浙江跨地區(qū)發(fā)電權(quán)交易補(bǔ)償機(jī)制研究

董國(guó)姝（浙江樹(shù)人學(xué)院 浙江杭州 310015）

一、引言

浙江風(fēng)電場(chǎng)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展迅猛，作為清潔電力能源，風(fēng)電并網(wǎng)電量擴(kuò)大促進(jìn)全省電源結(jié)構(gòu)布局更加合理，為兌現(xiàn)節(jié)能減排的承諾提供有力保障。浙江本省海上風(fēng)能資源豐沛，但棄風(fēng)現(xiàn)象明顯，跨省跨區(qū)清潔能源消納下的風(fēng)電與火電發(fā)電權(quán)交易補(bǔ)償機(jī)制強(qiáng)化電網(wǎng)消納能力，能從本質(zhì)上解決棄風(fēng)限電現(xiàn)象。但在開(kāi)展發(fā)電權(quán)交易過(guò)程中存在諸多問(wèn)題，應(yīng)針對(duì)電力供應(yīng)鏈上各參與方方面存在的問(wèn)題剖析原因，通過(guò)建立補(bǔ)償機(jī)制整體設(shè)計(jì)方案解決問(wèn)題，促進(jìn)發(fā)電權(quán)交易市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大，進(jìn)而推動(dòng)清潔能源消納能力提升，以達(dá)成碳減排的目標(biāo)。

為了順利實(shí)現(xiàn)發(fā)電權(quán)補(bǔ)償交易，應(yīng)通過(guò)改善以下環(huán)節(jié)推進(jìn)清潔能源的跨區(qū)消納，比如優(yōu)化堅(jiān)強(qiáng)的電網(wǎng)網(wǎng)架和跨省跨區(qū)消納機(jī)制下發(fā)電權(quán)傳輸通道；按適當(dāng)比例配置多種能源實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定并網(wǎng)；需要有靈活的常規(guī)機(jī)組調(diào)節(jié)性能、先進(jìn)的新能源發(fā)電預(yù)測(cè)及調(diào)度運(yùn)行技術(shù)、體現(xiàn)網(wǎng)損變化量的補(bǔ)償機(jī)制提供保障；同時(shí)在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)合理電力定價(jià)機(jī)制。從長(zhǎng)期來(lái)看，發(fā)電側(cè)減排在增加各參與主體利益的同時(shí)，有利于促進(jìn)浙江能源經(jīng)濟(jì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。而浙江跨省區(qū)發(fā)電權(quán)交易補(bǔ)償?shù)臋C(jī)制設(shè)計(jì)是對(duì)發(fā)電側(cè)電源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過(guò)程，這個(gè)過(guò)程可以更好地規(guī)劃“節(jié)能減排”進(jìn)程，有利于高效實(shí)現(xiàn)碳中和碳達(dá)峰的目標(biāo)。

二、浙江跨省區(qū)發(fā)電權(quán)交易存在的問(wèn)題

（一）風(fēng)火打捆比例問(wèn)題研究。不同風(fēng)火打捆比例配置會(huì)影響火電機(jī)組和風(fēng)電機(jī)組的出力水平，也會(huì)影響各類機(jī)組的出力技術(shù)特性，加劇浙江跨省跨區(qū)發(fā)電權(quán)交易的價(jià)格產(chǎn)生波動(dòng)，而價(jià)格波動(dòng)既影響交易各參與方利益又是對(duì)各參與方進(jìn)行補(bǔ)償?shù)挠行Чぞ?，因而，需要?duì)電源配置比例進(jìn)行研究。通過(guò)測(cè)算隨著棄風(fēng)率的增加，火電機(jī)組出力水平升高，單位煤耗減小；當(dāng)風(fēng)電在系統(tǒng)中比例增大，單位煤耗呈現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)。當(dāng)風(fēng)電占總配置的三分之一、火電占總配置的三分之二時(shí)，電力系統(tǒng)的輸電通道使用效率達(dá)到最優(yōu)，然而當(dāng)配置比例隨著風(fēng)電占比逐漸增加，輸電通道使用效率則逐漸降低。

（二）浙江跨省跨區(qū)發(fā)電權(quán)交易的阻塞問(wèn)題。（1）基于電能交易的基態(tài)潮流。浙江跨省區(qū)的發(fā)電權(quán)交易一般發(fā)生在電能直接交易之后，交易應(yīng)基于電能直接交易所形成的基態(tài)潮流之上。因此，跨地區(qū)的發(fā)電權(quán)交易產(chǎn)生阻塞的機(jī)會(huì)大增。（2）需明確的購(gòu)售電匹配對(duì)。與單一買主的電能直接交易模式不同，這種交易需形成明確的交易主體的購(gòu)售電匹配對(duì)，明確相應(yīng)的潮流變化與結(jié)算關(guān)系。（3）阻塞管理更為復(fù)雜。交易需要調(diào)整每一個(gè)撮合交易形成的匹配對(duì)的電量，相比直接電能交易，其計(jì)算強(qiáng)度更大，所以阻塞管理過(guò)程更為復(fù)雜。（4）特殊的交易過(guò)程?；诎l(fā)電權(quán)交易的過(guò)程是一個(gè)基于負(fù)荷中心燃煤廠商報(bào)價(jià)、跨地區(qū)的清潔能源供給廠商增減出力的替代過(guò)程，這種過(guò)程不同于傳統(tǒng)的商業(yè)交易，包括交易標(biāo)的儲(chǔ)存的成本和風(fēng)險(xiǎn)極高、跨地區(qū)傳輸?shù)碾y度和成本極大等，因此這種特殊交易過(guò)程也是造成交易阻塞問(wèn)題的原因之一。

三、浙江跨省區(qū)輸電網(wǎng)損補(bǔ)償及發(fā)電權(quán)交易補(bǔ)償

（一）浙江跨省區(qū)輸電網(wǎng)損補(bǔ)償機(jī)制。發(fā)電權(quán)交易對(duì)送電通道和傳輸設(shè)備性能要求高，傳輸過(guò)程對(duì)整個(gè)送電系統(tǒng)的損耗巨大，因此非常有必要按照合理的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則界定網(wǎng)損責(zé)任，并按照一定經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電網(wǎng)公司進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償。對(duì)于各發(fā)電權(quán)交易承擔(dān)的補(bǔ)償網(wǎng)損電量，應(yīng)將各時(shí)段補(bǔ)償網(wǎng)損功率求和。網(wǎng)損補(bǔ)償對(duì)象有：區(qū)域公司收取區(qū)域內(nèi)500 kV電壓等級(jí)的補(bǔ)償網(wǎng)損；省網(wǎng)公司收取省內(nèi)220 kV及其以下電壓等級(jí)的補(bǔ)償網(wǎng)損。

（二）浙江跨省區(qū)發(fā)電權(quán)交易補(bǔ)償機(jī)制。綜合以上價(jià)格波動(dòng)、輸電通道阻塞、網(wǎng)損對(duì)交易各方利益和交易達(dá)成以及發(fā)電權(quán)交易市場(chǎng)規(guī)模的影響，為促進(jìn)清潔能源消納和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，激發(fā)送受端發(fā)電企業(yè)參與的積極性，浙江實(shí)施跨省跨區(qū)發(fā)電權(quán)交易過(guò)程需對(duì)送受端發(fā)電企業(yè)進(jìn)行補(bǔ)償和利益均衡分配。（1）對(duì)送端發(fā)電企業(yè)。通過(guò)增加發(fā)電量和提升結(jié)算電價(jià)兩種方式獲得相應(yīng)補(bǔ)償。將燃煤機(jī)組參與發(fā)電權(quán)交易電量的環(huán)保電價(jià)所得利潤(rùn)進(jìn)行再分配，其中一部分給送端發(fā)電企業(yè)。（2）對(duì)受端發(fā)電企業(yè)。主要分為兩方面考慮補(bǔ)償原則。從量補(bǔ)償：年前確權(quán)；年內(nèi)增權(quán)；年后獎(jiǎng)權(quán)。從價(jià)補(bǔ)償：計(jì)算實(shí)際與預(yù)算網(wǎng)損的差價(jià)，從差價(jià)中分配一半給予受端發(fā)電企業(yè)補(bǔ)償；燃煤機(jī)組火力發(fā)電也會(huì)參與發(fā)電權(quán)交易，按火力發(fā)電的環(huán)保電價(jià)產(chǎn)生的利潤(rùn)做二次分配，從二次分配的利潤(rùn)中抽取一部分給予送端發(fā)電企業(yè)作為補(bǔ)償。（3）對(duì)電網(wǎng)公司。對(duì)跨地區(qū)提供發(fā)電的輔助服務(wù)的范疇和要求進(jìn)行明確的界定，對(duì)于輔助服務(wù)項(xiàng)目產(chǎn)生的費(fèi)用劃分有兩種方式，可以歸口到電網(wǎng)購(gòu)電費(fèi)用中，或歸口到輸配電價(jià)中將其視作平衡電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的額外成本；對(duì)跨地區(qū)的輸電項(xiàng)目，應(yīng)有針對(duì)性地開(kāi)展成本監(jiān)測(cè)，對(duì)于輸電價(jià)格需要進(jìn)行復(fù)核，處于發(fā)電完全實(shí)習(xí)市場(chǎng)化定價(jià)的過(guò)渡階段，針對(duì)超發(fā)電計(jì)劃的額外部分，其相應(yīng)的送電輸電價(jià)格應(yīng)采取動(dòng)態(tài)定價(jià)方法及時(shí)調(diào)整。

四、浙江跨省區(qū)發(fā)電權(quán)交易補(bǔ)償?shù)膶?shí)施

（一）方案一，將用于發(fā)電的全新清潔能源與傳統(tǒng)能源進(jìn)行捆綁，通過(guò)數(shù)據(jù)采樣和建模尋找最優(yōu)的捆綁結(jié)構(gòu)進(jìn)行能源混合打捆、定制合適的比例共同用于發(fā)電。浙江省通常采用的直流外送發(fā)電中多為混合能源發(fā)電，所使用的風(fēng)力和火力發(fā)電捆綁的比例位于一定閾值內(nèi)，如果以風(fēng)電為基數(shù)1，混合的風(fēng)電在1.5倍到2.2倍之間。目前許多相關(guān)研究主要討論風(fēng)火打捆系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題，以及與這種混合能源發(fā)電輸電相關(guān)的一系列安全問(wèn)題。風(fēng)能發(fā)電傳統(tǒng)的電煤發(fā)電的合理配置，可以極大改善系統(tǒng)輸電通道的使用效率，降低通道的損耗，但是如果配置比例不當(dāng)，超出最優(yōu)比例一定程度后，不恰當(dāng)?shù)幕旌夏茉磁浔葧?huì)降低輸電通道利用率。

1.建立一套由風(fēng)力發(fā)電和火力發(fā)電按比例混合的發(fā)電輸電系統(tǒng)。系統(tǒng)通過(guò)數(shù)學(xué)模型加以刻畫，模型研究對(duì)象為發(fā)電機(jī)組，其優(yōu)化的目標(biāo)一部分是使發(fā)電機(jī)組的總運(yùn)行成本最小化，同時(shí)目標(biāo)函數(shù)還包括輸電功率，目標(biāo)的另一部分是實(shí)現(xiàn)輸電功率最大即為實(shí)現(xiàn)優(yōu)化目標(biāo)，混合能源輸電系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型存在一些約束條件，主要包括輸電功率的大小、各類型發(fā)電機(jī)組發(fā)電的最大值和最小值、發(fā)電機(jī)啟動(dòng)后爬坡速率等。結(jié)合系統(tǒng)約束嘗試將模型目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃，通過(guò)一些特殊的算法尋求混合電源發(fā)電輸電配置模型求解。計(jì)算分析的對(duì)象為系統(tǒng)運(yùn)行效果評(píng)價(jià)指標(biāo)，該類指標(biāo)對(duì)應(yīng)于各種風(fēng)火混合配比所采用的具體比例和棄風(fēng)率，同時(shí)考慮引入氮氧化物排放的價(jià)格，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化的方法來(lái)測(cè)度不同發(fā)電能源的比例對(duì)混合電力系統(tǒng)的單位發(fā)電成本的影響。

2.建立各個(gè)發(fā)電機(jī)組承擔(dān)適度的發(fā)電工作量模型。建模的前提需要了解每個(gè)機(jī)組進(jìn)行發(fā)電工作所需消耗的具體能源數(shù)量，再根據(jù)負(fù)荷曲線與機(jī)組發(fā)電出力受到的最小約束來(lái)共同確認(rèn)機(jī)組啟停狀態(tài)，在機(jī)組的耗能具體性質(zhì)以及啟停狀態(tài)確認(rèn)的基礎(chǔ)上，找到各個(gè)機(jī)組在用電高峰期或者低谷期的具體發(fā)電量模型。

（二）方案二，混合能源電力的輸出通道加以規(guī)劃以提升其傳輸性能。對(duì)于已經(jīng)制定的輸電計(jì)劃不能輕易改動(dòng)，以此計(jì)劃并且在電網(wǎng)可以正常安全運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下，根據(jù)發(fā)電權(quán)的買賣雙方特質(zhì)應(yīng)對(duì)電力輸送的線路的選擇進(jìn)行排序并定向通過(guò)調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化擇優(yōu)確定輸電的路徑，最小化電力供應(yīng)鏈上的輸電成本，實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)電力供應(yīng)鏈上各個(gè)節(jié)點(diǎn)企業(yè)利潤(rùn)提升，從而提高整條電力供應(yīng)鏈績(jī)效，在增加社會(huì)效用的同時(shí)擴(kuò)大同類交易的訂單量。（1）借鑒傳統(tǒng)輸電阻塞管理理念，引入并改進(jìn)一種新型金融性輸電權(quán)，創(chuàng)新該種產(chǎn)品的初衷是用來(lái)規(guī)避傳送時(shí)可能出現(xiàn)的阻塞風(fēng)險(xiǎn)，目前這種新產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于電力市場(chǎng)日常運(yùn)作。擬建立的優(yōu)化模型同樣需要引入一系列約束條件，借助一些概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的算法找到最優(yōu)網(wǎng)損。（2）建立一個(gè)該類交易相對(duì)應(yīng)的基金池。電網(wǎng)中參與該類交易開(kāi)展電力傳送的線路不會(huì)只有一支，全部參與的支路都需要授權(quán)才能進(jìn)入交易流程，由交易中心實(shí)現(xiàn)這種授權(quán)行為。交易買賣雙方首先需要通過(guò)支付對(duì)價(jià)拿到所需支路，獲得通過(guò)這段路徑傳送電力的權(quán)利，同時(shí)獲得與所拍得的路徑對(duì)應(yīng)的電力產(chǎn)品買賣與補(bǔ)償?shù)膬?yōu)先級(jí)。輸電權(quán)的銷售收入投放于基金池，基金資產(chǎn)的用途一部分用于支付補(bǔ)償費(fèi)用，另一部分作為后續(xù)的補(bǔ)償基金使用。

（三）方案三，設(shè)計(jì)網(wǎng)損補(bǔ)償機(jī)制。（1）制定電力供應(yīng)鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn)的補(bǔ)償方案。計(jì)算送電和受電節(jié)點(diǎn)企業(yè)標(biāo)桿電價(jià)價(jià)差和實(shí)際與計(jì)劃網(wǎng)損間的價(jià)差作為價(jià)格補(bǔ)償?shù)幕鶞?zhǔn)，如果核查受電節(jié)點(diǎn)參與該類交易后相應(yīng)權(quán)力是凈增加，則應(yīng)該對(duì)其增量的部分予以補(bǔ)償；電網(wǎng)企業(yè)與電力供應(yīng)鏈上游發(fā)電企業(yè)共同參與節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)降低碳排放、節(jié)約不可再生能源，實(shí)現(xiàn)效益的最大化；發(fā)電企業(yè)也可以考慮決策過(guò)程中引入對(duì)網(wǎng)損的補(bǔ)償機(jī)制，將運(yùn)營(yíng)策略優(yōu)化調(diào)整為鎖定最優(yōu)對(duì)手、確定最優(yōu)電力訂貨量，目標(biāo)函數(shù)為與交易相關(guān)的網(wǎng)損補(bǔ)償支付最小化，最終構(gòu)造出發(fā)電最有效的能源配比。（2）建立有關(guān)網(wǎng)損的目標(biāo)函數(shù)。網(wǎng)損是有功出力總和與負(fù)荷總和的差值。模型同樣需要一系列約束條件。系統(tǒng)中的每個(gè)可控發(fā)電機(jī)代表一個(gè)發(fā)電廠，為簡(jiǎn)化問(wèn)題設(shè)結(jié)算時(shí)間為1h。為了保證系統(tǒng)運(yùn)行安全通過(guò)負(fù)荷高峰點(diǎn)，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)負(fù)荷裕度設(shè)定一個(gè)閥值進(jìn)行約束。此外，節(jié)能環(huán)保一直備受關(guān)注，為提高電力系統(tǒng)的環(huán)保性，碳排放量約束也必不可少，因此引入碳排放額度Ce作為發(fā)電廠的碳排放約束值。

（四）方案四，兼顧各方的交易補(bǔ)償機(jī)制設(shè)計(jì)。（1）處于主導(dǎo)地位的風(fēng)電場(chǎng)會(huì)邀請(qǐng)一些有降低出力能力的火電機(jī)組，讓其通過(guò)線上交易平臺(tái)及時(shí)發(fā)布實(shí)時(shí)更新的商業(yè)信息，包括降低出力報(bào)價(jià)、降低出力大小、交易時(shí)段、交易意愿、交易電量、爬坡速度等；火電機(jī)組處于跟隨地位，其作為發(fā)電權(quán)的賣出一方，其獲取額外收益的方式是減少自身機(jī)組出力。電網(wǎng)通過(guò)在線交易平臺(tái)提供實(shí)時(shí)負(fù)荷預(yù)測(cè)信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)電消納能力、電價(jià)預(yù)測(cè)等信息。但因風(fēng)電預(yù)測(cè)偏差，風(fēng)電機(jī)組未能全部或者超額完成火電機(jī)組轉(zhuǎn)讓份額，由此產(chǎn)生的不平衡功率和相應(yīng)的不平衡費(fèi)用。風(fēng)電場(chǎng)對(duì)風(fēng)速進(jìn)行每半個(gè)小時(shí)滾動(dòng)式預(yù)測(cè)，獲得預(yù)測(cè)出力，并根據(jù)電網(wǎng)接納風(fēng)電出力信息，在下一個(gè)半小時(shí)交易時(shí)段申報(bào)發(fā)電權(quán)交易受讓方相關(guān)信息。（2）火電機(jī)組決策過(guò)程。從云端系統(tǒng)接收調(diào)度公布的下一個(gè)時(shí)段機(jī)組發(fā)電計(jì)劃，并核實(shí)企業(yè)自有的發(fā)電機(jī)組能夠出力的極限，以該極限為基準(zhǔn)來(lái)發(fā)布權(quán)力賣方的相關(guān)信息。采用雙方報(bào)價(jià)的均值作為交易雙方結(jié)算電價(jià)，確定交易后的交易信息從云端系統(tǒng)反饋給調(diào)度，以便修改下一個(gè)時(shí)段機(jī)組的出力水平。此外，建議后續(xù)政策有利于完善各地區(qū)上網(wǎng)電價(jià)的區(qū)間，對(duì)交易設(shè)定定向的輸電費(fèi)用和網(wǎng)損率，從而鼓勵(lì)清潔能源消納，并結(jié)合配額制考核，提升新能源發(fā)電量總額，促進(jìn)發(fā)電權(quán)交易規(guī)模擴(kuò)張。

（五）方案五，擴(kuò)大發(fā)電權(quán)交易主體范圍，搭建多元化市場(chǎng)架構(gòu)。（1）擴(kuò)大參與主體的范圍，增加市場(chǎng)交易體量?？蓪⒆詡潆姀S作為交易主體納入到跨地區(qū)輸送的體系中，但是要區(qū)分受控煤和污染控制所產(chǎn)生的壓量、關(guān)停電量與公用電廠的合同電量之間的差異，科學(xué)統(tǒng)籌其在交易過(guò)程中的相關(guān)權(quán)利與義務(wù)。政府相關(guān)監(jiān)管部門還應(yīng)開(kāi)展和強(qiáng)化合同電量交易規(guī)則的研究，從而激活市場(chǎng)人氣，吸引更多企業(yè)參與方加入交易過(guò)程。（2）多元化市場(chǎng)交易模式。更加市場(chǎng)化的交易模式才能吸引更多送受端發(fā)電主體積極參與，才能促進(jìn)跨省跨區(qū)發(fā)電權(quán)交易在不同發(fā)電集團(tuán)的企業(yè)之間展開(kāi)，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)形成市場(chǎng)，發(fā)揮市場(chǎng)優(yōu)化資源配置的作用。

五、結(jié)論

首先，發(fā)電權(quán)交易補(bǔ)償?shù)膬?yōu)化機(jī)制設(shè)計(jì)中考慮作為送電端的發(fā)電側(cè)來(lái)講，能夠降低清潔能源出力不確定性及發(fā)電權(quán)交易違約風(fēng)險(xiǎn)，改善浙江現(xiàn)有棄風(fēng)棄光不利于發(fā)電權(quán)交易開(kāi)展的考核機(jī)制，明確區(qū)分跨省跨區(qū)發(fā)電權(quán)交易與直接交易，調(diào)整送端省份“保底”電價(jià)不經(jīng)濟(jì)模式。其次，對(duì)作為通道端的電網(wǎng)來(lái)講，該設(shè)計(jì)能降低電網(wǎng)調(diào)度難度，協(xié)調(diào)發(fā)電權(quán)交易與電能實(shí)際交割時(shí)間上的不匹配，有效利用輸電網(wǎng)資源，調(diào)整輸電網(wǎng)負(fù)載率空間分布失衡，充分考慮輸電調(diào)度與受端用電特性存在矛盾的問(wèn)題，優(yōu)化輸電通道使之運(yùn)行更加順暢。再次，對(duì)作為受電端的落地側(cè)電網(wǎng)企業(yè)或售電公司來(lái)講，允許電力跨區(qū)消納的發(fā)電權(quán)交易可優(yōu)化發(fā)電小時(shí)數(shù)，保障受端電場(chǎng)盈利水平和發(fā)電權(quán)交易的順利開(kāi)展，改善發(fā)電集團(tuán)對(duì)于下屬發(fā)電廠的考核指標(biāo)，使考核體制更利于發(fā)電權(quán)交易的開(kāi)展，吸引更多企業(yè)參與交易，促進(jìn)發(fā)電權(quán)交易規(guī)模擴(kuò)大。最后，本文的補(bǔ)償機(jī)制還考慮了定價(jià)及阻塞問(wèn)題，項(xiàng)目合理確定交易各方補(bǔ)償價(jià)格尤其是對(duì)受端電網(wǎng)的補(bǔ)償，設(shè)定輸電優(yōu)先級(jí)，確定輸電分時(shí)最優(yōu)電價(jià)。對(duì)于送端省份仍有“保底電價(jià)”的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)合理的網(wǎng)損補(bǔ)償和交易補(bǔ)償機(jī)制，兼顧參與發(fā)電權(quán)交易各參與方利益。