能源綠色低碳轉(zhuǎn)型背景下的電力市場風(fēng)險管理

文章來源:中國電力企業(yè)管理陳皓勇等2022-06-14 10:08

新能源接入和極端天氣導(dǎo)致電力市場風(fēng)險日益增強(qiáng)

由于電能的生產(chǎn)、傳輸和消費過程明顯區(qū)別于其他大宗商品，電力市場具有區(qū)別于其他商品市場的一些特殊性和風(fēng)險特征。第一，電能的生產(chǎn)環(huán)節(jié)包含風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源，出力具有隨機(jī)波動性，在供需發(fā)生巨大變化時會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性、提高電價的波動性；其次，電能無法脫離傳輸網(wǎng)絡(luò)而獨立存在，電能的供應(yīng)、交易、使用都必須依賴于由發(fā)電設(shè)施、傳輸網(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)絡(luò)和用電設(shè)備組成的電力系統(tǒng)才能夠?qū)崿F(xiàn)，而且電能的發(fā)、輸、配、供、用是瞬時完成的。另外，用電設(shè)備的運行和電力負(fù)荷的變動具有隨機(jī)波動性，其價格彈性較低，而電力系統(tǒng)和電力市場的運行卻對安全性和平穩(wěn)性有著較高的要求。因此，在間歇性可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)的影響下，電力市場易受外界環(huán)境的影響，尤其對極端天氣事件較為敏感。

從近些年來電力市場風(fēng)險事件對電力系統(tǒng)和國民經(jīng)濟(jì)造成的重大損失中，可以理解電力市場風(fēng)險管理的重要性。2020年8月，受極端高溫天氣和高滲透率光伏電源接入的影響，美國加州電力系統(tǒng)獨立運營商20年來首次處于三級緊急狀態(tài)，一度中斷超過40萬家企業(yè)與家庭的電力供應(yīng)。電力供需緊張導(dǎo)致加州每立方米天然氣價格3天內(nèi)上漲2.19美元，約為平時價格的一倍，并迅速影響到電力現(xiàn)貨市場，導(dǎo)致其尖峰電價最高達(dá)1000美元/兆瓦時。2021年2月中旬，美國得克薩斯州經(jīng)歷了一次極端寒潮，用電需求攀升加上風(fēng)力發(fā)電和火力發(fā)電的減少，造成得州約有400萬家庭在嚴(yán)寒中失去了電力供應(yīng)，得州電力市場批發(fā)電價一度突破了1萬美元/兆瓦時，按當(dāng)時匯率計算電價約為人民幣65元/千瓦時。受高額批發(fā)電價影響，得州最大、建立時間最長的電力合作公司——布拉索斯電力合作公司，欠下了18億美元的電力采購賬單，并最終因無力償債而遞交了破產(chǎn)申請。有分析認(rèn)為，此次風(fēng)險事件發(fā)生的一部分原因是其電力系統(tǒng)的低碳化發(fā)展，因為得州近年來風(fēng)電裝機(jī)占比從2006年的2%提高到目前的23%，而天然氣發(fā)電、燃煤發(fā)電等調(diào)節(jié)性能較好的穩(wěn)定電源占比則從83%降低到64%。

在以上案例中可以發(fā)現(xiàn)，在間歇性可再生能源大規(guī)模接入和極端天氣頻發(fā)的背景下，電力市場的風(fēng)險主要來源于系統(tǒng)的不平衡電力以及相應(yīng)的波動電價。為了保障能源綠色低碳轉(zhuǎn)型背景下電力市場的平穩(wěn)運行，各電力市場主體需要充分利用儲能裝置、需求響應(yīng)等靈活性資源來管理電力不平衡風(fēng)險，并積極探索開發(fā)電力期貨、電力期權(quán)等電力金融產(chǎn)品以管理電價波動風(fēng)險（見圖1）。