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我國電力輔助服務市場建設的現狀與問題(上)

作者:袁家海 席星璇 來源:中國電力企業管理 發布時間:2020-12-04 瀏覽:
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中國儲能網訊:輔助服務是維護電力系統安全穩定運行和電力系統瞬時平衡性必不可少的重要保證。原國家電監會電監市場〔2006〕43號文對輔助服務的定義為:“輔助服務是指為維護電力系統的安全穩定運行,保證電能質量,除正常電能生產、輸送、使用外,由發電企業、電網經營企業和電力用戶提供的服務。”國際上對輔助服務所包含的內容沒有統一的界定,一般包括一次調頻、二次調頻、備用、無功和黑啟動等。

而電力輔助服務市場則是指電力市場中引導各類型機組在合適的時間提供合適數量的輔助服務的一種機制,合理的輔助服務市場機制可以給予市場主體正確的經濟激勵。輔助服務產品和定價機制的設計是電力輔助服務市場機制的兩個重點。產品的設計主要解決機組提供輔助服務的衡量問題。定價機制的設計解決的是對某種確定的產品,如何制定報價、出清及結算等規則問題。厘清國內外輔助服務的定價機制問題,才能更好地規劃設計未來我國輔助服務市場的發展。

隨著我國新能源發電比例的不斷升高,電力系統的靈活性要求也將隨之提高。由于新能源出力是波動的,當它進入系統之后,系統的上下出力變化變得頻繁且更加重要。隨著新能源的大規模并網,電力系統調節手段不足的問題越來越突出,原有的輔助服務計劃補償模式和力度已不能滿足電網運行需求。國外成熟電力市場一般通過現貨市場中的實時平衡市場或平衡機制實現調峰。而當時我國尚未啟動電力現貨市場建設,亟須利用市場化手段提高獎罰力度,以更高的補償價格激勵發電企業等調節資源參與電力輔助服務。基于此,我國在2006年提出了一種新的電力輔助服務產品“調峰”,但現有的“調峰”輔助服務品種和輔助服務定價補償機制尚不能滿足市場化配置資源的要求。電力輔助服務屬于“公共產品”,電力輔助服務應用于整個電力系統,為保障系統安全穩定運行和可靠供電發揮著重要作用,所有系統的主體均是受益者。因此,輔助服務成本應該在全網分攤而不僅僅是發電側分攤。本文通過梳理中外輔助服務市場的運行現狀,分析現有的輔助服務價格機制及我國輔助服務市場的尚待完善之處,為我國輔助服務市場未來的發展提出一些建議。

我國輔助服務市場現狀

國內輔助服務市場的運行現狀

我國電力輔助服務市場的交易品種包括調頻、調峰、無功調節、備用、黑啟動服務等多個品種,但目前在市場建設初期,各地主要圍繞調峰、部分地區輔以調頻開展輔助服務市場建設。隨著電力體制改革的逐步推進,我國電力輔助服務的發展基本上經歷了2002年以前無償提供、2006~2014年計劃補償和之后的市場化探索三個主要階段(見表1)。

2014年,我國首個電力調峰輔助服務市場正式啟動,標志著市場化補償電力調峰輔助服務嘗試的開始。2015年3月,《中共中央、國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見》(“9號文”)提出以市場化原則建立輔助服務分擔共享新機制以及完善并網發電企業輔助服務考核機制和補償機制。2019年初,東北電力輔助服務市場升級,首次增設旋轉備用交易品種,實現輔助服務市場“壓低谷、頂尖峰”全覆蓋。浙江、華中等省區也在積極探索增設備用輔助服務交易品種。截至2019年,電力輔助服務市場機制已在東北、華北、華東、西北、福建、山西、山東、新疆、寧夏、廣東、甘肅、重慶、江蘇、蒙西共14個地區啟動。

從實際效果來看,電力輔助服務市場的建設提升了火電機組的調峰能力,在轉軌階段通過市場化手段充分調動了火電企業參與調峰的積極性和主動性,降低了新能源棄電率,促進了節能減排。省間調峰輔助服務市場中,東北已經正式運行,西北、華北、華東已經啟動試運行;華中、西南也正在建設中。但東北區域市場的實際也表明當前這種“行政主導”型的市場機制存在著輔助服務激勵扭曲的問題,甚至出現了可再生能源“消納改善、但效益更差”的局面。究其本質是在計劃的框架內做市場必然會扭曲,行政主導、缺乏價格發現機制必然會過度補償。

在我國大多數地區的電廠入網協議和輔助服務管理細則中,一般都對發電企業應該承擔的輔助服務進行了規定,并區分了“基本輔助服務”和“有償輔助服務”。對于調峰服務,我國大多數地區根據發電機組的負荷率水平來規定其基本調峰服務。比如,規定負荷率50%以上的發電調節服務是基本的,不給予另外的補償,而如果機組的出力在50%以下,則需要另外補償,各省的輔助服務補償標準有所不同。

國外典型輔助服務市場

為了適應各國能源結構的不斷調整,以美國PJM為代表的全電量競價現貨市場也在不斷優化輔助服務機制。目前世界一些國家的輔助服務的采購和交易組織通常由系統調度運行機構負責,電力系統調度運行機構的職責與輔助服務的目的一致,同時系統調度運行機構能夠詳細掌握各類輔助服務的需求信息,因此國外電力輔助服務市場通常由系統調度運行機構組織運營。例如,加州電力市場的輔助服務由CAISO(加州獨立系統調度運營商California Independent System Operator)負責管理。

輔助服務市場組織方式采用集中競爭或長期等多種方式。競爭程度較強的輔助服務品種一般采用集中競價或招標方式采購,其余品種可通過長期合約形式購買。各種定價機制如表2所示。在歐洲和美國電力市場中,備用一般通過競爭性市場采購,部分國家AGC和調頻也作為交易品種。無功調節和黑啟動由于具有依賴地理位置或特殊裝置的特性,一般采用雙邊長期合約,具體分類如表3所示。輔助服務成本的分擔,各國市場通行的方式是按照一定機制分攤給終端用戶,例如,歐洲部分國家通過輸電費用或系統調度專項費用將輔助服務成本傳導給用戶。

從國外典型輔助服務市場的運作模式來看,主要有電力輔助服務獨立交易方式和聯合優化方式。獨立交易方式指電力輔助服務市場獨立于電能量市場運行,常見于以歐洲為代表的分散式電力市場。歐洲電力交易機構與系統調度運行機構分立,電力交易機構負責運營日前、日內現貨電能市場,系統調度運行機構(TSO)負責運行輔助服務市場,與電能量市場獨立運行。聯合優化方式指電力輔助服務市場與現貨電能量市場聯合交易出清,常見于美國、澳大利亞等集中式電力市場。以美國PJM電力市場為例,參加輔助服務市場交易的機組在運行日前一天連同電能量報價一起向PJM提交報價信息,輔助服務市場在實時運行前一小時關閉。在此之前,機組可以修改報價信息。實時運行過程中每5分鐘將輔助服務市場與電能量市場聯合出清一次,聯合出清的目標為電能和輔助服務采購總成本最小化。

通過國內外的輔助服務市場機制的對比分析可知,電力輔助服務市場的建設依賴于電力現貨市場。國外輔助服務的采購和交易組織通常由詳細掌握各類輔助服務需求信息的系統調度運行機構負責。定價機制通常采用招標和雙邊合同,出清方式采用聯合優化方式較多。電力輔助服務市場與電能量市場聯合交易出清可以減少電力系統的總成本,激勵市場主體參與到系統優化過程中,不僅可以保障系統安全穩定運行,也可以充分發揮自身機組的能力獲得額外收益,對于系統中的所有主體都是有益的。目前中國的電力現貨市場尚未健全,電力輔助服務市場仍處于由“計劃”向“市場”的過渡階段,未來中國的輔助服務市場交易應由電網統一調度組織,按照電能量市場和輔助服務市場聯合出清的邊際價格結算輔助服務費用,減輕信息不對稱導致的成本誤差和利益分配不均,以經濟利益驅動市場主體主動提供輔助服務,最終實現電力的資源優化配置。

(本文刊載于《中國電力企業管理》(上旬刊),作者單位:華北電力大學經濟與管理學院)

關鍵字:電力輔助服務市場

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