電力市場運營理論與技術(shù)

---輔助效勞王雁凌主要內(nèi)容1輔助效勞概述2輔助效勞的定價機制3國外輔助效勞市場簡介4我國輔助效勞補償交易情況1輔助效勞概述1.1輔助效勞的概念1.2輔助效勞的內(nèi)容1.3輔助效勞的分類1.1輔助效勞的概念輔助效勞是指在電力市場的運營過程中，為完成輸電和電能量交易并保障電力系統(tǒng)平安和電能商品質(zhì)量〔包括頻率、電壓和可靠性〕，發(fā)電廠和其它輔助效勞提供者提供的與正常電能生產(chǎn)和交易相互耦合的頻率控制、備用、無功支持、黑啟動和其它平安措施等效勞。1.2輔助效勞的內(nèi)容不同電力工業(yè)結(jié)構(gòu)所需的輔助效勞不盡相同，結(jié)合我國電力系統(tǒng)平安運行的實際需要,輔助服務(wù)主要包括以下五種:1.2.1調(diào)頻1.2.2調(diào)峰1.2.3備用1.2.4無功支持1.2.5黑啟動1.2.1調(diào)頻概念：調(diào)頻效勞也稱頻率控制，指發(fā)電機組提供足夠的調(diào)整容量、一定的調(diào)節(jié)速率，在允許的調(diào)節(jié)偏差下實時處理較小的負(fù)荷和發(fā)電功率的不匹配，以滿足系統(tǒng)頻率要求的效勞。1.2.2調(diào)峰概念：為了負(fù)荷峰谷變化的要求而有方案的、按照一定調(diào)節(jié)速度進(jìn)行的發(fā)電機出力調(diào)整。在電網(wǎng)中,公認(rèn)的調(diào)峰機組為抽水蓄能機組和燃油、燃?xì)廨啓C組,再次為局部可調(diào)庫容的水電機組,再次為小容量(裝機容量在200MW以下)的燃煤機組。1.2.3備用概念：電力系統(tǒng)除滿足最大負(fù)荷需求外,為保證電能質(zhì)量和系統(tǒng)平安穩(wěn)定運行而保持的有功功率儲藏。分類：按備用的目的:負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用和國民經(jīng)濟備用;按備用的運行狀態(tài):熱備用和冷備用;按備用的響應(yīng)速度:瞬時響應(yīng)備用、10分鐘旋轉(zhuǎn)備用、10分鐘非旋轉(zhuǎn)備用、30分鐘備用、60分鐘備用、冷備用；按備用增減出力的調(diào)整方向：上備用和下備用1.2.4無功支持概念：發(fā)電機或電網(wǎng)中的其它無功源向系統(tǒng)注入或吸收無功功率,以維持電網(wǎng)中的節(jié)點電壓在允許范圍內(nèi),以及在電力系統(tǒng)故障后提供足夠的無功支持以防止系統(tǒng)電壓崩潰。在電力市場初期,電網(wǎng)所提供的無成效勞,可計入輸配電效勞中,僅發(fā)電機組(含調(diào)相機組)提供的無成效勞需要單獨考慮。1.2.5黑啟動概念：整個系統(tǒng)因故障停運后,不依賴別的網(wǎng)絡(luò)幫助,通過啟動系統(tǒng)中具有自啟動能力機組來帶動無自啟動能力的機組,逐步擴大系統(tǒng)的恢復(fù)范圍,最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復(fù)。1.3輔助效勞的分類結(jié)合我國電力系統(tǒng)平安運行的實際需要，考慮輔助效勞市場化的可操作性，可將輔助效勞分為：1.3.1根本輔助效勞1.3.2有償性輔助效勞1.3.1根本輔助效勞概念：根本輔助效勞指為保證電網(wǎng)平安運行，發(fā)電企業(yè)的發(fā)電機組必須具備的輔助效勞。主要包括：發(fā)電機組的一次調(diào)頻設(shè)計功率因數(shù)范圍內(nèi)的無功調(diào)整機組設(shè)計調(diào)峰率以內(nèi)的調(diào)峰等1.3.2有償性輔助效勞概念：有償輔助效勞指除根本輔助效勞之外的其他輔助效勞。分類：AGC〔自動發(fā)電控制〕備用無成效勞黑啟動2.輔助效勞的定價機制2.1定價機制的目標(biāo)2.2定價機制的分類2.1定價機制的目標(biāo)價格能夠正確反映并合理補償輔助效勞的本錢，并使提供方得到合理的回報;價格應(yīng)該反映出輔助效勞的價值差異；能夠鼓勵供方保持并提高效勞水平,使系統(tǒng)長期得到穩(wěn)定和充足的效勞;最小化終端用戶承擔(dān)的效勞費用;運作定價機制所需的費用應(yīng)該合理；充分發(fā)揮引導(dǎo)電力建設(shè)投資的信號作用。2.2定價機制的分類不付費基于本錢的補償制價值核算制雙邊合同投標(biāo)市場實時競爭定價2.2.1不付費系統(tǒng)強制性要求供方提供輔助效勞并且沒有額外的付費。這種機制廣泛地用于垂直壟斷結(jié)構(gòu)的電力工業(yè)中。從外表上看,這種機制可以降低終端用戶承擔(dān)的效勞費用,但它并未真正地到達(dá)了上述的輔助效勞定價機制的目標(biāo)。基于本錢的補償制

這種機制隨著電力工業(yè)的解除管制得到了廣泛的應(yīng)用。在實施過程中遇到的主要問題是如何確定計算輔助效勞本錢的合理方法。也需要必要的懲罰和獎勵措施來確保系統(tǒng)得到可靠的輔助效勞。2.2.3價值核算制首先估算購置方由于獲得了輔助效勞而創(chuàng)造的價值,然后以此為根底定價，目前還沒有真正使用它的實例。在大多數(shù)情況下估價可能明顯超過本錢,因此易使系統(tǒng)得到穩(wěn)定的和充足的效勞,但會增加終端用戶的費用。雙邊合同

由雙方協(xié)商形成輔助效勞的價格。這種機制的缺乏之處是:由于雙邊合同具有內(nèi)在封閉性,合同細(xì)節(jié)通常是保密的,合同之外的第三方不能夠得到輔助效勞的價格和其他信息,因此無法據(jù)此提供更優(yōu)質(zhì)廉價的效勞。2.2.5投標(biāo)市場在這種機制下,供方按一定的技術(shù)要求進(jìn)行投標(biāo),需方按照效勞水平和投標(biāo)價格在供方間進(jìn)行選擇，供需雙方通常簽訂3-5年的中長期合同,在合同有效期內(nèi)價格是固定的。這種機制特別適用于可能出現(xiàn)短期區(qū)域性壟斷的效勞,如無功和黑啟動效勞。2.2.6實時競爭定價價格通常是由市場競爭或交易協(xié)議短期提前確定的實時定價機制已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電能交易市場中。這種機制最大的缺點是操作復(fù)雜、運作它的資金消耗是很大的。3國外輔助效勞市場簡介國外一些市場運行機制相對成熟的興旺國家，已經(jīng)在其電力市場中進(jìn)行了輔助效勞市場化改革，建立了特定的輔助效勞市場，通過市場競價，以提高輔助效勞的質(zhì)量和效率，降低電力系統(tǒng)的總體運行本錢，在此簡要介紹以下三個電力市場的輔助效勞市場：3.1英格蘭和威爾士的輔助效勞市場3.2加州輔助效勞市場3.3新英格蘭輔助效勞市場3.1英格蘭和威爾士的

輔助效勞市場該市場的輔助效勞分類與我國相似,包括頻率控制、無功/電壓控制、備用和黑啟動。輔助效勞分為3種提供形式:強制性效勞、必需效勞和商業(yè)效勞。進(jìn)入電力市場的大局部機組都有義務(wù)提供強制性效勞,在電網(wǎng)法規(guī)和輸電網(wǎng)絡(luò)連接條件中規(guī)定相關(guān)的技術(shù)要求。僅要求局部機組提供必需效勞(主要指黑啟動),鼓勵機組提供商業(yè)效勞。3.2加州輔助效勞市場

由獨立系統(tǒng)運行員(ISO)負(fù)責(zé)購置的輔助效勞包括:AGC、旋轉(zhuǎn)備用、非旋轉(zhuǎn)備用、替代備用、電壓支持和黑啟動。其中,后兩種輔助效勞一般通過長期合同方式購置前4種效勞是在日前市場和小時前市場按小時購置的,輔助效勞投標(biāo)在電能投標(biāo)之后進(jìn)行。市場規(guī)那么規(guī)定:一個供給方可以以不同的容量和價格參與4種輔助效勞中任意或者所有的市場投標(biāo),但對于特定的一種效勞,只能提交一個投標(biāo)。3.3新英格蘭輔助效勞市場

新英格蘭電力市場定義的輔助效勞包括:AGC、10分鐘旋轉(zhuǎn)備用、10分鐘非旋轉(zhuǎn)備用、30分鐘運行備用、替代備用、電壓支持和黑啟動，其中的前4種輔助效勞經(jīng)由競爭的投標(biāo)市場獲得。發(fā)電商可以在提交第二天的電能投標(biāo)的同時按小時提交一種或多種輔助效勞的投標(biāo)。ISO根據(jù)投標(biāo)信息結(jié)合投標(biāo)結(jié)算方法同時進(jìn)行電能和輔助效勞的投標(biāo)選擇、安排發(fā)電方案和輔助效勞方案。4我國輔助效勞補償交易情況輔助效勞補償交易是輔助效勞市場的初級階段，電力監(jiān)管機構(gòu)負(fù)責(zé)組織實施，電力調(diào)度機構(gòu)負(fù)責(zé)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，電網(wǎng)公司協(xié)助結(jié)算補償費用。4我國輔助效勞補償交易情況4.1遵循原那么4.2主要特點4.3各區(qū)域輔助效勞的實施情況4.4輔助效勞補償交易存在的問題4.5我國輔助效勞市場模式探討4.1遵循原那么

并入省級以上電網(wǎng)的發(fā)電企業(yè)，均遵循“區(qū)域統(tǒng)一規(guī)那么、按調(diào)度管轄范圍補償、分省平衡、隨上網(wǎng)電費一同結(jié)算〞的根本原那么參與輔助效勞補償。4.2主要特點

一是在不改變現(xiàn)行電價體制、電價標(biāo)準(zhǔn)和輔助效勞調(diào)用機制的前提下，實現(xiàn)輔助效勞提供的公平，調(diào)動發(fā)電企業(yè)提供輔助效勞的積極性。輔助效勞補償資金，來源于發(fā)電企業(yè)、使用于發(fā)電企業(yè)，不推動銷售電價上漲。電網(wǎng)企業(yè)不參與考核與補償，沒有利益關(guān)系。對于輔助效勞的調(diào)用仍然維持原來的“按需調(diào)用體制〞，不需要對電力系統(tǒng)現(xiàn)行的運行方式進(jìn)行改變。4.2主要特點〔續(xù)〕二是輔助效勞分為根本輔助效勞和有償輔助效勞。三是輔助效勞補償采用“以支定收〞方式。事先確定補償標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)發(fā)電廠實際提供的輔助效勞奉獻(xiàn)量計算所需的總費用。所有電廠按各自上網(wǎng)電費的比重分?jǐn)偹杩傎M用。4.3各區(qū)域輔助效勞的實施情況4.3.1南方區(qū)域4.3.2西北區(qū)域4.3.3華北區(qū)域4.3.4東北區(qū)域4.3.5華東區(qū)域4.3.6華中區(qū)域4.3.1南方區(qū)域南方區(qū)域開發(fā)了全區(qū)統(tǒng)一的輔助效勞市場支持系統(tǒng)，在全國率先將輔助效勞放在了區(qū)域統(tǒng)一平臺上進(jìn)行補償。按照國際上成功電力市場的慣例，將區(qū)外售電的電網(wǎng)公司視作本省內(nèi)一個無輔助效勞能力的電源參與費用分?jǐn)?。將跨省〔區(qū)〕電能交易分為電量交易和輔助效勞交易兩個局部，為解決三峽、黃河的水電參與跨省區(qū)補償分?jǐn)傋隽擞幸鎳L試。4.3.2西北區(qū)域西北電網(wǎng)及陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆電網(wǎng)于2023年3月31日在全國率先啟動試運行工作，7月進(jìn)行第一階段總結(jié)，并進(jìn)一步修訂細(xì)那么、完善技術(shù)支持系統(tǒng)功能，已完成對試運行階段西北電網(wǎng)公司技術(shù)支持系統(tǒng)的評估和驗收。西北電監(jiān)局組織開展《黃河上游水電廠參加西北區(qū)域輔助效勞專題研究》，為下一階段開展跨省輔助效勞補償做好準(zhǔn)備。4.3.3華北區(qū)域華北區(qū)域于2023年元月在全國率先啟動了京津唐電網(wǎng)“兩個細(xì)那么〞模擬運行，5月1日起進(jìn)入試運行階段。華北電網(wǎng)公司根據(jù)監(jiān)管機構(gòu)的批復(fù)每月與發(fā)電企業(yè)進(jìn)行考核和補償?shù)馁M用結(jié)算。2023年5－12月，京津唐電網(wǎng)的輔助效勞補償資金為48571萬元，占當(dāng)期電費的1％左右。4.3.4東北區(qū)域東北區(qū)域的東北電網(wǎng)及遼寧、吉林、黑龍江省2023年均已完成技術(shù)支持系統(tǒng)的建設(shè)。東北電監(jiān)局將根據(jù)試運行經(jīng)驗，修訂完善細(xì)那么后轉(zhuǎn)入下一階段試運行。4.3.5華東區(qū)域華東區(qū)域的華東電網(wǎng)及上海、安徽、江蘇、浙江省2023年均已經(jīng)完成技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)，2023年初進(jìn)入試運行。福建省技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)相對滯后。4.3.6華中區(qū)域華中區(qū)域的華中電網(wǎng)、湖南、湖北電網(wǎng)于2023年12月31日開始模擬運行；四川電網(wǎng)于2023年11月30日開始模擬運行；重慶電網(wǎng)于2023年12月31日進(jìn)入試運行。江西、河南省技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)相對滯后。4.4輔助效勞補償交易存在的問題〔1〕個別發(fā)電企業(yè)強調(diào)自身機組的技術(shù)制約，不愿意參加輔助效勞補償交易，拒絕承擔(dān)輔助效勞義務(wù)。〔2〕大局部跨省〔區(qū)〕電能交易尚未將電能與輔助效勞分別交易區(qū)外來電特別是跨區(qū)水電根本不參加受電地區(qū)的輔助效勞，造成受電區(qū)域發(fā)電企業(yè)，特別是常規(guī)燃煤機組負(fù)荷率下降，穩(wěn)定性下降。局部電力企業(yè)為防止機組的頻繁啟停