碳中和目標下的電力系統和電力市場轉型

 

對于發電機組，靈活性的提升主要體現在：深度調峰（降低最小技術出力）、快速啟停、增強爬坡能力（即提高加減負荷速度）。對于熱電機組，熱電解耦也是增強靈活性的方式。

 

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

 

我國在實踐中總結出來的深度調峰定價方式值得肯定。該定價方式首先在東北電力輔助服務市場建立，并且在全國推廣。作為國家電力體制改革專項試點，東北地區自2017年1月啟動以來成效顯著，深入挖掘了電網調峰潛力，促進了風電、核電等清潔能源消納，顯著提高了電網安全運行水平和供熱可靠性。東北調峰服務市場體現公平、自愿的原則，并實現全電網調峰成本最低。根據火電機組調峰深度的不同，采用“階梯式”補償及分攤機制，按照非線性比例“多減多得、少減多罰”的原則加大獎罰力度，以激勵

 

 

發電企業加大提供調峰服務的意愿。調峰服務分為基本（無償）調峰服務及有償調峰服務（針對靈活性供方）?；菊{峰服務指機組調峰率小于等于48%（可根據實際情況，在征得監管機構同意后進行調整）時所提供的輔助服務；有償調峰服務指機組調峰率大于48%或按調度要求進行啟停調峰所提供的服務。發電企業須在日前提交有償調峰服務報價，對報價設置區間限制，通過報價的高低來確定次日各電廠提供有償調峰服務的先后順序。由于火電機組參與深度調峰有必要進行穩燃技術改造，可能需要增加發電成本，這種降低發電功率反而增加成本的情況是無法通過現貨價格來真實反映的。對于調峰服務費用分攤方式，東北調峰輔助服務市場首次引入“階梯式”分攤機制。作為靈活性資源市場化交易的初步嘗試，深度調峰服務市場算是成功的，但也存在一些缺陷，特別是人為指定的參數太多、補償費用過高，需要在實踐中進一步深入研究和改進。

 

在碳中和目標下，社會對電能的需求不斷增長，電網容量不斷擴大，用電結構亦發生變化，各大電網的峰谷差日趨增大，電網目前的調峰能力和調峰需求之間的矛盾愈發尖銳，低谷時缺乏調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性可再生能源的增多，將使煤電機組逐步由提供電力、電量的主體性電源，向提供可靠電力、調峰調頻能力的基礎性電源轉變。結合電力系統調節能力提升工程，充分發揮火電靈活性改造在提高系統調峰能力和促進新能源消納方面的重要作用，從而提升機組靈活性，及時響應電網調控，將有利于推進碳中和電力系統建設。此外，國內外現有輔助服務市場的交易品種不包括一次調頻（一般作為強制提供的基本輔助服務）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品種的可能性。在碳中和目標下，有必要深入研究我國建立一次調頻和慣性輔助服務市場機制的可行性，建立相應的市場機制并開展市場運營實踐。 本+文`內.容.來.自：中`國`碳`排*放*交*易^網 t a np ai fan g.com