電力中長期交易中輔助服務(wù)市場的棄風(fēng)棄光電量核算原則

葛睿，劉敦楠

國家電力調(diào)度控制中心，新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室

0引言

為貫徹落實《中共中央 國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9號）及相關(guān)配套文件工作要求，加快推進(jìn)電力市場建設(shè)，規(guī)范各地電力中長期交易行為，國家發(fā)展改革委和國家能源局于2016年12月29日聯(lián)合印發(fā)了《電力中長期交易基本規(guī)則（暫行）》（以下簡稱《基本規(guī)則》）?！痘疽?guī)則》將輔助服務(wù)補(bǔ)償（交易）機(jī)制納入電力中長期交易范疇，執(zhí)行《基本規(guī)則》相關(guān)規(guī)定。《基本規(guī)則》第九章闡述了輔助服務(wù)的相關(guān)規(guī)則，并提出“補(bǔ)償成本、合理收益”的基本原則。《基本規(guī)則》中對輔助服務(wù)的管理實施、模式劃分、補(bǔ)償機(jī)制、運(yùn)行方式和各主體權(quán)利義務(wù)等方面提出了八條規(guī)則。

隨著大規(guī)模新能源電力接入電網(wǎng)，主要是風(fēng)光電源的接入給電力系統(tǒng)帶來了隨機(jī)波動，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)、運(yùn)行控制方式以及規(guī)劃建設(shè)與管理發(fā)生了根本性變革?！痘疽?guī)則》提出建設(shè)輔助服務(wù)市場的主要目的就是平衡電量偏差，通過市場的手段，實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)峰資源的優(yōu)化配置。目前，發(fā)電企業(yè)或者電力用戶有能力調(diào)整部分偏差，具備更大的平抑風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電波動的能力。將預(yù)留的該部分調(diào)整容量參與輔助服務(wù)市場交易并獲得收益，可以彌補(bǔ)發(fā)電企業(yè)或電力用戶在預(yù)留該部分調(diào)整容量過程中損失的機(jī)會成本，促使其他類型能源積極參與新能源消納工作。

為了解決當(dāng)前面臨的棄風(fēng)棄光問題，在《基本規(guī)則》下建立輔助服務(wù)市場，促進(jìn)風(fēng)光電源更高比例消納。促進(jìn)風(fēng)光消納的輔助服務(wù)補(bǔ)償（交易）機(jī)制建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié)是輔助服務(wù)電量的核算，輔助服務(wù)電量核算的主要部分是棄風(fēng)棄光電量消納結(jié)果的核算。同時，棄風(fēng)棄光消納電量核算是輔助服務(wù)補(bǔ)償（交易）中計量、結(jié)算及定價等重要環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)。因此，本文結(jié)合電力中長期交易規(guī)則和電力調(diào)度運(yùn)行規(guī)范對棄風(fēng)棄光消納電量核算進(jìn)行論述，并闡述火電輔助服務(wù)定價的影響因素和建立電力中長期交易中輔助服務(wù)補(bǔ)償（交易）機(jī)制的著手點。

1棄風(fēng)棄光消納電量判定

《基本規(guī)則》指出按照輔助服務(wù)效果確定輔助服務(wù)計量公式，對提供有償輔助服務(wù)的并網(wǎng)發(fā)電廠、電力用戶、獨(dú)立輔助服務(wù)提供者進(jìn)行補(bǔ)償。針對風(fēng)光電源的輔助服務(wù)效果的判定，關(guān)鍵點在于棄風(fēng)棄光電量消納結(jié)果的核算。本文中，輔助服務(wù)市場中電網(wǎng)消納棄風(fēng)棄光的結(jié)算電量，應(yīng)指電網(wǎng)企業(yè)通過調(diào)度指令用盡其手段后風(fēng)光電源發(fā)電的實際上網(wǎng)電量與風(fēng)光電源在已滿足可再生能源發(fā)電原則基礎(chǔ)上確定的計劃電量之差。

根據(jù)電力調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行要求，在電力中長期交易的輔助服務(wù)市場中，棄風(fēng)棄光電量的判定需要五個步驟，如圖1所示：

圖1  電力中長期交易中棄風(fēng)棄光電量的判定流程

步驟一：日前風(fēng)光電源上報次日預(yù)測出力曲線α1；

步驟二：電力調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)斷面約束、負(fù)荷情況和安全運(yùn)行等對風(fēng)光電源上報的預(yù)測出力曲線α1進(jìn)行校核，并下達(dá)風(fēng)光電源次日發(fā)電計劃曲線α2；

步驟三：確定風(fēng)光電源自然出力曲線α3；

步驟四：確定在電力調(diào)度實際運(yùn)行中，風(fēng)光電源實際出力曲線α4；

步驟五：計算消納棄風(fēng)棄光的結(jié)算電量：

電力調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要，確定調(diào)峰、自動發(fā)電控制、備用等服務(wù)總需求量，各主體通過競價的方式提供輔助服務(wù)。在電力調(diào)度運(yùn)行過程中，火電機(jī)組為棄風(fēng)棄光的消納、電力調(diào)峰等提供了絕大部分的輔助服務(wù)。本文對于促進(jìn)棄風(fēng)棄光消納、電網(wǎng)調(diào)峰的火電輔助服務(wù)電量的判定是指燃煤發(fā)電企業(yè)在電力調(diào)度指令下的實際上網(wǎng)電量與燃煤發(fā)電企業(yè)滿足火電發(fā)電原則的日前計劃電量之差。

根據(jù)電力調(diào)度系統(tǒng)運(yùn)行要求，在進(jìn)行電力中長期交易中促進(jìn)棄風(fēng)棄光消納、電網(wǎng)調(diào)峰的火電輔助服務(wù)電量判定需要三個步驟：

步驟一：制定滿足優(yōu)先發(fā)電電量和基數(shù)電量的火電日前計劃曲線β1；

步驟二：確定電力調(diào)度指令下的實際出力曲線β2；

步驟三：計算促進(jìn)棄風(fēng)棄光消納、電網(wǎng)調(diào)峰的火電輔助服務(wù)電量：

按照《基本規(guī)則》中“補(bǔ)償成本、合理收益”的基本原則，根據(jù)輔助服務(wù)效果確定輔助服務(wù)計量公式，對輔助服務(wù)提供者進(jìn)行補(bǔ)償?！痘疽?guī)則》中提出鼓勵采用競爭方式確定輔助服務(wù)提供主體，電力調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要，確定調(diào)峰、自動發(fā)電控制、備用等服務(wù)總需求量，各主體通過競價的方式提供輔助服務(wù)。輔助服務(wù)提供主體峰谷差率大于全網(wǎng)峰谷差率時調(diào)峰貢獻(xiàn)度為正，峰谷差率小于全網(wǎng)峰谷差率時調(diào)峰貢獻(xiàn)度為負(fù)，對貢獻(xiàn)度為正的輔助服務(wù)提供主體按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)償。

對輔助服務(wù)提供主體補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵問題在于電網(wǎng)消納棄風(fēng)棄光的結(jié)算電量及促進(jìn)其消納的火電輔助服務(wù)電量的定價，在定價過程中主要考慮以下三個方面的影響因素：

1）電力調(diào)度運(yùn)行：電力調(diào)度機(jī)構(gòu)通過控制火電實時出力，對燃煤發(fā)電企業(yè)下達(dá)調(diào)度指令，促進(jìn)棄風(fēng)棄光電量消納。輔助服務(wù)補(bǔ)償（交易）機(jī)制下電力調(diào)度運(yùn)行產(chǎn)生的影響：一方面保證了棄風(fēng)棄光電量的最大限度消納；另一方面提升了燃煤發(fā)電企業(yè)的發(fā)電成本。

2）電力市場交易：建立輔助服務(wù)市場，運(yùn)用市場的手段實現(xiàn)三公調(diào)度，符合《基本規(guī)則》的主題思想。棄風(fēng)棄光及其促進(jìn)消納的火電輔助服務(wù)電量定價是風(fēng)光電源與燃煤企業(yè)之間進(jìn)行市場化交易中的重要環(huán)節(jié)，有利于風(fēng)光電源和燃煤發(fā)電企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

3）社會環(huán)境效益：我國面臨的氣候變暖、環(huán)境惡化和能源緊缺等方面的挑戰(zhàn)對保證風(fēng)光等可再生能源利用提出了更高要求。在能源革命和供給側(cè)改革趨勢下，電力行業(yè)的一次能源消耗比例成為社會日益關(guān)注的焦點。

綜合上述三個方面的影響因素，棄風(fēng)棄光電量及促進(jìn)其消納的火電輔助服務(wù)電量定價原則主要有兩點：

1）風(fēng)光電源作為輔助服務(wù)的受益主體，棄風(fēng)棄光電量的結(jié)算價格應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其基本上網(wǎng)電價。

2）火電機(jī)組作為輔助服務(wù)的提供主體，促進(jìn)棄風(fēng)棄光電量消納的火電輔助服務(wù)電量核算部分的價格應(yīng)大于其標(biāo)桿電價與用煤成本的差。

在本文第一部分提到輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制中的棄風(fēng)棄光電量核算是建立輔助服務(wù)補(bǔ)償（交易）機(jī)制中的重要一環(huán)，通過對棄風(fēng)棄光電量的核算步驟梳理和定價原則影響因素的分析，根據(jù)《基本規(guī)則》建立輔助服務(wù)補(bǔ)償（交易）機(jī)制主要應(yīng)從四個方面著手。

1）制定市場規(guī)則

電力調(diào)度機(jī)構(gòu)按照輔助服務(wù)效果確定輔助服務(wù)計量公式，根據(jù)“補(bǔ)償成本、合理收益”的基本原則，核定電網(wǎng)消納棄風(fēng)棄光的結(jié)算電量及促進(jìn)其消納的火電輔助服務(wù)電量價格，對提供有償輔助服務(wù)的并網(wǎng)發(fā)電廠、電力用戶、獨(dú)立輔助服務(wù)提供者進(jìn)行補(bǔ)償。

2）披露市場需求

電力調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要，確定調(diào)峰、自動發(fā)電控制、備用等服務(wù)總需求量，通過電力交易機(jī)構(gòu)組織各主體通過競價的方式提供輔助服務(wù)。

3）輔助服務(wù)計量

電力調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)實際運(yùn)行結(jié)果，按照輔助服務(wù)計量公式計算各主體的輔助服務(wù)（交易）電量。

4）補(bǔ)償（交易）結(jié)算

電力調(diào)度機(jī)構(gòu)的計量結(jié)果與市場交易合同進(jìn)行校核，電力交易機(jī)構(gòu)按照電網(wǎng)消納的棄風(fēng)棄光電量及促進(jìn)其消納的火電輔助服務(wù)電量定價面向各主體進(jìn)行補(bǔ)償結(jié)算。