淺談湖南調(diào)頻輔助服務(wù)市場建設(shè)思考

黃 超 陳湘岳 金澤心

（五凌電力有限公司）

0 引言

頻率是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，維持頻率穩(wěn)定，其本質(zhì)是維持發(fā)電與用電的實(shí)時平衡。由于用電負(fù)荷隨客觀因素影響而產(chǎn)生隨機(jī)性變化，發(fā)電側(cè)需對發(fā)電負(fù)荷實(shí)時調(diào)整，以維持發(fā)用電的動態(tài)平衡。發(fā)電側(cè)對頻率的調(diào)整分為一次調(diào)頻、二次調(diào)頻與發(fā)電計劃安排。

一次調(diào)頻指當(dāng)系統(tǒng)頻率偏離設(shè)定值時機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)動作調(diào)整負(fù)荷，響應(yīng)時間在60s以內(nèi)，是發(fā)電機(jī)組的基本義務(wù)。二次調(diào)頻是指當(dāng)電量平衡偏差使區(qū)域控制偏差（ACE）大于死區(qū)時通過自動發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）自動調(diào)整出力、修正平衡偏差量，達(dá)到新的平衡。二次調(diào)頻變動時間更長，在45s到5min之間，功率變化更大，是改變原動機(jī)出力的無差調(diào)節(jié)。發(fā)電計劃安排是通過預(yù)測接下來一段時間內(nèi)的負(fù)荷，來控制電網(wǎng)供需的大致平衡，預(yù)測時間在15min以上，偏差更大。

調(diào)頻輔助服務(wù)即是通過自動發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）提供的二次調(diào)頻服務(wù)，其調(diào)節(jié)效果通過調(diào)頻里程衡量，是電力輔助服務(wù)的重要組成部分。由于電力體制改革的深化推進(jìn)，電力調(diào)頻輔助服務(wù)市場建設(shè)勢在必行。

1 湖南調(diào)頻輔助服務(wù)現(xiàn)狀

1.1 考核、補(bǔ)償規(guī)則

目前湖南調(diào)頻輔助服務(wù)仍運(yùn)行在計劃體制的“兩個細(xì)則”框架體系內(nèi)。按照《〈華中區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則（試行）〉湖南修訂增補(bǔ)條款》（湘監(jiān)能市場［2017］50號）的規(guī)定，并網(wǎng)發(fā)電廠單機(jī)100MW及以上火電機(jī)組和單機(jī)容量40MW及以上非貫流式水電機(jī)組（經(jīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)認(rèn)可的不需參與AGC調(diào)整的機(jī)組除外）需提供有償調(diào)頻供輔助服務(wù)，并在未滿足AGC投運(yùn)率、調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)精度標(biāo)準(zhǔn)時進(jìn)行考核。

其中AGC的月投運(yùn)率標(biāo)準(zhǔn)為90%，每低1個百分點(diǎn)，每臺次考核電量1萬kWh。性能獎懲采取“非獎即罰”的模式，達(dá)標(biāo)即補(bǔ)償，未達(dá)標(biāo)則考核。規(guī)定調(diào)節(jié)精度標(biāo)準(zhǔn)為±3%；而調(diào)節(jié)速率，火電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)為1.2%PN／min，水電機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)為80%PN／min。不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，每日按5萬kWh記為考核電量，滿足標(biāo)準(zhǔn)則補(bǔ)償，按調(diào)節(jié)里程計量，單價為70元／MW。

湖南省AGC投退以全廠模式計算，單次調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)精度及調(diào)節(jié)速率算法簡化后可用下式表達(dá)：

1.2 近年AGC考核、補(bǔ)償情況

近年來，湖南兩個細(xì)則執(zhí)行情況以2017年規(guī)則修訂（提高AGC補(bǔ)償價格，分別降低和抬高火電、水電調(diào)節(jié)速率標(biāo)準(zhǔn)）為明顯分界。AGC補(bǔ)償：火電由2017年以前的50%上升到2020年的近70%，水電由2017年以前的50%下降到2020年的30%。而AGC考核情況則相反，火電由2017年以前的85%下降到2020年的55%，水電由2017年以前的15%上升到2020年的45%。具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 近6年湖南兩個細(xì)則AGC考核、補(bǔ)償情況

1.3 存在的問題

（1）“兩個細(xì)則”參與主體不充分

根據(jù)湖南省現(xiàn)行“兩個細(xì)則”規(guī)定，省內(nèi)中小電廠及風(fēng)電廠并未充分參與其中，而是分別執(zhí)行《湖南電網(wǎng)110千伏及以下電壓等級并網(wǎng)中小型公用電廠運(yùn)行考核辦法》與《湖南電網(wǎng)風(fēng)電場并網(wǎng)運(yùn)行考核實(shí)施辦法》。此模式與國家能源局印發(fā)的《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場）機(jī)制工作方案》（國能發(fā)監(jiān)管［2017］67號文）中關(guān)于促進(jìn)各種類型發(fā)電機(jī)組在同一平臺公平承擔(dān)電力輔助服務(wù)義務(wù)的要求并不相符。參與主體的不充分導(dǎo)致服務(wù)費(fèi)分?jǐn)偟牟还?、不合理，與輔助服務(wù)“誰受益、誰承擔(dān)”的基本原則相沖突。

有的高等院校和科研院所內(nèi)部管理松懈，內(nèi)部制度不健全，規(guī)范科研活動必需的管理流程不完備。如：審計中發(fā)現(xiàn)，有的高等院校和科研院所在承擔(dān)課題使用專項資金時，通過業(yè)務(wù)單位開具會務(wù)費(fèi)發(fā)票虛列會議費(fèi)，不能提供會議通知、會議經(jīng)費(fèi)預(yù)算申請、會議簽到表、支付會議費(fèi)無場所的消費(fèi)清單等證明材料，報銷會議費(fèi)用直接給課題組人員。有的甚至違規(guī)劃撥資金給會議業(yè)務(wù)單位，無會議實(shí)際支出，費(fèi)用留存在會議場所單位。

（2）調(diào)頻輔助服務(wù)考核、補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)不合理

2019年7月1日實(shí)施的《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)導(dǎo)則》與2020年華中能監(jiān)局修訂的《華中區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》中對不同類型的火電、水電機(jī)組調(diào)節(jié)速率做了明確規(guī)定，具體對比如表2所示。

表2 各標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)速率對比

由表可見，湖南現(xiàn)行規(guī)則對火電機(jī)組AGC調(diào)節(jié)速率的要求明顯低于華中電網(wǎng)及國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，而對水電機(jī)組AGC調(diào)節(jié)速率的要求卻遠(yuǎn)高于華中電網(wǎng)及國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

湖南電網(wǎng)跟蹤聯(lián)絡(luò)線實(shí)際作出調(diào)頻貢獻(xiàn)的主要為東江、柘溪、鳳灘、掛治、碗米坡、江埡、皂市7個水電廠。從碗米坡水電廠AGC日調(diào)節(jié)詳細(xì)數(shù)據(jù)分析，單次AGC調(diào)節(jié)時間大部分情況下已控制在15s至20s內(nèi)，已處于一次調(diào)頻時間要求。而從黔東火電廠AGC日調(diào)節(jié)詳細(xì)數(shù)據(jù)分析，單次AGC調(diào)節(jié)時間大部分情況下在1min到2min。對于調(diào)節(jié)精度，根據(jù)日調(diào)節(jié)詳細(xì)數(shù)據(jù)分析，水電、火電相差不大，但由于算法及省內(nèi)火電全廠裝機(jī)大都大于水電全廠裝機(jī)的原因，對實(shí)際調(diào)節(jié)偏差而言，水電機(jī)組要小于火電機(jī)組。

由于火電、水電發(fā)電方式的差異，水電的三個調(diào)節(jié)性能指標(biāo)（調(diào)節(jié)速率、響應(yīng)時間、調(diào)節(jié)精度）明顯優(yōu)于火電機(jī)組，水電機(jī)組實(shí)際做出的調(diào)頻貢獻(xiàn)也多于火電機(jī)組。而根據(jù)上文的湖南省近年AGC考核、補(bǔ)償情況分析，水電補(bǔ)償收益在遠(yuǎn)遜于火電的同時，面臨著與火電相當(dāng)?shù)目己?。明顯不符合“公平、公正”的原則。

2 其他省份調(diào)頻輔助服務(wù)市場概述

2.1 市場形式

參與提供輔助服務(wù)的市場主體主要為獨(dú)立輔助服務(wù)提供商與發(fā)電企業(yè)。根據(jù)各省份電源結(jié)構(gòu)的不同，各省份規(guī)則規(guī)定的提供輔助服務(wù)的發(fā)電企業(yè)也有所不同。山西就僅有火電參與，四川則水電、火電都要參與，而甘肅則部分風(fēng)電、光伏等新能源電站也要參與其中。

2.2 輔助服務(wù)費(fèi)來源

對于輔助服務(wù)費(fèi)的提供，主要來自于強(qiáng)制分?jǐn)?，但各省根?jù)實(shí)際情況的不同，略有差別。如甘肅省已開展現(xiàn)貨市場，于是現(xiàn)貨市場中的偏差考核費(fèi)用納入調(diào)頻輔助服務(wù)費(fèi)。大部分省份的分?jǐn)傊黧w為各類發(fā)電企業(yè)，不同之處是根據(jù)各省實(shí)際情況附加詳細(xì)規(guī)定，如廣東省將聯(lián)絡(luò)線送入及市場化用戶納入分?jǐn)偡秶?。對于服?wù)費(fèi)分?jǐn)偟男问骄透鼮槎鄻踊Ｉ轿?、福建等省份按電費(fèi)比例分?jǐn)?，廣東、蒙西等省份按上網(wǎng)電量比例分?jǐn)?，山東、甘肅等省份按發(fā)電量比例分?jǐn)?，江蘇省按發(fā)電廠平均運(yùn)行容量比例分?jǐn)偂?/p>

2.3 調(diào)節(jié)性能標(biāo)準(zhǔn)制定

目前國內(nèi)較為通用的方式是通過調(diào)節(jié)速率K1、響應(yīng)時間K2、調(diào)節(jié)精度K3三個方面確定調(diào)節(jié)性能。雖然各省對這三個指標(biāo)算法略有不同，但大部分都是通過這三個指標(biāo)測算一個綜合調(diào)頻性能指標(biāo)K來進(jìn)行衡量，作為調(diào)頻市場的準(zhǔn)入門檻。

甘肅省的綜合調(diào)頻性能指標(biāo)K計算公式：

此為典型的加權(quán)平均測算方法。直接通過K1、K2、K3前的系數(shù)來改變調(diào)節(jié)速率、響應(yīng)時間、調(diào)節(jié)精度的權(quán)重來改變對綜合調(diào)頻性能指標(biāo)的影響，達(dá)到對綜合調(diào)頻性能指標(biāo)的調(diào)整，使其符合市場要求。規(guī)定當(dāng)K＜0.5時，就無法獲得服務(wù)費(fèi)補(bǔ)償。

山西省的綜合調(diào)頻性能指標(biāo)K計算公式：

此為典型的乘積測算方法。調(diào)節(jié)速率K1、響應(yīng)時間K2、調(diào)節(jié)精度K3對綜合調(diào)頻性能指標(biāo)K的影響是共同的，并無特殊權(quán)重。該省通過將調(diào)頻輔助服務(wù)費(fèi)報價結(jié)合歷史綜合調(diào)頻性能指標(biāo)歸一化值進(jìn)行出清，中標(biāo)者提供調(diào)頻輔助服務(wù)，獲得補(bǔ)償收入。

3 關(guān)于建設(shè)湖南省調(diào)頻輔助服務(wù)市場的建議

湖南省內(nèi)風(fēng)、光、儲等新能源迅速發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，且目前計劃體制的兩個細(xì)則運(yùn)行矛盾突出，完備的輔助服務(wù)市場是電能量市場和電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)，在現(xiàn)有調(diào)峰輔助服務(wù)市場的基礎(chǔ)上，完善現(xiàn)有兩個細(xì)則機(jī)制，盡快建立調(diào)頻輔助服務(wù)市場是湖南電力市場改革的必經(jīng)之路。結(jié)合湖南省調(diào)頻輔助服務(wù)市場建設(shè)的現(xiàn)狀統(tǒng)籌考慮，建議分三個階段建立調(diào)頻輔助服務(wù)市場。

第一階段：盡快優(yōu)化目前的兩個細(xì)則機(jī)制，為調(diào)頻輔助服務(wù)市場建設(shè)奠定基礎(chǔ)。按照國家能源局印發(fā)的《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場）機(jī)制工作方案》（國能發(fā)監(jiān)管［2017］67號文），目前2020年華中修訂的《華中區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》已將水電、火電、風(fēng)電、光伏統(tǒng)一納入兩個細(xì)則考核分?jǐn)偅ㄗh湖南盡快將小水電、生物質(zhì)、風(fēng)電、光伏、自備電廠及煤矸石電廠納入統(tǒng)一的“兩個細(xì)則”運(yùn)行機(jī)制，建立統(tǒng)一賬戶平臺考核、補(bǔ)償、分?jǐn)偲胶饨Y(jié)算。同時，綜合考慮各參與主體訴求與貢獻(xiàn)，調(diào)整優(yōu)化現(xiàn)有AGC考核、補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，使其更為公平公正。

第二階段：開展電力現(xiàn)貨市場試運(yùn)行前的調(diào)頻輔助服務(wù)市場建設(shè)，結(jié)合湖南實(shí)際情況，借鑒其他省份調(diào)頻輔助服務(wù)市場建設(shè)的經(jīng)驗，制定具有湖南特色的調(diào)頻輔助服務(wù)市場規(guī)則，并同步開展信息系統(tǒng)建設(shè)。

1）市場主體：結(jié)合湖南電網(wǎng)特點(diǎn)以及對調(diào)頻容量的實(shí)際需求，通過對調(diào)節(jié)速率K1、響應(yīng)時間K2、調(diào)節(jié)精度K3按不同權(quán)重比例計算出綜合調(diào)頻性能指標(biāo)K，將其作為調(diào)頻市場的準(zhǔn)入門檻。

2）交易組織：借鑒其他省份，采用日前報價、日內(nèi)統(tǒng)一出清的模式，以5min為一個計費(fèi)統(tǒng)計周期進(jìn)行市場競價。電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)通過對報價與歷史綜合調(diào)頻性能指標(biāo)歸一化值進(jìn)行處理后，進(jìn)行調(diào)用排序。這樣有利于調(diào)頻性能好的機(jī)組優(yōu)先中標(biāo)，激勵市場成員提升調(diào)頻服務(wù)質(zhì)量，符合經(jīng)濟(jì)學(xué)資源配置帕累托最優(yōu)原理。

3）補(bǔ)償方式：現(xiàn)貨市場啟動前，因參與調(diào)頻市場未影響月度發(fā)電量，建議采用單一調(diào)頻里程補(bǔ)償方式。補(bǔ)償費(fèi)用通過申報里程補(bǔ)償單價、實(shí)際調(diào)節(jié)里程、綜合調(diào)節(jié)性能指標(biāo)、調(diào)節(jié)系數(shù)M共同確定。市場初期通過設(shè)置調(diào)節(jié)系數(shù)M合理控制調(diào)頻輔助服務(wù)費(fèi)用規(guī)模，同時設(shè)置補(bǔ)償價格上下限，防止惡意市場行為。

第三階段：結(jié)合電力現(xiàn)貨市場建設(shè)，形成中長期市場＋現(xiàn)貨市場＋調(diào)頻市場的完整電力市場體系。

4 結(jié)束語

調(diào)頻輔助服務(wù)市場通過引入競爭，充分調(diào)動發(fā)電企業(yè)提供調(diào)頻輔助服務(wù)資源的積極性，形成適應(yīng)市場要求的價格發(fā)現(xiàn)機(jī)制，使市場在調(diào)頻資源的配置中起決定性作用，降低調(diào)頻服務(wù)的供應(yīng)成本，促進(jìn)清潔能源消納，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的資源優(yōu)化配置。

為進(jìn)一步深化電力體制改革，電力輔助服務(wù)市場化是必經(jīng)之路。湖南省目前已開展調(diào)峰輔助服務(wù)市場，調(diào)頻輔助服務(wù)市場的建立正在進(jìn)行。本文通過對正在實(shí)行的“兩個細(xì)則”存在的問題加以分析，借鑒其他省份調(diào)頻輔助服務(wù)市場規(guī)則，對湖南省調(diào)頻輔助服務(wù)市場的建立提供參考。