碳中和目標(biāo)下的電力系統(tǒng)和電力市場轉(zhuǎn)型

 

對于發(fā)電機(jī)組，靈活性的提升主要體現(xiàn)在：深度調(diào)峰（降低最小技術(shù)出力）、快速啟停、增強(qiáng)爬坡能力（即提高加減負(fù)荷速度）。對于熱電機(jī)組，熱電解耦也是增強(qiáng)靈活性的方式。

 

在美國加州電力市場（CAISO）和中部大陸電力市場（MISO），建立了靈活爬坡產(chǎn)品（Flexible Ramping Product）交易，取得了良好的效果。如圖所示，深藍(lán)色曲線表示預(yù)測凈負(fù)荷（FNL），即系統(tǒng)總負(fù)荷減去可再生能源發(fā)電出力。由于新能源功率預(yù)測的不確定性，取概率為95%的置信區(qū)間，最大預(yù)測凈負(fù)荷可增加至（FNL+），其中包括了向上不確定性UU；而最小預(yù)測凈負(fù)荷可減小至（FNL-），其中包括了向下不確定性DU。在第t時(shí)段采購靈活爬坡產(chǎn)品，要覆蓋從t到t+1時(shí)段的凈負(fù)荷增長/減少，則需采購的向上靈活爬坡產(chǎn)品為FRU(t)=FNL(t+1)+UU(t+1)-FNL(t)，需采購的向下靈活爬坡產(chǎn)品為FRD(t)=FNL(t+1)+DU(t+1)-FNL(t)。靈活爬坡產(chǎn)品與能量（現(xiàn)貨）及備用聯(lián)合出清，與實(shí)時(shí)備用類似，基于機(jī)會成本確定出清價(jià)。

 

我國在實(shí)踐中總結(jié)出來的深度調(diào)峰定價(jià)方式值得肯定。該定價(jià)方式首先在東北電力輔助服務(wù)市場建立，并且在全國推廣。作為國家電力體制改革專項(xiàng)試點(diǎn)，東北地區(qū)自2017年1月啟動(dòng)以來成效顯著，深入挖掘了電網(wǎng)調(diào)峰潛力，促進(jìn)了風(fēng)電、核電等清潔能源消納，顯著提高了電網(wǎng)安全運(yùn)行水平和供熱可靠性。東北調(diào)峰服務(wù)市場體現(xiàn)公平、自愿的原則，并實(shí)現(xiàn)全電網(wǎng)調(diào)峰成本最低。根據(jù)火電機(jī)組調(diào)峰深度的不同，采用“階梯式”補(bǔ)償及分?jǐn)倷C(jī)制，按照非線性比例“多減多得、少減多罰”的原則加大獎(jiǎng)罰力度，以激勵(lì)

 

 

發(fā)電企業(yè)加大提供調(diào)峰服務(wù)的意愿。調(diào)峰服務(wù)分為基本（無償）調(diào)峰服務(wù)及有償調(diào)峰服務(wù)（針對靈活性供方）?；菊{(diào)峰服務(wù)指機(jī)組調(diào)峰率小于等于48%（可根據(jù)實(shí)際情況，在征得監(jiān)管機(jī)構(gòu)同意后進(jìn)行調(diào)整）時(shí)所提供的輔助服務(wù)；有償調(diào)峰服務(wù)指機(jī)組調(diào)峰率大于48%或按調(diào)度要求進(jìn)行啟停調(diào)峰所提供的服務(wù)。發(fā)電企業(yè)須在日前提交有償調(diào)峰服務(wù)報(bào)價(jià)，對報(bào)價(jià)設(shè)置區(qū)間限制，通過報(bào)價(jià)的高低來確定次日各電廠提供有償調(diào)峰服務(wù)的先后順序。由于火電機(jī)組參與深度調(diào)峰有必要進(jìn)行穩(wěn)燃技術(shù)改造，可能需要增加發(fā)電成本，這種降低發(fā)電功率反而增加成本的情況是無法通過現(xiàn)貨價(jià)格來真實(shí)反映的。對于調(diào)峰服務(wù)費(fèi)用分?jǐn)偡绞?，東北調(diào)峰輔助服務(wù)市場首次引入“階梯式”分?jǐn)倷C(jī)制。作為靈活性資源市場化交易的初步嘗試，深度調(diào)峰服務(wù)市場算是成功的，但也存在一些缺陷，特別是人為指定的參數(shù)太多、補(bǔ)償費(fèi)用過高，需要在實(shí)踐中進(jìn)一步深入研究和改進(jìn)。

 

在碳中和目標(biāo)下，社會對電能的需求不斷增長，電網(wǎng)容量不斷擴(kuò)大，用電結(jié)構(gòu)亦發(fā)生變化，各大電網(wǎng)的峰谷差日趨增大，電網(wǎng)目前的調(diào)峰能力和調(diào)峰需求之間的矛盾愈發(fā)尖銳，低谷時(shí)缺乏調(diào)峰手段的問題將更為突出。隨著電力市場化改革的深入以及波動(dòng)性可再生能源的增多，將使煤電機(jī)組逐步由提供電力、電量的主體性電源，向提供可靠電力、調(diào)峰調(diào)頻能力的基礎(chǔ)性電源轉(zhuǎn)變。結(jié)合電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提升工程，充分發(fā)揮火電靈活性改造在提高系統(tǒng)調(diào)峰能力和促進(jìn)新能源消納方面的重要作用，從而提升機(jī)組靈活性，及時(shí)響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)控，將有利于推進(jìn)碳中和電力系統(tǒng)建設(shè)。此外，國內(nèi)外現(xiàn)有輔助服務(wù)市場的交易品種不包括一次調(diào)頻（一般作為強(qiáng)制提供的基本輔助服務(wù)）和慣性，美國德州、澳大利亞等電力市場在積極討論將慣性納入輔助服務(wù)品種的可能性。在碳中和目標(biāo)下，有必要深入研究我國建立一次調(diào)頻和慣性輔助服務(wù)市場機(jī)制的可行性，建立相應(yīng)的市場機(jī)制并開展市場運(yùn)營實(shí)踐。 本+文`內(nèi).容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網(wǎng) t a np ai fan g.com