對當前國內電力調頻市場發(fā)展態(tài)勢的思考

來啟世

摘要：科技的不斷進步，帶動我國電力行業(yè)發(fā)展迅速，先進技術的運用使得我國電力行業(yè)有了更大的發(fā)展空間。近年來，在政策激勵、市場規(guī)則和靈活價格機制的引導下，電儲能特別是電化學儲能呈規(guī)模化發(fā)展趨勢，電力輔助服務、發(fā)電和集中式可再生能源并網(wǎng)、電網(wǎng)側、用戶側已成為儲能重點應用領域。

關鍵詞：國內電力調頻市場;發(fā)展態(tài)勢

引言

電能是我國整體經濟建設快速發(fā)展的重要能源保障，其作用不言而喻。在可再生能源開發(fā)利用不斷加速的背景下，我國電力系統(tǒng)受到的穩(wěn)定性影響日漸增大，需要發(fā)電企業(yè)提供更多優(yōu)質的輔助服務以保證電能質量和保障系統(tǒng)安全。

1調頻服務參與電力市場的主要模式

調頻服務作為電力系統(tǒng)運行必需的要素，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行具有非常重要的作用。目前，世界范圍內的電力市場，主要采用中長期合約模式和實時集中競價模式2種類型的調頻服務交易方式。中長期合約模式，是指機組以中長期合約的形式與電網(wǎng)調度機構簽訂購買協(xié)議。電網(wǎng)調度機構在實際運行中，根據(jù)電網(wǎng)運行要求自行決定機組調頻服務的調用。機組的調頻費用包括可用率和有效率2個方面指標要求?？捎寐适侵刚{頻功能的可用時間占機組運行時間的比例，反映了機組調頻功能的可用程度;有效率是指機組在提供調頻服務的過程中，其響應時間、響應精度等運行指標達到協(xié)議要求的程度。根據(jù)兩方面考核情況，由電網(wǎng)調度機構與調頻服務供應商結算，并將其作為輸配電成本轉移到用戶電費中。該模式主要在英國、德國、北歐等歐洲電力市場中比較常見。實時集中競價模式，是指調頻服務是在實時運行過程中以集中競價的模式獲取。在實時運行過程中，調度機構根據(jù)電網(wǎng)實際運行情況，提供調頻容量需求，市場成員根據(jù)其運行情況參與競價，確定實際的調頻服務提供商。該模式在美國PJM、德州等電力市場比較常見。必須指出的是，中長期合約模式在合約形成過程中，也可以采取集中競價的形式。中長期合約模式與實時集中競價模式的根本區(qū)別在于協(xié)議形成時間不同。電力系統(tǒng)運行的自身特點，決定了調頻容量的需求是實時變化的，必須在實時運行過程中才能比較準確地判斷調頻容量需求。中長期合約模式，是在較長的時間尺度確定調頻容量提供商，為了確保所簽訂的調頻服務能夠滿足電力系統(tǒng)運行需求，必須留有足夠的調頻備用裕度。而實時集中競價模式，其調頻服務需求建立在實時運行方式基礎上，因此機組參與調頻服務競價將更為激烈和充分。

2強制執(zhí)行模式

2000年前后，國內的電力工業(yè)實施了“政企分開”和“廠網(wǎng)分離”兩項重要的改革措施。在1999年國家經貿委發(fā)布《關于做好電力工業(yè)政企分開改革工作的意見》前，調頻、調峰和備用等發(fā)電廠運行控制都以任務的形式通過行政指令下發(fā)和執(zhí)行，與電力輔助服務相關的概念尚未出現(xiàn)?！罢蠓珠_”以后，電力部改組為國家電力公司并開始獨立運行，“發(fā)輸變配”一體化管理。根據(jù)經營者義務，電力公司必須采取調峰調頻等措施保證電力的安全供應。因此，在該時間節(jié)點及以前提供“調頻服務”具有強制性，在公司內部的分配中沒有給予額外補償。直到《電力體制改革方案》（國發(fā)[2002]5號文）印發(fā)并實現(xiàn)“廠網(wǎng)分離”以后的幾年，“電力輔助服務”的提供仍依靠強制的管理模式。而該項政策的積極意義在于促使發(fā)電側與電網(wǎng)側的利益主體分離，使得各方在后來的利益協(xié)調中推動了輔助服務管理機制的發(fā)展。

3調頻市場與電能量市場的協(xié)調運行

目前，某省開展以年度、月度為周期的中長期電量交易，尚未啟動省內電力現(xiàn)貨市場。因此，調頻市場與能量市場的協(xié)調主要體現(xiàn)在以下三個方面。1.在機組組合方面，考慮電力平衡、風光消納等因素，主要依據(jù)各發(fā)電企業(yè)中長期電量指標的多少安排機組開停。次日安排開機的機組，可參與調頻市場交易。2.在機會成本方面，由于機組在提供調頻服務時，不會影響其電量指標的完成和發(fā)電收益，因此獨立開展調頻交易時，可不考慮機組提供調頻服務的機會成本問題，僅考慮機組調節(jié)成本即可。3.交易頻度問題，由于未開展分時電力交易，調頻市場可一次性確定次日全天的調頻需求和調頻機組序列，無需進一步將交易頻度細化到1h或15min。

4多種調頻技術的綜合應用將成為趨勢

發(fā)電機組的調頻能力以綜合性能指標k來衡量，該指標又包括3個因子：調節(jié)速率k1、響應時間k2和調節(jié)精度k3。DCS協(xié)調控制優(yōu)化和外掛平臺優(yōu)化的優(yōu)勢在于有效提高負荷率，增大調節(jié)速率k1，調頻范圍寬，并可減少汽溫、汽壓等波動，調頻儲能裝置的優(yōu)勢則在于增大k2值和k3值，即提升響應時間和調節(jié)精度。根據(jù)項目經驗，在DCS協(xié)調控制優(yōu)化和外掛平臺優(yōu)化后加裝儲能調頻設施依然有較好的疊加效果。所以綜合利用3種調頻技術，充分發(fā)揮每種技術的調頻優(yōu)勢，能更大程度地提高煤電機組綜合調頻性能k。同時，市場政策也在積極引導發(fā)電行業(yè)提升綜合調頻性能。以某省調頻輔助服務市場交易規(guī)則（試行）為例，該文件第三章“交易要求”規(guī)定了參與某省電力調頻市場的機組性能值k須大于等于0.5的準入門檻;而發(fā)電機組的中標條件除了調頻里程報價也考慮了k值的大小，即以價格從低到高安排中標出清，其他情況相同時k值高的優(yōu)先出清;此外，文件還規(guī)定了電力調頻市場的補償資金由調頻服務提供者及其他市場主體按當月落地電量繳納。對于其他省份所依據(jù)的交易規(guī)則，其相關章節(jié)也有類似規(guī)定條例。因此，隨著調頻服務競爭日趨激烈，各發(fā)電企業(yè)的調頻里程報價最終都會接近低限。為了在電力調頻市場中不至于虧損，只能同時采用多種調頻技術，盡可能地提高自身機組的調頻k值。

5有關建議

目前來看，雖然電儲能技術已在全球電力市場中得到廣泛應用，但其技術成熟度仍有待提高，技術成本也有待下降，以進一步提升系統(tǒng)應用經濟性。在電力輔助服務領域，儲能可提供的電力輔助服務內容極其有限，部分地區(qū)還缺少“按效果付費”的市場機制，新進市場主體技術成熟度難以得到保障。另一方面，已投運項目地區(qū)政策調整隨意性較大，對儲能電站投資商及運行商都存在一定政策風險。因此，在政策規(guī)則制定方面，可以從三個方面入手：第一，廣泛建立“按效果付費補償機制”。明晰電力現(xiàn)貨市場中電力輔助服務交易機制的設定原則及相應機制的實施過渡路線圖，降低市場機制隨意調整帶來的政策風險。第二，著力推動輔助服務市場運行長效機制。規(guī)則設置要真正體現(xiàn)“誰受益、誰付費”的基本原則，逐步建立向用戶側傳導的可持續(xù)的市場化長效機制，及時追蹤問題并建立相應保障機制，解決儲能電站所面臨的并網(wǎng)調度和各類補償支付難題。第三，科學衡量電力輔助服務成本和價值。AGC指令頻繁要求機組進行升降負荷操作時，會協(xié)調控制鍋爐、汽輪機共同進行相關變負荷操作。在現(xiàn)有核算機制下，建議要合理核清各類電力輔助服務成本，科學設定價格補償標準，減少市場惡意競爭。

結語

作為電力輔助服務市場的重要組成部分，調頻輔助市場需要加快發(fā)展和完善，地區(qū)試行的調頻交易規(guī)則也應盡快確定，同時在發(fā)展中還須順應調頻技術的市場推廣和研發(fā)應用潮流。

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