隨著風電在電力系統中的比重不斷增加，電力供需平衡與電網穩(wěn)定運行將會面臨前所未有的挑戰(zhàn)。如何協調電力系統中的各個參與者配合消納較難預測的風電?什么樣的政策能夠激勵發(fā)電端甚至消費端積極配合輔助電力的供需平衡?這些問題的答案將會是風電能否進入良性循環(huán)發(fā)展并成為電力系統主角的關鍵。 2014年底，丹麥風電全年平均覆蓋負載的比列已經達到了39%，最大時刻甚至達到132%。經過多年從政策到運營的摸索，丹麥形成了一套有效的風電發(fā)展和消納的方法。這使得丹麥在2020年實現50%的電力來自于風能成為可能。
　　1. 風能帶給電網運營的挑戰(zhàn)
　　電力系統中的電力生產與消耗需要時刻保持平衡。電力消耗的上下浮動主要取決于人們的生產和生活方式。因此，為了維持供需平衡，傳統發(fā)電廠可以通過實時調節(jié)化石燃料的燃燒量而改變發(fā)電量來匹配電力的消耗。目前還沒有一個有效的技術能夠大量的存儲電網中的電，供需平衡需要實時調節(jié)、并以分鐘計保持平衡。在這個背景下，大規(guī)模的風電并網給系統運行帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。首先，相較傳統發(fā)電廠，風電的間歇性和波動性是不可控的。其次，傳統電廠例如煤電廠，需要24小時甚至更長時間啟動。那么為了維護供需平衡，在一定量的電力消耗下，大規(guī)模風電所導致的短時的供大于求會迫使傳統電廠下線。而一旦傳統電廠下線，就需要等待至少24小時才能重新發(fā)電。在這段時間，一旦風電不能滿足負載，供需平衡將不能維持，甚至大停電。電力系統一旦崩潰將造成巨大的經濟損失。這種情況使得電力生產以及調度變得更加具有挑戰(zhàn)。因此，為了消納風電，電力系統要根據風機的出力，除了調節(jié)風機本身還要調節(jié)傳統電廠甚至負載端來達到整個系統的供需平衡。可見，大規(guī)模風電并網的挑戰(zhàn)之一就是電力系統多方協作維護系統的供需平衡。
　　2. 措施
　　風電是綠色能源，即使人們希望使用風電，愿意為風電較高的成本買單，但是由于風電的波動性和間歇性可能導致的嚴重的供需不平衡甚至大停電，仍舊使人望而生畏。既然風電會給系統帶來如此嚴峻的挑戰(zhàn)，那么如何才能使電力系統積極的接納風電呢?或者說，在目前情況下，如何有效的解決供需不平衡問題呢?
　　從技術角度講，維護大規(guī)模風電并網下的電力供需平衡，實際上是尋求一種經濟有效的儲能方式，從而彌補風能的波動性和間歇性。這里說的儲能方式是廣義的，它可以是用戶端的電動汽車、熱泵，也可以是其它的電力與其它能源轉化的形式。如水電就是對風電的一個重要補充，即通過調節(jié)水電站水位來彌補風能的波動性。然而，這些措施最終都要一套切實可行的機制有效的結合起來，共同維持電力供需平衡。沒有經濟效益，水電是不會配合風電調節(jié)自己本身的發(fā)電量。沒有經濟效益，電動汽車，熱泵也不可能發(fā)展起來。
　　為了擺脫丹麥能源系統對化石燃料的依賴，保護環(huán)境，丹麥從上世紀80年代起開始發(fā)展風能。起初，風能的規(guī)模很小，以分散的小型陸上風機為主。集體籌資建造。政府規(guī)定，所有風電無條件并網發(fā)電，并且補貼其成本激勵大家發(fā)展風電。由于這類風機的規(guī)模較小，沒有對電力系統的供需平衡產生影響。但是到了 2000年后，大型海上風電場開始出現。其額定功率已經可以媲美傳統火電廠。這類風場的供電波動性不能忽視。實際上，如果風電可以被預測并且通過對系統中其它參與者提供平衡服務給予一定的補償，那么風電就可以被很好的接納。丹麥是通過電力市場機制實現這個方法的。
　　3. 北歐電力市場
　　北歐電力交易所(Nordpool)是挪威﹑瑞典﹑芬蘭﹑丹麥等國共同參與的電力交易平臺，覆蓋了該地區(qū)70%以上的電力交易。該交易所主要包括兩個現貨市場，即日前交易市場和盤中交易市場。市場參與者被劃入不同電價區(qū)域，各個區(qū)域的電價是由買賣雙方競價所決定，反映了電力以小時為間隔的供需平衡。電力市場根據距離發(fā)電時刻的時間長短又可以分為三個等級。第一級為日前市場，在供電時刻前24小時關閉。買賣雙方向電力交易所提交每小時的報價單。電力交易所匯總所有的報價單以供需平衡為基礎，以實現區(qū)域內最大社會經濟效益為前提，核算出每小時的邊際價格。第二級為盤中市場，在供電時刻前1小時關閉。由于電力系統運行的不確定性，在日前市場核算時達到的平衡很可能被打破。盤中市場為買賣雙方提供了另一個交易平臺來調節(jié)供需、協商價格。第三級為平衡市場，主要由傳輸線路運營商(TSO)的調度室參與的最終交易，即在真正調度的30分鐘到5分鐘前買入上調或下調電量以維持電力的最終平衡。無論哪一級市場，買賣雙發(fā)一旦達成交易就必須在供電時刻按照交易的電量生產和使用電力。一旦一方或者雙方違背協議供需電量，將會導致系統的不平衡。那么違背協議方需要繳納違約金。此外，北歐電力市場中的交易合同也可以在納斯達克市場中交易。這里銷售者和購買者簽訂以一定價格在規(guī)定時間內輸送定量電力的期貨合同。這個期貨市場的交易發(fā)生在發(fā)電前的6年到36小時。其目的大多是發(fā)電方為了對沖未來發(fā)電價格的不確定性，其交易結果則為現貨市場的邊際價格提供了參考。除了納斯達克市場，還有電力備用市場。在這個市場里，贏得競價的發(fā)電廠會提供備用電源服務，保證電網充足的供電以及穩(wěn)定運行。比如頻率控制備用，瞬時擾動備用，快速啟動備用，慢速啟動備用和無功備用。只有具備完善的電力市場，可再生能源才能得以穩(wěn)定并有效的應用。