全國統(tǒng)一電力市場環(huán)境下的電力輔助服務(wù)市場體系設(shè)計

孫大雁，史新紅，馮樹海，徐立中，楊爭林，楊春祥

（1.國家電網(wǎng)有限公司國家電力調(diào)度控制中心,北京市100031；2.中國電力科學(xué)研究院有限公司（南京）,江蘇省南京市210003）

0 引言

推動能源轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)“碳達(dá)峰·碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)的重要路徑,高比例新能源的間歇性、波動性、隨機性對電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力提出更高的要求,通過市場化手段充分激勵市場主體提供輔助服務(wù)的重要性更加凸顯?？紤]到輔助服務(wù)與電能量緊密的耦合關(guān)系,需要設(shè)計建立與全國統(tǒng)一電力市場、多層級調(diào)度體系高效銜接的輔助服務(wù)市場。

在中共中央關(guān)于建設(shè)全國統(tǒng)一大市場的指引下,考慮中國資源負(fù)荷逆向分布以及清潔能源快速發(fā)展的基本特點,中國新一輪電力市場改革圍繞“在全國范圍內(nèi)逐步形成競爭充分、開放有序、健康發(fā)展的市場體系開展建設(shè)”的目標(biāo)展開。健全多層次統(tǒng)一電力市場體系是進一步深化電力市場化改革的重要任務(wù)［1］。中國電力現(xiàn)貨市場已圍繞以省間、省/區(qū)域市場“統(tǒng)一市場、協(xié)同運行”起步,逐步向省間、省/區(qū)域市場融合方向發(fā)展［2］。中國關(guān)于全國電力市場體系的總體目標(biāo)為:到2025 年,全國統(tǒng)一電力市場體系初步建成；到2030 年,全國統(tǒng)一電力市場體系基本建成［3］。建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系,是中國實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路,是助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要舉措,建立全國統(tǒng)一電力市場已明確成為中國電力市場的發(fā)展目標(biāo)。

隨著兩批試點省的省級電力現(xiàn)貨市場、省間現(xiàn)貨市場陸續(xù)啟動試運行,中國基本建成多層級統(tǒng)一市場的基本架構(gòu),省間現(xiàn)貨市場側(cè)重省間余缺互濟、省內(nèi)現(xiàn)貨市場定位保障電力供需平衡,在全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)方面取得了初步成效。在全國統(tǒng)一市場體系建設(shè)的相關(guān)原理及建設(shè)思路的研究探索方面,文獻(xiàn)［4-6］針對中國特色、全國統(tǒng)一的電力市場關(guān)鍵問題開展了系列研究,分析了歐洲、美國電力市場對全國統(tǒng)一電力市場的啟示,提出了推進省間電力市場建設(shè)的主要途徑與方法,設(shè)計了省間交易品種,研究了省間省內(nèi)市場協(xié)調(diào)運行的耦合出清的關(guān)鍵技術(shù)。文獻(xiàn)［7］在中國已有電力市場建設(shè)基礎(chǔ)上,結(jié)合國內(nèi)外成熟經(jīng)驗,對于建設(shè)中國特色的電力市場頂層設(shè)計以及存在的問題提出了相關(guān)建議。文獻(xiàn)［8］分析了“雙碳”目標(biāo)下,全國統(tǒng)一電力市場的層級市場協(xié)作、交直流混聯(lián)電網(wǎng)下的市場出清機制、碳市場與統(tǒng)一市場的互動影響等關(guān)鍵問題。文獻(xiàn)［9］提出了未來區(qū)域電網(wǎng)省間、省內(nèi)兩級電力市場協(xié)調(diào)運行中的關(guān)鍵問題及解決措施,探索建立了以最大化消納新能源為目標(biāo)的市場間優(yōu)化協(xié)調(diào)機制。

綜上所述,中國多層級電力市場體系設(shè)計及建設(shè)重點圍繞電能商品品種展開。然而,輔助服務(wù)商品是保障電力系統(tǒng)安全的重要品種,如何在全國統(tǒng)一市場的框架下,配置各層級市場的輔助服務(wù)品種,如何設(shè)計輔助服務(wù)與各層級電能市場的有效順暢銜接機制,也是建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場必須要解決的重要問題。

在輔助服務(wù)市場設(shè)計及實踐方面,中國初步建設(shè)形成了省級輔助服務(wù)市場以及區(qū)域輔助服務(wù)市場。區(qū)域輔助服務(wù)市場以調(diào)峰和備用輔助服務(wù)品種為主［10-14］；省級輔助服務(wù)市場以調(diào)峰輔助服務(wù)為主,其中,第1 批、第2 批現(xiàn)貨試點省份在現(xiàn)貨市場運行期間,取消調(diào)峰輔助服務(wù)市場,且大部分現(xiàn)貨試點省份開展了調(diào)頻輔助服務(wù)市場［15］。中國南方五省區(qū)在廣東現(xiàn)貨市場建設(shè)經(jīng)驗基礎(chǔ)上,探索開展了區(qū)域性質(zhì)的調(diào)頻資源集中競爭交易機制,建立了電力輔助服務(wù)分擔(dān)共享新機制［16-18］。

歐盟統(tǒng)一電力市場也在積極探索更大范圍的輔助服務(wù)市場［19-23］。由于輔助服務(wù)及實時平衡市場與各國電力系統(tǒng)運行方式緊密結(jié)合,長期以來歐洲各國的輔助服務(wù)市場與實時平衡市場均由各國輸電系統(tǒng)運營商（TSO）自行組織。近年來,隨著歐洲統(tǒng)一電力市場建設(shè)的推進,在歐洲互聯(lián)電網(wǎng)（ENTSOE）協(xié)調(diào)組織下,各國正積極探索建立跨國平衡和輔助服務(wù)采購機制,目前共有7 個試點項目,試點內(nèi)容主要包括跨國平衡和調(diào)頻備用共享［24］。

目前,中國就輔助服務(wù)市場已開展了一定的探索和實踐。下一步,需要依據(jù)中國國情、網(wǎng)情以及電力市場建設(shè)進程,從全國輔助服務(wù)市場體系視角開展頂層設(shè)計,以進一步規(guī)范化輔助服務(wù)市場品種,厘清區(qū)域及省級輔助服務(wù)市場交易品種和功能定位,做好各級各交易品種銜接,確保市場有序運轉(zhuǎn),發(fā)揮全國統(tǒng)一電力市場的整體效用。

1 中國輔助服務(wù)市場現(xiàn)狀

1.1 中國輔助服務(wù)市場總體情況

1.1.1 省級輔助服務(wù)市場

1）省級調(diào)峰市場

調(diào)峰是指為跟蹤系統(tǒng)負(fù)荷的峰谷變化及可再生能源出力變化,并網(wǎng)主體根據(jù)調(diào)度指令進行的發(fā)用電功率調(diào)整或設(shè)備啟停所提供的服務(wù)。在中國大多數(shù)地區(qū)的電廠入網(wǎng)協(xié)議和輔助服務(wù)管理細(xì)則中,一般都對發(fā)電企業(yè)應(yīng)該承擔(dān)的輔助服務(wù)進行了規(guī)定,并區(qū)分了“基本輔助服務(wù)”和“有償輔助服務(wù)”。當(dāng)前,中國絕大部分省級調(diào)峰市場針對有償調(diào)峰,即深調(diào)峰和啟停調(diào)峰開展交易。深調(diào)峰一般是指系統(tǒng)負(fù)備用不足時,低于有償調(diào)峰基準(zhǔn)的范圍調(diào)減出力（向下調(diào)節(jié)）而提供的調(diào)峰服務(wù)；啟停調(diào)峰是指通過啟停發(fā)電機組提供的調(diào)峰服務(wù)。關(guān)于無償調(diào)峰與有償調(diào)峰的劃分,主要考慮機組出力的常規(guī)上下調(diào)節(jié)對燃料消耗、設(shè)備損耗的影響相對較小,但當(dāng)機組出力下調(diào)至一定負(fù)荷率之下時,機組需要投油助燃、增加煤耗,同時設(shè)備損耗及安全風(fēng)險增加,需要將這部分深調(diào)峰能力列為有償調(diào)峰。

省級調(diào)峰市場是中國未開展電力現(xiàn)貨市場階段的一種特有的市場機制,是當(dāng)前中國最廣泛的一種市場化輔助服務(wù)品種。調(diào)峰補償機制或調(diào)峰市場的建設(shè)最初源于“公開、公平、公正”調(diào)度模式下的調(diào)頻之外的負(fù)荷跟隨,特別是解決因全額消納新能源等原因而導(dǎo)致的峰谷差距過大的調(diào)峰難題。計劃模式下,機組的啟停和出力安排需要考慮在不同機組之間保持相同的基數(shù)電執(zhí)行進度,相比于現(xiàn)貨市場,在等進度條件下進行機組組合無法完全發(fā)揮系統(tǒng)內(nèi)機組啟停和出力調(diào)節(jié)的靈活性,在有些情況下需要額外的深調(diào)峰能力來實現(xiàn)發(fā)用電平衡?！肮_、公平、公正”調(diào)度模式下,不同機組享有同樣的發(fā)電權(quán)利,同時也承擔(dān)同樣的調(diào)峰義務(wù),但調(diào)峰的調(diào)用無法完全一致,為了體現(xiàn)多勞多得,激勵機組承擔(dān)調(diào)峰義務(wù),調(diào)峰輔助服務(wù)從完全無償提供機制改革為部分有償提供機制。在全面取消工商業(yè)目錄電價之后,基數(shù)電也基本取消,在未開展現(xiàn)貨市場的地區(qū),依據(jù)市場化合約電力進行調(diào)度計劃安排,該模式下的機組組合和出力調(diào)節(jié)的調(diào)峰潛力也沒有完全發(fā)揮,且中長期電能市場雖約定了市場成員的發(fā)電義務(wù),但仍然需要調(diào)峰市場來約定市場成員的調(diào)峰義務(wù),進行調(diào)峰激勵,以實現(xiàn)臨近實時尺度的負(fù)荷跟隨。在現(xiàn)貨市場開展之后,現(xiàn)貨市場出清的全電量機組組合及經(jīng)濟調(diào)度作為調(diào)度計劃的依據(jù),該機制能夠最大化發(fā)揮基于啟停和出力調(diào)整的調(diào)峰能力,并且現(xiàn)貨市場分時電價也對市場成員的調(diào)峰行為起到了良好的激勵作用。因此,現(xiàn)貨市場與調(diào)峰市場的功能重合,在現(xiàn)貨市場開展之后,需要將調(diào)峰市場與現(xiàn)貨市場進行融合。

當(dāng)前,省級調(diào)峰市場的典型市場機制為:省級電網(wǎng)確定調(diào)峰需求,省內(nèi)具有調(diào)峰能力的市場主體申報出力下調(diào)的電力及電價,按照申報價格進行排序,直至滿足調(diào)峰需求。這種交易形式下又可分為兩種典型定價機制:一是按報價定價,主要應(yīng)用在華東四省、湖北、湖南的省級調(diào)峰市場以及重慶的啟停調(diào)峰市場；二是邊際定價,應(yīng)用于以上省市之外的省級調(diào)峰市場。此外,京津唐、河北南網(wǎng)調(diào)峰市場相對特殊,其市場品種是向上、向下的調(diào)峰,即參與申報主體負(fù)荷率的調(diào)增、調(diào)減以及調(diào)停都算調(diào)峰,以最小調(diào)節(jié)費用為目標(biāo),調(diào)用調(diào)增或調(diào)減的資源滿足下一時段的負(fù)荷變化,該類調(diào)峰市場類似歐洲分散市場模式的平衡市場出清。

當(dāng)前,中國省級調(diào)峰市場為電網(wǎng)公司統(tǒng)一采購,相關(guān)費用進一步向省內(nèi)的發(fā)電企業(yè)分?jǐn)偸杖?。省級調(diào)峰市場的賣方主體為調(diào)峰資源富余省的符合相關(guān)電壓等級要求、容量要求等的發(fā)電企業(yè)、儲能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等新型靈活調(diào)節(jié)資源。

2）省級備用市場

備用是指為保證電力系統(tǒng)可靠供電,在調(diào)度需求指令下,并網(wǎng)主體通過預(yù)留調(diào)節(jié)能力,并在規(guī)定的時間內(nèi)響應(yīng)調(diào)度指令所提供的服務(wù)。備用是一種“備而不用”的有功電力,并且備用和電能存在緊密耦合關(guān)系,發(fā)電機提供了備用,就只能在剩余容量內(nèi)提供電能,或者說機組因提供備用可能會導(dǎo)致電能中標(biāo)量減少,因而備用的預(yù)留會產(chǎn)生機會成本。浙江、蒙西、上海、山西等現(xiàn)貨試點省份在市場建設(shè)方案中設(shè)計了省級備用輔助服務(wù)市場,并形成了電能與輔助服務(wù)聯(lián)合出清、電能與輔助服務(wù)獨立出清兩種典型的市場機制。浙江、上海等備用輔助服務(wù)市場為聯(lián)合出清機制,能夠計及機會成本、實現(xiàn)電能與輔助服務(wù)的整體成本最低,其中,浙江備用劃分為日前30 min 備用、實時10 min 備用兩種系統(tǒng)正備用品種；上海備用是指實時10 min 備用。蒙西、山西為獨立出清機制,其中,蒙西備用品種為系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用,包括日前備用預(yù)出清及日內(nèi)備用正式出清；山西備用為日前15 min 系統(tǒng)正備用,其出清與日前現(xiàn)貨市場、調(diào)頻市場執(zhí)行順序組織、依次出清、分別定價、各自結(jié)算的銜接方式,備用定價未計及機會成本,但日前市場與備用市場以松耦合的形式銜接,以電能量市場和備用市場的總費用最低為目標(biāo),在滿足電網(wǎng)安全最小備用容量等約束條件的基礎(chǔ)上確定機組組合。此外,湖南省備用市場品種特指祁韶直流轉(zhuǎn)送其他省電量時,湖南省內(nèi)機組提供的旋轉(zhuǎn)備用服務(wù),并非常規(guī)含義的省級備用品種。

3）省級調(diào)頻市場

目前,絕大部分省級現(xiàn)貨市場試點省份開展了省級調(diào)頻市場。各地對調(diào)頻的定義基本一致,均指二次調(diào)頻,通過自動發(fā)電控制（automatic generation control,AGC）功能在規(guī)定的出力調(diào)整范圍內(nèi)跟蹤電力調(diào)度指令,按照一定調(diào)節(jié)速率實時調(diào)整發(fā)電出力,以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制要求的服務(wù)。

與備用類似,調(diào)頻與電能市場也存在緊密耦合關(guān)系。當(dāng)前,中國省級調(diào)頻市場出清有兩種典型的出清方式:（1）電能與調(diào)頻市場聯(lián)合出清,以調(diào)頻容量價格和里程價格、調(diào)頻性能等因素綜合排序出清,目前浙江按照該方式組織市場；（2）電能與調(diào)頻市場獨立出清,以單一里程價格、調(diào)頻性能等因素排序出清,按照先電力現(xiàn)貨市場、后調(diào)頻市場的出清順序次序出清,目前山西、山東、江蘇、福建、甘肅、四川、安徽、湖北、河南、蒙西按照該方式組織市場。

省級調(diào)頻市場基本將省級電網(wǎng)作為統(tǒng)一采購方,調(diào)頻市場費用進一步向省內(nèi)主體分?jǐn)?分?jǐn)偡绞街饕獮橄虬l(fā)電側(cè)分?jǐn)偦蛘呦虬l(fā)用電雙側(cè)分?jǐn)?。賣方主體為滿足一定AGC 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)電機組,部分省份還探索引入了儲能、獨立輔助服務(wù)供應(yīng)商、綜合能源服務(wù)商等參與調(diào)頻市場。

省級調(diào)頻市場按照調(diào)頻市場出清價格結(jié)算里程費用,浙江、福建、蒙西也對調(diào)頻容量支付費用,其中,浙江按照調(diào)頻容量出清價格結(jié)算調(diào)頻容量費用,福建、蒙西按照固定費率結(jié)算調(diào)頻容量費用。

中國省級輔助服務(wù)市場在市場品種含義、出清定價機制等方面存在的主要區(qū)別如表1 所示。

表1 省級輔助服務(wù)市場主要區(qū)別概覽Table 1 Overview of main differences in provincial auxiliary service market

1.1.2 區(qū)域市場機制

1）區(qū)域調(diào)峰市場

中國區(qū)域調(diào)峰市場一般是針對區(qū)域內(nèi)部省份因負(fù)備用不足、有向下調(diào)峰需求而需要從其他省份購買的情況而設(shè)立。目前,調(diào)峰市場品種含義均為向下調(diào)峰,部分區(qū)域品種僅包括深調(diào)峰,其中,向下調(diào)峰是指通過機組調(diào)減出力、儲能充電等形式以實現(xiàn)對負(fù)荷及新能源變化的跟蹤。

當(dāng)前,各區(qū)域調(diào)峰市場交易本質(zhì)為賣方省從買方省購入電能量的交易,通過改變聯(lián)絡(luò)線計劃來實現(xiàn),交易機制以集中競價、邊際出清為主。調(diào)峰市場在交易機制上主要劃分為兩類:

第1 類:賣方省發(fā)電機組與買方省發(fā)電機組的發(fā)電權(quán)置換交易。賣方機組的申報電力-價格曲線是單調(diào)遞減的,賣方省機組的中標(biāo)電力由買方省機組代發(fā),相當(dāng)于賣方省內(nèi)中標(biāo)機組與買方省負(fù)荷低谷時多余的發(fā)電能力的置換交易,實現(xiàn)買方省向賣方省輸送電力,以幫助買方省緩解負(fù)備用問題。該機制下,賣方支付費用、買方獲得費用,目前華東、華中區(qū)域?qū)儆谠擃悪C制。

第2 類:賣方省發(fā)電機組對下調(diào)能力進行競價。賣方機組的申報電力-價格曲線是單調(diào)遞增的,賣方機組通過下調(diào)發(fā)電電力,實現(xiàn)買方省向賣方省輸送電力,以幫助買方省緩解負(fù)備用問題。該機制下,買方支付費用、賣方獲得費用,目前華北、東北、西北、西南區(qū)域?qū)儆谠擃悪C制。

中國大部分區(qū)域調(diào)峰市場的買方為具有調(diào)峰需求的省級電網(wǎng),這些省級電網(wǎng)負(fù)責(zé)申報區(qū)域調(diào)峰市場的調(diào)峰需求曲線,買方省份的區(qū)域調(diào)峰市場費用進一步向省內(nèi)的發(fā)電企業(yè)分?jǐn)偸杖』蛑Ц?。區(qū)域調(diào)峰市場的賣方主體為調(diào)峰資源富余省、符合相關(guān)電壓等級要求等的發(fā)電企業(yè),以及儲能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷等新型靈活調(diào)節(jié)資源。

2）區(qū)域備用市場

當(dāng)前,中國區(qū)域備用市場對備用品種的定義差異較大。第1 類:建設(shè)目的是解決區(qū)域省內(nèi)的正備用不足問題,但其交易標(biāo)的物本質(zhì)是跨省區(qū)電力,并非備而不用的容量,如華東、西北區(qū)域備用市場,備用買方省通過購買賣方省的電力,使本省的正備用滿足需求,并通過更改聯(lián)絡(luò)線計劃執(zhí)行交易結(jié)果。第2 類:交易標(biāo)的物是備而不用的容量,如華中區(qū)域的跨省備用預(yù)留品種、南方區(qū)域備用市場,通過集中競價,跨省購買備用容量,并且在聯(lián)絡(luò)線上預(yù)留相應(yīng)空間。第3 類:備用品種類似于火電廠之間的備用能力買賣,是中國東北區(qū)域特有的品種,通過集中競價,最大發(fā)電能力負(fù)荷率高于基準(zhǔn)負(fù)荷率的火電廠將高出部分全部或部分售出,最大發(fā)電能力負(fù)荷率低于基準(zhǔn)負(fù)荷率的火電廠需要集中購買缺額部分,直至所有買方電廠的備用缺額電量全部成交。另外,除了西北區(qū)域備用市場包含了正備用、負(fù)備用兩個方向的品種之外,其余區(qū)域備用市場均只針對正備用品種。

備用品種的差異主要源于各個市場建設(shè)之初所處的市場發(fā)展階段不同、電能市場的設(shè)計不同等因素。東北區(qū)域備用市場于2019 年開始建立,是中國最早開始探索的區(qū)域備用市場,其設(shè)計延續(xù)了“兩個細(xì)則”的發(fā)電側(cè)零和博弈思路,并且考慮到了“備而不用”的品種屬性,將發(fā)電能力作為標(biāo)的物,其市場機制適應(yīng)了當(dāng)時計劃電未全部放開的政策環(huán)境,對于激勵發(fā)電企業(yè)尖峰旋轉(zhuǎn)備用能力提升也起到了良好作用。華東和西北區(qū)域備用市場在2021、2022 年左右建立,雖然是為了解決備用互濟問題而建立的,但本質(zhì)是跨省電能量交易,其備用品種并非常規(guī)含義的備用,這與中國的調(diào)度安全權(quán)責(zé)劃分和調(diào)度習(xí)慣有一定關(guān)系,區(qū)域?qū)Ω魇〉膫溆昧羧∪萘窟M行了要求,各省需要在保證本省備用預(yù)留達(dá)到要求的基礎(chǔ)上,再考慮通過跨省交易采購或賣出電力來保證發(fā)用電平衡。南方區(qū)域備用市場于2022、2023 年設(shè)計建立,其設(shè)計之時以廣東起步的南方區(qū)域現(xiàn)貨市場已經(jīng)開展了建設(shè),因而其設(shè)計與華東、西北區(qū)域等的視角不同,是基于區(qū)域市場的整體視角開展的。南方區(qū)域備用市場品種的定義與電能的界限更為清晰,也更適合與區(qū)域現(xiàn)貨市場進行銜接。為了平穩(wěn)起步,在市場建設(shè)初期采取了分層級的備用出清:省（區(qū)）內(nèi)備用容量優(yōu)先滿足?。▍^(qū)）內(nèi)需求,富余容量參與跨省備用市場交易；遠(yuǎn)期將考慮區(qū)域內(nèi)協(xié)同出清的市場模式。

3）區(qū)域調(diào)頻市場

南方區(qū)域探索建立了區(qū)域調(diào)頻輔助服務(wù)市場,采用日前集中競價和預(yù)安排、日內(nèi)統(tǒng)一出清的模式組織調(diào)頻輔助服務(wù)交易,各省按照統(tǒng)一規(guī)則集中申報、協(xié)同出清,以實現(xiàn)調(diào)頻輔助服務(wù)資源在南方區(qū)域的大范圍優(yōu)化配置。南方區(qū)域調(diào)頻市場與南方現(xiàn)貨市場采用分步出清的方式實現(xiàn)銜接。

中國區(qū)域級輔助服務(wù)市場在市場品種含義、出清定價機制等方面存在的主要區(qū)別如表2 所示。

表2 區(qū)域輔助服務(wù)市場主要區(qū)別概覽Table 2 Overview of main differences in regional auxiliary service market

1.2 全國統(tǒng)一電力市場視角下中國輔助服務(wù)市場存在的不足

1.2.1 各地輔助服務(wù)品種涵義差異較大

當(dāng)前,中國不同地區(qū)之間對同一種輔助服務(wù)品種的定義差異較大,導(dǎo)致同一名稱的輔助服務(wù)在中國不同地區(qū)具有不同含義,各地輔助服務(wù)交易品種的不統(tǒng)一和不規(guī)范不利于中國輔助服務(wù)市場統(tǒng)一體系的建設(shè),增加了層級市場間銜接的難度,也不利于未來輔助服務(wù)資源在更大范圍內(nèi)的共享互濟。同時,存在根據(jù)同一種輔助服務(wù)的不同提供主體而設(shè)置不同品種的情況。例如,部分省級調(diào)峰市場,針對可調(diào)節(jié)負(fù)荷、儲能、蓄熱式電鍋爐等市場主體分別設(shè)置了獨立的調(diào)峰市場品種,這將導(dǎo)致輔助服務(wù)品種繁多、不同主體之間競爭不充分、輔助服務(wù)同質(zhì)不同價等問題。

1.2.2 調(diào)峰輔助服務(wù)與現(xiàn)貨市場存在功能重疊

從遠(yuǎn)期來看,調(diào)峰輔助服務(wù)與現(xiàn)貨市場存在功能重疊的問題。當(dāng)前的省級和區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)本質(zhì)上是電能量現(xiàn)貨交易,是現(xiàn)貨市場運行前的過渡或替代,隨著現(xiàn)貨市場逐步開展,需要逐步將調(diào)峰市場與現(xiàn)貨市場進行融合。

1.2.3 已建成的市場化輔助服務(wù)品種相對單一

一方面,非現(xiàn)貨試點省份深調(diào)峰之外的大部分輔助服務(wù)品種仍通過“兩個細(xì)則”進行補償,固定費率補償難以反映市場供需變化,難以反映高比例可再生能源滲透下的輔助服務(wù)成本,不能充分激勵靈活性資源的積極性。另一方面,現(xiàn)貨試點省份備用市場建設(shè)尚處于起步階段,僅在個別試點省份開展實踐,調(diào)頻市場也尚未全面覆蓋。另外,新型輔助服務(wù)品種尚未建立,目前僅有一個省份建立了黑啟動輔助服務(wù)的市場化機制,靈活爬坡、無功服務(wù)等品種暫未開展相關(guān)市場化探索。

1.2.4 輔助服務(wù)費用向用戶側(cè)疏導(dǎo)的機制有待完善

為保證電能質(zhì)量和可靠供電,電能供應(yīng)離不開輔助服務(wù),電能的終端消費者實質(zhì)上需要為包含輔助服務(wù)產(chǎn)品在內(nèi)的整個商品買單。依照“兩個細(xì)則”,輔助服務(wù)費用雖然是在發(fā)電側(cè)內(nèi)部流轉(zhuǎn),但最終還是通過標(biāo)桿電價或者基準(zhǔn)價間接由用戶側(cè)承擔(dān)。隨著價格體系的改革,顯性地將輔助服務(wù)費用向用戶側(cè)傳導(dǎo),能夠使得市場和價格信號更加簡潔化、清晰化。同時,隨著新能源比例的逐漸提高,系統(tǒng)將引入更多的靈活性資源,比如儲能、需求側(cè)響應(yīng)等。這些主體不屬于發(fā)電側(cè)市場成員,不具備從發(fā)電側(cè)輔助服務(wù)總盤子中獲得補償?shù)膬?nèi)在邏輯。因此,將輔助服務(wù)費用向用戶側(cè)疏導(dǎo),也是新型靈活性資源參與輔助服務(wù)市場的重要前提。

當(dāng)前,中國大部分輔助服務(wù)市場的費用仍在發(fā)電側(cè)分?jǐn)偱c分享,中國輔助服務(wù)正在經(jīng)歷定價與費用分?jǐn)倷C制從計劃到市場的轉(zhuǎn)型。同時,多種因素使得價格傳導(dǎo)機制不順暢,制約了輔助服務(wù)成本向用戶傳導(dǎo)的實施,無法完全、有效地遵循輔助服務(wù)“誰受益、誰承擔(dān)”的原則。

1.2.5 靈活性資源參與輔助服務(wù)尚不充分

當(dāng)前,大部分省份針對可調(diào)節(jié)負(fù)荷、儲能、虛擬電廠、負(fù)荷聚合商、非統(tǒng)調(diào)電源等新型市場主體參與調(diào)峰輔助服務(wù)開展了初步探索,制定了相應(yīng)的規(guī)則,取得了一定的效果。但是,仍存在以下問題:一方面,大部分省份在市場機制設(shè)計中分別針對各個主體設(shè)立相應(yīng)的市場品種,未能實現(xiàn)靈活性資源與常規(guī)調(diào)節(jié)資源同臺競價的有效機制；另一方面,靈活性資源參與輔助服務(wù)的市場品種以非現(xiàn)貨試點省級調(diào)峰市場為主,靈活性資源參與調(diào)頻、備用輔助服務(wù)市場的實踐較少?？紤]到未來新型電力系統(tǒng)的建設(shè)、現(xiàn)貨市場的發(fā)展以及靈活性調(diào)節(jié)資源的增長,有必要積極深化探索新型靈活調(diào)節(jié)資源參與調(diào)頻、備用等輔助服務(wù)市場的有效機制。

2 全國輔助服務(wù)市場體系設(shè)計的基本原則及關(guān)鍵維度

輔助服務(wù)市場的發(fā)展建設(shè)與電能量市場的發(fā)展建設(shè)是相輔相成、緊密相關(guān)的,輔助服務(wù)體系建設(shè)需要協(xié)同考慮電能量市場各個階段的建設(shè)規(guī)劃目標(biāo)和市場形態(tài)。中國電能量市場建設(shè)尚不成熟,輔助服務(wù)建設(shè)需要遵循循序漸進、協(xié)同統(tǒng)籌的基本原則,結(jié)合當(dāng)前中國輔助服務(wù)已有形態(tài)的特點,逐漸改革過渡。協(xié)同考慮未來新型電力系統(tǒng)的變化,按需設(shè)計相應(yīng)輔助服務(wù)市場機制。

目前,中國電網(wǎng)調(diào)控運行執(zhí)行五級調(diào)度體系,其中,電力現(xiàn)貨市場主要面向“省-區(qū)域-國家”三級調(diào)度,輔助服務(wù)建設(shè)需要適應(yīng)中國調(diào)度體系,厘清省級市場、區(qū)域市場、國家市場分別適合組織哪些輔助服務(wù)市場,并且需要厘清多層級市場如何銜接。

輔助服務(wù)體系設(shè)計需要明確輔助服務(wù)的品種種類以及品種內(nèi)涵,輔助服務(wù)品種及其交易機制應(yīng)該與其物理特性及經(jīng)濟特性相匹配,并非所有的輔助服務(wù)品種都適合建立輔助服務(wù)市場。建立輔助服務(wù)市場應(yīng)該考慮以下幾個原則:

1）隨著電力現(xiàn)貨市場改革、全面取消工商業(yè)目錄電價、輸配電價改革等一系列改革措施的不斷推進,市場主體關(guān)于輔助服務(wù)的權(quán)利與義務(wù)也在發(fā)生變化；在輔助服務(wù)體系設(shè)計中,需要保障市場主體權(quán)責(zé)對等,有必要首先厘清和明確各類市場主體的權(quán)利和義務(wù)。

2）需要結(jié)合實際面臨問題及市場發(fā)展程度,因地制宜、循序漸進開展新品種的輔助服務(wù)市場。

3）輔助服務(wù)市場品種在電力系統(tǒng)運行中的功能不應(yīng)該與其他電力市場品種的功能有重合。

4）輔助服務(wù)市場品種應(yīng)該具有可考核、可量化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

5）輔助服務(wù)市場品種應(yīng)該具有由市場成員自己或者調(diào)度機構(gòu)根據(jù)出清結(jié)果來控制執(zhí)行與否的能力。

6）輔助服務(wù)市場品種應(yīng)該是可被計量的或可評估的。

輔助服務(wù)體系設(shè)計還需要考慮市場成員的輔助服務(wù)費用風(fēng)險,基于輔助服務(wù)需求隨著時間推進而逐漸精確的特點,設(shè)計多個時間尺度的輔助服務(wù)市場。

綜上所述,輔助服務(wù)市場體系需要從市場發(fā)展階段維度、市場層級維度、市場品種維度、市場周期維度等方面開展設(shè)計。

3 全國輔助服務(wù)市場體系的總體架構(gòu)及建設(shè)路徑建議

3.1 近期輔助服務(wù)市場體系架構(gòu)

3.1.1 近期電能量市場基本形態(tài)

考慮當(dāng)前到未來2 至3 年為近期發(fā)展階段?；诋?dāng)前市場建設(shè)基本情況及發(fā)展規(guī)劃,電能市場建設(shè)特點為,省級電力現(xiàn)貨市場尚未全面覆蓋所有省份、區(qū)域電力現(xiàn)貨市場尚未廣泛形成,省級現(xiàn)貨需要保障電力供需平衡,省間現(xiàn)貨市場側(cè)重于省間余缺互濟。

3.1.2 近期輔助服務(wù)市場階段建設(shè)目標(biāo)

近期輔助服務(wù)市場建設(shè)主要目標(biāo)為:規(guī)范化、清晰化各區(qū)域和省級輔助服務(wù)品種,明確界定調(diào)峰、備用與電能之間的區(qū)別和關(guān)系,促進同類功能市場品種的整合、推進多類參與主體的同臺競價,提升市場運行效率、優(yōu)化資源配置。在省級市場層面,進一步深化省級備用、調(diào)頻輔助服務(wù)市場的建設(shè),繼續(xù)發(fā)揮非現(xiàn)貨市場省份的調(diào)峰市場作用；建立健全現(xiàn)貨試點省份的調(diào)頻市場、備用市場,推進聯(lián)合出清機制或其他協(xié)調(diào)機制。在區(qū)域市場層面,逐步推進備用輔助服務(wù)在更大范圍內(nèi)的資源優(yōu)化配置和市場化；探索區(qū)域調(diào)頻市場、備而不用的區(qū)域備用市場等標(biāo)準(zhǔn)跨省輔助服務(wù)品種,并繼續(xù)發(fā)揮原區(qū)域調(diào)峰、區(qū)域備用市場的功能,實現(xiàn)向電力現(xiàn)貨市場全面覆蓋、多層級電力市場全面建成目標(biāo)的平穩(wěn)過渡。推進輔助服務(wù)費用向用戶側(cè)疏導(dǎo)的機制。促進儲能、可調(diào)節(jié)負(fù)荷、虛擬電廠等新興市場主體參與輔助服務(wù)市場。

3.1.3 近期輔助服務(wù)市場架構(gòu)設(shè)計

基于電能市場現(xiàn)狀及階段性目標(biāo),設(shè)計與之相適應(yīng)的輔助服務(wù)市場架構(gòu),如圖1 所示。近期輔助服務(wù)市場體系架構(gòu)包括省級、區(qū)域兩個層級。各階段框架圖中各輔助服務(wù)品種并非都需要建立,可根據(jù)客觀情況及實際需求建立相應(yīng)輔助服務(wù)品種。

圖1 近期輔助服務(wù)市場體系架構(gòu)設(shè)計Fig.1 Architecture design of auxiliary service market in recent stage

1）基本權(quán)責(zé)

在近期階段,考慮到電力現(xiàn)貨市場仍未全面覆蓋,對于未開展現(xiàn)貨市場的地區(qū),仍采用以標(biāo)桿電價為依據(jù)的“基準(zhǔn)價+上下浮動”的中長期價格機制。由于標(biāo)桿電價包含了輔助服務(wù)價格,理論上發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電價已經(jīng)包含輔助服務(wù)成本,可沿用發(fā)電側(cè)零和博弈的思路,將輔助服務(wù)費用向發(fā)電側(cè)分?jǐn)?市場化的輔助服務(wù)品種按照市場中標(biāo)結(jié)果來行使輔助服務(wù)的權(quán)利和義務(wù),未市場化的輔助服務(wù)品種可延用“兩個細(xì)則”約定的權(quán)利和義務(wù)進行補償和考核。但是,由于上下浮動的價格機制并非嚴(yán)格的標(biāo)桿電價,價格成分不夠清晰,有必要理順價格體系,逐步完成向用戶側(cè)疏導(dǎo)。對于已開展現(xiàn)貨市場的地區(qū),電能市場價格信號逐漸代替了基準(zhǔn)價格,電能的權(quán)責(zé)由電能市場來約定,各輔助服務(wù)的權(quán)責(zé)由輔助服務(wù)市場來約定,并且隨著第三監(jiān)管周期省級電網(wǎng)輸配電價的改革,交叉補貼問題、輸配中間環(huán)節(jié)與發(fā)用兩頭的問題也逐漸清晰,基本具備將輔助服務(wù)費用向用戶側(cè)疏導(dǎo)的條件,以進一步實現(xiàn)“誰提供、誰獲利,誰受益、誰承擔(dān)”。

2）各層級市場特點

（1）省級市場層面

省級調(diào)峰市場。在近期階段,省級調(diào)峰輔助服務(wù)市場僅在非現(xiàn)貨試點省份開展,現(xiàn)貨試點省逐步實現(xiàn)調(diào)峰與現(xiàn)貨市場融合。省級調(diào)峰市場可延續(xù)當(dāng)前各地的調(diào)峰出清機制,進一步促進不同種類市場主體的同臺競價,實現(xiàn)調(diào)峰資源的同質(zhì)同價。

省級備用輔助服務(wù)市場。省級電力備用輔助服務(wù)在當(dāng)前正備用品種基礎(chǔ)上,可探索負(fù)備用品種（允許深調(diào)能力機組參與）。在日前、實時市場同時開展,或者僅在實時市場開展,可采取與電能聯(lián)合出清或者獨立出清的市場機制。

省級調(diào)頻輔助服務(wù)市場。省級調(diào)頻輔助服務(wù)是指二次調(diào)頻,可探索擴展至一次調(diào)頻。在實時開展調(diào)頻市場,可采取與電能聯(lián)合出清或者獨立出清的市場機制。

省級黑啟動輔助服務(wù)市場。在中長期開展黑啟動市場,可通過電網(wǎng)公司招投標(biāo)、中長期集中競價交易等形式開展。

（2）區(qū)域市場層面

區(qū)域調(diào)峰市場。區(qū)域調(diào)峰市場品種可涵蓋正調(diào)峰（類似目前的區(qū)域備用市場）和負(fù)調(diào)峰（類似目前的區(qū)域調(diào)峰市場）。

區(qū)域備用輔助服務(wù)市場。近期區(qū)域備用輔助服務(wù)品種可包括現(xiàn)有的非標(biāo)準(zhǔn)含義的備用品種,同時可探索備而不用的區(qū)域內(nèi)跨省標(biāo)準(zhǔn)備用品種交易,并在成交買賣省之間的聯(lián)絡(luò)線上預(yù)留相應(yīng)空間。此類標(biāo)準(zhǔn)含義的區(qū)域備用輔助服務(wù)市場與中國目前省級備用留取、調(diào)用是由各省自己負(fù)責(zé)的調(diào)度機制有些矛盾。需進一步研究評估標(biāo)準(zhǔn)含義的區(qū)域備用輔助服務(wù)市場對買賣省雙方帶來的經(jīng)濟效益、運行風(fēng)險、運營復(fù)雜度、通道利用率等多方面的利弊。

區(qū)域調(diào)頻輔助服務(wù)市場。近期區(qū)域調(diào)頻輔助服務(wù)品種是指區(qū)域二次調(diào)頻,區(qū)域調(diào)度機構(gòu)評估維持頻率控制區(qū)穩(wěn)定所需要的調(diào)頻需求,區(qū)域范圍內(nèi)滿足調(diào)頻技術(shù)要求等的機組、虛擬電廠、儲能、靈活調(diào)節(jié)負(fù)荷等可參與區(qū)域調(diào)頻市場,并接受調(diào)頻指令的統(tǒng)一響應(yīng)。

3.2 中期輔助服務(wù)市場體系架構(gòu)

3.2.1 中期電能量市場基本形態(tài)

考慮未來約3 至5 年為中期發(fā)展階段,面向未來全國統(tǒng)一電力市場逐漸形成的過渡時期市場環(huán)境,即省級電力現(xiàn)貨市場逐漸全面覆蓋,省間交易壁壘逐步打開,市場范圍逐漸擴大,部分省級市場可能耦合形成若干區(qū)域市場,這些區(qū)域市場與其內(nèi)部的省級市場“統(tǒng)一申報、耦合運行”。區(qū)域市場和省級市場作為一個層級,與省間市場形成“分層申報、按次序銜接出清”的層級市場銜接模式。

3.2.2 中期輔助服務(wù)市場階段建設(shè)目標(biāo)

中期輔助服務(wù)市場建設(shè)主要目標(biāo)為:逐步取消調(diào)峰市場品種,省級常規(guī)調(diào)峰功能由省級電力現(xiàn)貨市場實現(xiàn)；省級深調(diào)峰能力資源可通過參與省級負(fù)備用市場進行市場化補償；發(fā)揮省間現(xiàn)貨市場及區(qū)域現(xiàn)貨市場的跨省調(diào)峰功能,區(qū)域調(diào)峰功能逐漸由省間現(xiàn)貨市場或區(qū)域現(xiàn)貨市場實現(xiàn)。豐富省級輔助服務(wù)市場品種,建立健全無功服務(wù)、黑啟動的市場化采購機制,探索靈活爬坡等新型輔助服務(wù)交易品種。結(jié)合區(qū)域電能市場的建立,推進區(qū)域備用市場、區(qū)域內(nèi)省級備用市場的耦合出清機制,即市場成員一次申報、兩層市場聯(lián)合出清,實現(xiàn)省內(nèi)備用、區(qū)域備用的最優(yōu)化配置和定價。

3.2.3 中期輔助服務(wù)市場架構(gòu)特點

如圖2 所示,中期輔助服務(wù)市場架構(gòu)主要包括省級、區(qū)域兩個層級。

圖2 中期輔助服務(wù)市場體系架構(gòu)設(shè)計Fig.2 Architecture design of auxiliary service market in medium term stage

1）基本權(quán)責(zé)

在中期階段,現(xiàn)貨市場基本覆蓋,各輔助服務(wù)的權(quán)責(zé)由輔助服務(wù)市場來約定,并且有必要進一步理順各環(huán)節(jié)電價機制,實現(xiàn)輔助服務(wù)費用向用戶側(cè)的順暢傳導(dǎo)。同時,隨著新型靈活調(diào)節(jié)資源的增加,為充分激勵發(fā)揮其靈活調(diào)節(jié)能力,有必要提供不同類型市場成員同臺競價、公平參與輔助服務(wù)市場的市場機制。另外,中期階段開始探索“統(tǒng)一申報、耦合出清”的區(qū)域輔助服務(wù)市場模式,省間壁壘減弱,相應(yīng)地,區(qū)域內(nèi)不同省份的市場成員應(yīng)該具備平等的購買或賣出該輔助服務(wù)的權(quán)利和相應(yīng)的義務(wù)。

2）各層級市場特點

（1）省級市場層面

省級備用、調(diào)頻、黑啟動輔助服務(wù)市場。與近期階段基本一致,隨著中期階段市場發(fā)展的成熟,鼓勵采取備用、調(diào)頻與電能聯(lián)合出清的出清機制。

省級靈活爬坡輔助服務(wù)市場。靈活爬坡輔助服務(wù)品種可為系統(tǒng)在本時段內(nèi)留出足夠的爬坡/滑坡裕度。可在日前、實時分別開展靈活爬坡市場,與電能聯(lián)合出清。

省級無功輔助服務(wù)市場。主要在中長期開展,可采取電網(wǎng)公司招投標(biāo)、中長期集中競價交易、雙邊協(xié)商交易等交易形式。

（2）區(qū)域市場層面

區(qū)域調(diào)峰市場。在市場發(fā)展中期,可結(jié)合省間現(xiàn)貨市場建設(shè)及區(qū)域現(xiàn)貨市場建設(shè)情況,逐步實現(xiàn)區(qū)域調(diào)峰市場的功能由區(qū)域現(xiàn)貨市場或省間現(xiàn)貨市場代替。

區(qū)域備用輔助服務(wù)市場。中期將逐步規(guī)范區(qū)域備用市場品種含義。根據(jù)實際需求,探索建立備而不用的區(qū)域內(nèi)跨省標(biāo)準(zhǔn)備用品種交易。對于已開展區(qū)域現(xiàn)貨市場的區(qū)域,嘗試探索電能與備用聯(lián)合出清的機制。

區(qū)域調(diào)頻輔助服務(wù)市場。與近期階段的區(qū)域調(diào)頻市場基本一致。在中期階段,對于已開展區(qū)域電能市場的區(qū)域,嘗試探索電能與調(diào)頻聯(lián)合出清的機制。

3.3 遠(yuǎn)期輔助服務(wù)市場體系架構(gòu)

3.3.1 遠(yuǎn)期電能量市場基本形態(tài)

考慮未來約5 至10 年為遠(yuǎn)期發(fā)展階段。隨著市場融合程度的加深,區(qū)域市場之間、區(qū)域市場與省級市場進一步相互融合擴大,全國統(tǒng)一電力市場體系基本建成,省間市場與?。▍^(qū)、市）/區(qū)域市場形成“統(tǒng)一申報、耦合運行”模式,電力資源在全國范圍內(nèi)得到進一步優(yōu)化配置。

3.3.2 遠(yuǎn)期輔助服務(wù)市場階段建設(shè)目標(biāo)

遠(yuǎn)期輔助服務(wù)建設(shè)主要目標(biāo)為:探索更大范圍內(nèi)的備用資源優(yōu)化配置,建立跨省備用輔助服務(wù)市場；隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè),輔助服務(wù)的費用占比逐漸提高,該階段將建立健全各層級各品種輔助服務(wù)的中長期交易機制,層級市場之間逐步實現(xiàn)“統(tǒng)一申報、耦合出清”的銜接機制,實現(xiàn)全國范圍的輔助服務(wù)資源的最優(yōu)化配置和定價；輔助服務(wù)品種之間、輔助服務(wù)與電能之間實現(xiàn)聯(lián)合出清。探索建立輔助服務(wù)金融衍生品交易機制,建立形成“中長期+日前+實時”的多時序銜接市場體系,以規(guī)避市場成員的輔助服務(wù)費用過高風(fēng)險。

3.3.3 遠(yuǎn)期輔助服務(wù)市場架構(gòu)特點

如圖3 所示,遠(yuǎn)期輔助服務(wù)市場架構(gòu)包括省級、區(qū)域、跨區(qū)三個層級。該階段主要的輔助服務(wù)品種不僅包括備用、調(diào)頻,靈活爬坡、無功、黑啟動等也成為主流輔助服務(wù)品種。

圖3 遠(yuǎn)期輔助服務(wù)市場體系架構(gòu)設(shè)計Fig.3 Architecture design of auxiliary service market in long-term stage

1）基本權(quán)責(zé)

除了在中期階段關(guān)于市場主體輔助服務(wù)基本權(quán)責(zé)的一些討論之外,在遠(yuǎn)期發(fā)展階段,考慮到輔助服務(wù)費用由用戶側(cè)承擔(dān)之后,本質(zhì)上是規(guī)定了用戶側(cè)享有獲得輔助服務(wù)的權(quán)利以及支付輔助服務(wù)費用的義務(wù),比如按照實際負(fù)荷將全系統(tǒng)的輔助服務(wù)義務(wù)按比例分配給各個用戶。用戶側(cè)可以在中長期環(huán)節(jié)通過雙邊協(xié)商等形式,自主決策中長期的輔助服務(wù)購買量價,以規(guī)避所有輔助服務(wù)義務(wù)都在現(xiàn)貨尺度履行而帶來的高費用風(fēng)險。

2）各層級市場特點

（1）省級市場層面

省級備用、調(diào)頻、靈活爬坡輔助服務(wù)市場,與近、中期階段的市場形態(tài)基本一致,隨著遠(yuǎn)期階段電力市場發(fā)展的成熟,采取電能與以上品種輔助服務(wù)聯(lián)合出清的出清機制；建立與省級輔助服務(wù)現(xiàn)貨市場相配套的中長期輔助服務(wù)合約機制。

（2）區(qū)域市場層面

區(qū)域備用、調(diào)頻輔助服務(wù)市場,與中期階段的區(qū)域輔助服務(wù)市場基本一致。遠(yuǎn)期階段,對于已開展區(qū)域電能市場的區(qū)域,探索電能與備用、調(diào)頻聯(lián)合出清的市場機制,建立與區(qū)域輔助服務(wù)現(xiàn)貨市場相配套的中長期區(qū)域輔助服務(wù)合約機制。

（3）跨區(qū)市場層面

跨區(qū)備用輔助服務(wù)市場,是指在全網(wǎng)范圍內(nèi)開展的、在一定時間內(nèi)可調(diào)出且持續(xù)時長滿足技術(shù)要求的有功正備用。在日前、實時省級/區(qū)域電網(wǎng)出現(xiàn)運行備用容量不足時,由市場運營機構(gòu)及時啟動跨區(qū)備用輔助服務(wù)市場?？紤]采取與省級/區(qū)域市場“分層申報、按次序協(xié)同出清”的協(xié)調(diào)機制,并逐漸過渡至與省級/區(qū)域市場“統(tǒng)一申報、耦合出清”的協(xié)調(diào)機制。

4 適應(yīng)全國輔助服務(wù)市場體系的技術(shù)展望

4.1 多層級輔助服務(wù)市場需求確定技術(shù)

電能市場的需求確定主要依賴于負(fù)荷側(cè)申報或者負(fù)荷預(yù)測,各個負(fù)荷實體對自身的用電量也會有較強的預(yù)見性。與電能需求確定不同,輔助服務(wù)的需求確定不僅需要預(yù)測未來的變動因素,而且絕大部分輔助服務(wù)品種的需求確定需要結(jié)合全網(wǎng)或者局部區(qū)域的多個維度的數(shù)據(jù)進行復(fù)雜計算才能得到。在多層級輔助服務(wù)體系下,特別對于“分層申報、次序協(xié)同”的電力市場銜接模式,如何科學(xué)評估不同層級的同品種輔助服務(wù)的需求量,使得各層級需求既滿足電網(wǎng)可靠運行要求,又不能有過多的冗余,防止用戶側(cè)承擔(dān)過多的輔助服務(wù)費用,需要進一步開展研究。

4.2 多層級輔助服務(wù)市場耦合出清定價技術(shù)

在多層級輔助服務(wù)體系下,為了實現(xiàn)“統(tǒng)一申報、耦合出清”,實現(xiàn)更大范圍內(nèi)的輔助服務(wù)資源最優(yōu)化配置,需要進一步研究輔助服務(wù)跨省區(qū)耦合出清關(guān)鍵技術(shù),攻克大規(guī)模算法的計算性能瓶頸,解決市場出清與輔助服務(wù)運行控制設(shè)備策略的協(xié)調(diào)問題［25］,以及與出清相匹配的大電網(wǎng)安全校核及效率提升問題等［26］。同時,研究分析多層級輔助服務(wù)耦合出清模型下輔助服務(wù)的分區(qū)價格機理及價格構(gòu)成成分等。

4.3 新型靈活調(diào)節(jié)資源參與輔助服務(wù)市場的交易機制及出清定價技術(shù)

輔助服務(wù)市場是靈活性資源直接提供輔助服務(wù)的首要途經(jīng)。輔助服務(wù)的交易定價機制,應(yīng)該充分適應(yīng)新型靈活調(diào)節(jié)資源的加入,并在規(guī)則設(shè)計、出清定價機制等方面做出適應(yīng)性修改,在出清模型中考慮為新型靈活調(diào)節(jié)資源建模,比如表征儲能的充放電特性,或者表征可轉(zhuǎn)移負(fù)荷的削峰填谷特征等。在定價機制中,既要體現(xiàn)不同類型主體的同臺競爭、同質(zhì)同價原則,又要考慮為不同類型市場主體提供與其資源特性、盈利模式相適應(yīng)的申報形式。

4.4 靈活爬坡等輔助服務(wù)品種交易機制及出清定價技術(shù)

隨著未來新型電力系統(tǒng)的形成,可再生能源的大規(guī)模并網(wǎng)改變了電網(wǎng)物理運行特性,電力輔助服務(wù)市場的形態(tài)也需要隨之革新。對于靈活爬坡輔助服務(wù)、無功輔助服務(wù)、一次調(diào)頻等輔助服務(wù)品種,如何建立適合中國國情、網(wǎng)情特點的出清機制,如何與中國現(xiàn)貨市場出清進行融合,如何設(shè)計價格機制實現(xiàn)激勵相容作用,并且有效覆蓋新型輔助服務(wù)成本等有待進一步研究。

5 結(jié)語

本文提出了全國統(tǒng)一電力市場體系下的輔助服務(wù)市場基本框架?；趯χ袊o助服務(wù)市場發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題的梳理,結(jié)合對全國統(tǒng)一市場不同發(fā)展階段電能市場基本形態(tài)的分析,設(shè)計了適應(yīng)不同發(fā)展階段的多市場層級、多市場周期、多市場品種的全國輔助服務(wù)市場體系,并對全國輔助服務(wù)市場體系的關(guān)鍵技術(shù)進行了展望。

本文側(cè)重對全國輔助服務(wù)市場體系的總體架構(gòu)及建設(shè)路徑進行框架性設(shè)計。在此基礎(chǔ)上,細(xì)化各層級各輔助服務(wù)品種的市場規(guī)則,細(xì)化層級市場之間、輔助服務(wù)品種之間的耦合關(guān)系等是進一步的研究方向。