以被歸納為負載響應。負載響應實際上是負載以價格為信號調節自身的用電量，在不影響人們生活舒適度的前提下，優化利用資源。至于如何調節以及調節的力度都取決于用戶的要求和工程師的設計。
負載響應已經在丹麥起步。以熱泵類負載響應為例，丹麥一些私有公司會與最終用戶簽訂合同，通過遠程監控管理最終用戶的熱泵用電量。然后同時與電力市場中的平衡負責方簽訂合同，間接參與電力供需平衡調節。這些公司開發了一些在線監測和管理軟件，通過監測實時電價和最終用戶的室內溫度，根據室內溫度的可控范圍，調節熱泵的耗電量。當電價高且室內溫度也高于下限時(比如22攝氏度)，關停熱泵。當室內溫度低于舒適溫度時，打開熱泵。這樣做，不但為最終客戶省下一筆開支(10%-20%)，同時由于用電量根據價格波動，使得價格高時(體現供不應求的趨勢)，減少用電量，從而幫助調節電力供需平衡。這些公司大多都是剛剛起步，相信在未來電力市場機制激勵下，會有更多發展空間。
4. 風電預測
目前在丹麥，為了接納風電，當風電沒有按照市場協議電量發出電力時，風機不需要繳納違約金。如果由于風機沒有按照協議電量發電但又卻恰恰在那時刻幫助電網達到平衡目前丹麥有超過5千臺風機在運行，其中有些是上世紀末安裝的。當時安裝的很多風機在風機并網口都沒有測量設備，只有風機廠商，地理位置和裝機容量等基本信息，無法實現實時監測。2004年后大量風機并網，電力系統才提出需要對風機的發電量進行監測，甚至是根據天氣情況預測風機的出力。那么在丹麥是如何實現風電預測的呢?
首先，把丹麥劃分為若干區域，如下圖1所示丹麥西部日得蘭半島的風資源區域劃分圖。這些區域是根據歷史風速，將風速情況較接近的地區歸并為一個區域。所有陸上風機都會被劃分到各個區域。在每個區域中，沒有安裝實時監測的老式風機會根據臨近風機所測的風速估測其出力。每個區域的風機出力會根據預測更新，越靠近史跡發電時刻，風機的預測出力精度越高。在距離真正發電時刻1小時時，風機的預測出力已經可以達到很高的精度，如圖2所示1小時到15分鐘預測結果與真實測量值的比較。這樣，調度室可以最少在15分鐘內匯總所有地區由于風機造成的不平衡，從而在平衡市場進行補償。
風場主和電網公司各自從風電預測公司購買預測服務。風場主更多關注24小時之前的風力預測精度，用于參與交易量最大的日前市場;而電網公司更加關心靠近真正發電時刻的預測數據，用以維護供需平衡。風場主與電網公司之間信息不共享，從而達到經濟效益和供需平衡間的制衡。分析報告指出，丹麥6小時精度的最大誤差在600MW-800MW。此誤差水平相當于丹麥所有的風機得到的平均風速偏離了2米/秒，而最大誤差出現的概率不到10%。未來電力市場要求風機需要向傳統電機一樣，當沒有按照合同發出電量時，接受懲罰。這將進一步迫使風機提高預測的準確性，或者風場自身購買備用電源以彌補預測誤差。
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