“新能源+抽蓄”模式下抽水蓄能電站的價(jià)格形成機(jī)制研究

周脈玉，邵春峰，隋秀春

(1.北京亨得森電力咨詢有限公司，北京 102601; 2.遼寧電力有限公司,遼寧 沈陽(yáng) 110004)

1 研究背景

新能源一般是指在新技術(shù)基礎(chǔ)上加以開(kāi)發(fā)利用的可再生能源，包括太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒉ɡ四?、洋流能和潮汐能，以及海洋表面與深層之間的熱循環(huán)等。隨著我國(guó)新能源快速發(fā)展，出現(xiàn)了棄風(fēng)(光)限電的情景，且形勢(shì)嚴(yán)峻，2015全國(guó)棄風(fēng)電量339億千瓦時(shí)，同比增加213億千瓦時(shí)。2016年全國(guó)棄風(fēng)電量達(dá)497億千瓦時(shí)。“新能源+抽蓄”模式是解決棄風(fēng)(光)限電情況的有效途徑之一。但是，現(xiàn)在的抽水蓄能電站的電價(jià)是按2014 年國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)出臺(tái)的《關(guān)于完善抽水蓄能電站價(jià)格形成機(jī)制有關(guān)問(wèn)題的通知》(發(fā)改價(jià)格〔2014〕1763 號(hào))執(zhí)行。1763 號(hào)文件適用于為了保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的而建設(shè)的抽水蓄能電站。這部分電站裝機(jī)容量的多少與電網(wǎng)用戶的負(fù)荷特性有關(guān)。它們可以通過(guò)兩部制電價(jià)向電網(wǎng)提供備用、AGC、調(diào)頻、無(wú)功及黑啟動(dòng)等輔助服務(wù)。電網(wǎng)企業(yè)購(gòu)買這些輔助服務(wù)的費(fèi)用應(yīng)從電網(wǎng)內(nèi)的用戶回收。

在“新能源+抽蓄”模式下的抽水蓄能電站，其建設(shè)目的是多消納新能源，其裝機(jī)容量的多少與電網(wǎng)內(nèi)新能源的裝機(jī)容量及出力特性有關(guān)。這些抽水蓄能電站的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用不能作為輔助服務(wù)費(fèi)用由電網(wǎng)內(nèi)的用戶承擔(dān)，但是如果建設(shè)抽水蓄能電站的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用不能獲得補(bǔ)償，發(fā)電企業(yè)將不愿意投資建設(shè)抽水蓄能電站。建立合理“新能源+抽蓄”模式下抽水蓄能電站的價(jià)格形成機(jī)制是促進(jìn)消納新能源發(fā)電電量的經(jīng)濟(jì)政策保障。

2 抽水蓄能電站的建設(shè)和經(jīng)營(yíng)體制分析

2.1 抽水蓄能電站的作用分析

抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)提供備用、AGC、調(diào)頻、無(wú)功及黑啟動(dòng)輔助服務(wù)，保證電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，提高用戶的用電質(zhì)量。

(2)配合新能源、核電、供熱機(jī)組運(yùn)行。

由于新能源發(fā)電機(jī)組、核電和供熱機(jī)組的發(fā)電出力曲線與用戶用電曲線匹配性較差，為了滿足用戶的用電需求，需要建設(shè)抽水蓄能電站，在電網(wǎng)中其“蓄水池”的作用，配合新能源發(fā)電機(jī)組、核電和供熱機(jī)組運(yùn)行，保證這些機(jī)組多發(fā)電量。

2.2 抽水蓄能電站現(xiàn)行的建設(shè)和經(jīng)營(yíng)體制分析

我國(guó)已建抽水蓄能電站目前運(yùn)行管理模式上主要有電網(wǎng)統(tǒng)一運(yùn)行、獨(dú)立運(yùn)行兩種管理模式。

電網(wǎng)企業(yè)統(tǒng)一運(yùn)行管理模式：抽水蓄能電站作為電網(wǎng)企業(yè)的分公司或一個(gè)生產(chǎn)車間，由電網(wǎng)企業(yè)獨(dú)資建設(shè)，資產(chǎn)的所有權(quán)和經(jīng)營(yíng)權(quán)都?xì)w電網(wǎng)企業(yè)。在這種管理模式下，抽水蓄能電站不是獨(dú)立法人，其經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)與責(zé)任也完全由電網(wǎng)企業(yè)承擔(dān)。在這種模式下，抽水蓄能電站的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用也由電網(wǎng)企業(yè)承擔(dān)。

獨(dú)立運(yùn)行管理模式：按照國(guó)家《公司法》的要求，成立獨(dú)立的抽水蓄能電站有限責(zé)任公司，由出資各方組建董事會(huì)，出資各方按照出資金額的比例，分享權(quán)利與義務(wù)。抽水蓄能電站公司為項(xiàng)目法人，負(fù)責(zé)建設(shè)和經(jīng)營(yíng)抽水蓄能電站。抽水蓄能電站通過(guò)上網(wǎng)電價(jià)模式或租賃模式從電網(wǎng)公司獲得收入。

2.3 “新能源+抽蓄”運(yùn)行模式分析

“新能源+抽蓄”運(yùn)行模式主要有以下三種：第一種是“一體化”運(yùn)行模式(見(jiàn)圖1)；第二種是“聯(lián)合”運(yùn)行模式(見(jiàn)圖2)，第三種是“獨(dú)立”運(yùn)行模式(見(jiàn)圖3)。

圖1 “新能源+抽蓄”一體化運(yùn)營(yíng)模式關(guān)系

圖2 “新能源+抽蓄”聯(lián)合運(yùn)營(yíng)模式關(guān)系

圖3 “新能源+抽蓄”獨(dú)立運(yùn)營(yíng)模式關(guān)系

“一體化”運(yùn)行模式：在“一體化”運(yùn)行模式下，新能源發(fā)電機(jī)組和抽水蓄能發(fā)電機(jī)組屬于同一法人企業(yè)，且新能源通過(guò)內(nèi)部輸電線路相連?！靶履茉?抽蓄”向電網(wǎng)提供的發(fā)電出力是經(jīng)過(guò)抽水蓄能電站調(diào)節(jié)后的出力曲線。

“聯(lián)合”運(yùn)行模式：在“聯(lián)合”運(yùn)行模式下，新能源發(fā)電機(jī)組和抽水蓄能發(fā)電機(jī)組組成運(yùn)行聯(lián)合體，新能源發(fā)電機(jī)組和抽水蓄能發(fā)電機(jī)組既可以屬于同一法人企業(yè)，也可以屬于不同的法人企業(yè)，新能源通過(guò)公共電網(wǎng)和抽水蓄能電站相連。電網(wǎng)向聯(lián)合體下達(dá)發(fā)電出力曲線，聯(lián)合體向新能源和抽水蓄能電站分別下達(dá)發(fā)電出力曲線。

“獨(dú)立”運(yùn)行模式：在“獨(dú)立”運(yùn)行模式下，將新能源發(fā)電機(jī)組、抽水蓄能發(fā)電機(jī)組獨(dú)立接入電網(wǎng)。電網(wǎng)分別向新能源發(fā)電企業(yè)和抽水蓄能電站下達(dá)發(fā)電出力曲線。

3 “新能源+抽蓄”模式下抽水蓄能電站回收機(jī)制研究

3.1 電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建立之前抽水蓄能電站的電價(jià)形成機(jī)制

3.1.1 “新能源+抽蓄”一體化模式下電價(jià)形成機(jī)制

“新能源+抽蓄”一體化模式是采用新能源發(fā)電機(jī)組和抽水蓄能電站聯(lián)合運(yùn)行的方式向電網(wǎng)統(tǒng)一供電。抽水蓄能電站的投運(yùn)可以大量增加新能源發(fā)電企業(yè)的售電量，因此，抽水蓄能電站的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用通過(guò)多銷售的新能源發(fā)電量來(lái)回收。抽水蓄能電站的上網(wǎng)電價(jià)為新能源的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)，抽水電價(jià)同新能源發(fā)電企業(yè)和抽水蓄能電站協(xié)商確定。

3.1.2 “新能源+抽蓄”聯(lián)合運(yùn)行模式下電價(jià)形成機(jī)制

抽水蓄能電站應(yīng)獲得的收入=年投資費(fèi)用及固定運(yùn)行費(fèi)用×上網(wǎng)容量+抽水蓄能電站的變動(dòng)成本×上網(wǎng)電量÷(1-廠用電率)+抽水電量×(1-輸電線損率)×輸電價(jià)。

抽水蓄能電站的上網(wǎng)電價(jià)為新能源的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。

抽水蓄能的抽水電價(jià)=(上網(wǎng)電量×新能源的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)-應(yīng)獲得的收入)÷抽水電量

每個(gè)新能源發(fā)電單元承擔(dān)的抽水電量=抽水電量÷聯(lián)合體內(nèi)新能源發(fā)電機(jī)組總發(fā)電量×新能源發(fā)電單元發(fā)電量。

3.1.3 “新能源+抽蓄”獨(dú)立運(yùn)行模式下電價(jià)形成機(jī)制

在獨(dú)立運(yùn)行模式中，抽水蓄能電站多消納的新能源發(fā)電電量不僅與新能源發(fā)電的裝機(jī)規(guī)模有關(guān)，也與其他電站的調(diào)峰能力有關(guān)。為了保證抽水蓄能電站能夠合理回收其投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，需要建立調(diào)峰容量交易市場(chǎng)，完成調(diào)峰交易及形成調(diào)峰價(jià)格。在交易市場(chǎng)中，各種發(fā)電機(jī)組及電儲(chǔ)能實(shí)施都可以進(jìn)行調(diào)峰容量交易。調(diào)峰容量交易通常有兩種模式：雙邊交易和集中撮合交易。集中撮合交易更能實(shí)時(shí)反映調(diào)峰容量的需求情況。

(1)市場(chǎng)主體及要求。電網(wǎng)內(nèi)接入公共電網(wǎng)，且向公共電網(wǎng)供電的并網(wǎng)發(fā)電廠(為保證電網(wǎng)安全運(yùn)行而建設(shè)的抽水蓄能電廠除外)，向本電網(wǎng)輸送電能的輸電線路以及經(jīng)市場(chǎng)準(zhǔn)入的電儲(chǔ)能設(shè)施。

常規(guī)火電企業(yè)、水電企業(yè)、核電企業(yè)按機(jī)組為單位；燃?xì)饣痣娖髽I(yè)按一套機(jī)組為單位；輸電線路按回路作為單元、新能源發(fā)電企業(yè)按注冊(cè)單位為單元。

達(dá)不到基準(zhǔn)調(diào)峰率*調(diào)峰率=(1-開(kāi)機(jī)機(jī)組發(fā)電電力/開(kāi)機(jī)機(jī)組額定容量)×100%的發(fā)電企業(yè)需要購(gòu)買調(diào)峰容量，購(gòu)買調(diào)峰容量的企業(yè)統(tǒng)稱為受讓方，出售調(diào)峰容量的企業(yè)統(tǒng)稱為出讓方。

基準(zhǔn)調(diào)峰率根據(jù)電網(wǎng)用戶負(fù)荷的日峰谷差率、負(fù)荷及事故備用、常規(guī)燃煤機(jī)組的最小技術(shù)出力確定。能源監(jiān)管局可根據(jù)電網(wǎng)火電廠最小運(yùn)行方式、電網(wǎng)調(diào)峰缺口對(duì)基準(zhǔn)調(diào)峰率進(jìn)行調(diào)整。

(2)信息披露。電網(wǎng)的新能源企業(yè)根據(jù)對(duì)自身新能源發(fā)電機(jī)組出力的預(yù)測(cè)情況，向電網(wǎng)調(diào)度部門提供第二天的新能源發(fā)電機(jī)組出力曲線。調(diào)度部門根據(jù)本電網(wǎng)第二天的負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、開(kāi)機(jī)機(jī)組的最大和必需出力*必需出力=開(kāi)機(jī)額定容量(輸電線路的日最大輸送容量)×基準(zhǔn)負(fù)荷率,向本電網(wǎng)輸送電能聯(lián)絡(luò)線各時(shí)段輸送的電力數(shù)據(jù)、聯(lián)絡(luò)線向外電網(wǎng)各時(shí)段計(jì)劃輸送的電力數(shù)據(jù)，對(duì)本電網(wǎng)進(jìn)行電力電量平衡。

當(dāng)Pt*Pt為時(shí)間t時(shí)電網(wǎng)的凈負(fù)荷與常規(guī)電源開(kāi)機(jī)機(jī)組的必需出力之差。<0時(shí)，新能源發(fā)電機(jī)組的必需出力=新能源機(jī)組的預(yù)測(cè)出力+Pt，每個(gè)新能源發(fā)電企業(yè)新能源發(fā)電必需出力=新能源發(fā)電預(yù)測(cè)出力×[(新能源機(jī)組的預(yù)測(cè)出力+Pt)÷新能源機(jī)組的預(yù)測(cè)出力]。

當(dāng)0≤Pt時(shí)，新能源發(fā)電機(jī)組的必需出力=新能源機(jī)組的預(yù)測(cè)出力。

當(dāng)0≤Pt時(shí)，實(shí)際調(diào)峰率低于基準(zhǔn)調(diào)峰率的機(jī)組購(gòu)買調(diào)峰容量，實(shí)際調(diào)峰率高于基準(zhǔn)調(diào)峰率的機(jī)組出售調(diào)峰容量。當(dāng)Pt<0時(shí)，實(shí)際調(diào)峰率低于基準(zhǔn)調(diào)峰率的機(jī)組及新能源機(jī)組購(gòu)買調(diào)峰容量，實(shí)際調(diào)峰率高于基準(zhǔn)調(diào)峰率的機(jī)組出售調(diào)峰容量。

(3)價(jià)格申報(bào)。受讓方根據(jù)自身的出力情況向調(diào)度機(jī)構(gòu)申報(bào)購(gòu)買調(diào)峰容量的時(shí)間、數(shù)量及價(jià)格。申報(bào)的電量和價(jià)格按15分鐘(或30分鐘，或1小時(shí))為一個(gè)周期，形成連續(xù)96(或48，或24)個(gè)節(jié)點(diǎn)的報(bào)價(jià)曲線。

出讓方同樣向調(diào)度部門進(jìn)行報(bào)價(jià)，報(bào)價(jià)包括電量、電價(jià)兩部分，報(bào)價(jià)按15分鐘(或30分鐘，或1小時(shí))為一個(gè)周期，形成連續(xù)96(或48，或24)個(gè)節(jié)點(diǎn)的報(bào)價(jià)曲線。出讓方的最高報(bào)價(jià)為新能源發(fā)電機(jī)組的標(biāo)桿上網(wǎng)。

申報(bào)最小單位為1兆瓦，一個(gè)申報(bào)單元可以申請(qǐng)多組數(shù)據(jù)。

如單機(jī)200MW的燃煤機(jī)組，在低谷時(shí)段內(nèi)其出力為100MW，發(fā)電企業(yè)可以根據(jù)啟停一次的費(fèi)用及發(fā)電的收入計(jì)算出售調(diào)峰容量的價(jià)格。出售調(diào)峰容量的價(jià)格確定方法如下：

價(jià)格=啟停費(fèi)用/發(fā)電量+上網(wǎng)電價(jià)-發(fā)電時(shí)的變動(dòng)成本。

發(fā)電數(shù)量為100×停機(jī)時(shí)間。

(4)價(jià)格形成。根據(jù)受讓方和出讓方在每個(gè)周期申報(bào)的調(diào)峰容量交易價(jià)格及交易量數(shù)據(jù)。根據(jù)報(bào)價(jià)、機(jī)組容量等級(jí)和申報(bào)時(shí)間進(jìn)行排序，即首先按報(bào)價(jià)排序，對(duì)相同報(bào)價(jià)的機(jī)組按照容量等級(jí)排序，對(duì)容量等級(jí)也相同的機(jī)組按照申報(bào)時(shí)間排序。

根據(jù)排序情況進(jìn)行交易撮合，按照“高低匹配”標(biāo)準(zhǔn)，最低報(bào)價(jià)的出讓方與最高報(bào)價(jià)的受讓方匹配，然后依次進(jìn)行，直至受讓方價(jià)格小于出讓方價(jià)格時(shí)停止。當(dāng)達(dá)到以下兩個(gè)條件之一時(shí)，終止撮合:a.調(diào)峰容量出讓方價(jià)格>調(diào)峰容量受讓方價(jià)格；b.調(diào)峰容量出讓方隊(duì)列或調(diào)峰容量受讓方隊(duì)列為空。

完成匹配后，將出讓方和受讓方所申報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。對(duì)那些已經(jīng)完成申報(bào)電量的交易雙方不再考慮，重新匹配未完成交易電量的出讓方及受讓方，繼續(xù)進(jìn)行調(diào)峰容量交易。然后，重復(fù)交易雙方都已經(jīng)完成各自申報(bào)的電量。這時(shí)，調(diào)峰容量交易全部完成，根據(jù)所得到的結(jié)果及成交價(jià)格結(jié)算交易雙方已經(jīng)達(dá)成的結(jié)算電量。成交價(jià)格=(調(diào)峰容量出讓方報(bào)價(jià)+調(diào)峰容量受讓方報(bào)價(jià))/2。

3.2 電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建立后抽水蓄能電站電價(jià)形成機(jī)制

(1)“新能源+抽蓄”一體化模式下電價(jià)形成機(jī)制。電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建立后，“新能源+抽蓄”可以作為一體向市場(chǎng)交易結(jié)構(gòu)申報(bào)每小時(shí)(或15分鐘，或30分鐘)的發(fā)電量及發(fā)電價(jià)格。當(dāng)市場(chǎng)價(jià)格高時(shí)，聯(lián)合體增加發(fā)電量，當(dāng)價(jià)格低時(shí)減少發(fā)電量。抽水蓄能電站作為新能源發(fā)電機(jī)組的“蓄水池”，保證聯(lián)合體獲得經(jīng)濟(jì)效益。

(2)“新能源+抽蓄”聯(lián)合及獨(dú)立運(yùn)行模式下電價(jià)形成機(jī)制。電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建立后，在能量市場(chǎng)上，抽水蓄能電站在電網(wǎng)低谷時(shí)段買入低價(jià)電，在高峰時(shí)段售出高價(jià)電獲得收益。在電網(wǎng)低谷時(shí)段，發(fā)電企業(yè)為了減少停機(jī)費(fèi)用或棄掉的電量，通常電價(jià)非常低；而在高峰時(shí)段發(fā)電，電價(jià)比較高。抽水蓄能電站通過(guò)低買高賣獲得經(jīng)濟(jì)效益。

另外，抽水蓄能電站也可以參與輔助服務(wù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，獲得輔助服務(wù)收入。抽水蓄能電站是參加輔助服務(wù)市場(chǎng)，還是參與能量市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)完全由抽水蓄能電站決定。投資者是否建設(shè)抽水蓄能電站也完全由投資者根據(jù)市場(chǎng)行情決定。

4 結(jié) 論

“新能源+抽蓄”模式下，建設(shè)抽水蓄能電站的目的是多消納新能源。其上網(wǎng)電價(jià)不能按“發(fā)改價(jià)格〔2014〕1763號(hào)”執(zhí)行。在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建立之前，抽水蓄能電站投資費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用應(yīng)通過(guò)新能源發(fā)電企業(yè)增加的售電量及調(diào)峰容量市場(chǎng)回收；其上網(wǎng)電價(jià)按新能源標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)執(zhí)行或通過(guò)調(diào)峰容量市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形成；其抽水電價(jià)是通過(guò)新能源發(fā)電企業(yè)和抽水蓄能電站協(xié)商形成或通過(guò)調(diào)峰容量市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形成。電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建立后，抽水蓄能電站在電網(wǎng)低谷時(shí)段買入低價(jià)電，在高峰時(shí)段售出高價(jià)電獲得收益；也可以參與輔助服務(wù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，獲得輔助服務(wù)收入。

[1]郭濱傳,尚大儉，嚴(yán)帆，等.核蓄一體化運(yùn)營(yíng)模式的探究[C]//抽水蓄能電站工程建設(shè)文集,2010.

[2]鄭愛(ài)民,周脈玉.抽水蓄能電站在不同市場(chǎng)階段的定價(jià)方法和經(jīng)營(yíng)策略探討[J].中國(guó)物價(jià),2008(1):42-45.

[3]邵春峰.新電改下抽水蓄能電站電價(jià)形成機(jī)制探討[J].中國(guó)經(jīng)貿(mào),2015(23):96-97.