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揭秘“棄風(fēng)限電”的真相

2017-12-20 16:36:15 大云網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
  近幾年,棄風(fēng)限電問(wèn)題嚴(yán)重困擾著我國(guó)風(fēng)電行業(yè),已經(jīng)成為制約產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的最大絆腳石,也是我國(guó)兌現(xiàn)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)際承諾的巨大障礙,到了非解決不可的地步。但當(dāng)下,仍有一些專家通過(guò)似是而非的技術(shù)詮
  近幾年,棄風(fēng)限電問(wèn)題嚴(yán)重困擾著我國(guó)風(fēng)電行業(yè),已經(jīng)成為制約產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的最大絆腳石,也是我國(guó)兌現(xiàn)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)際承諾的巨大障礙,到了非解決不可的地步。但當(dāng)下,仍有一些專家通過(guò)似是而非的技術(shù)詮釋來(lái)解答棄風(fēng)問(wèn)題的根源,認(rèn)為風(fēng)電的波動(dòng)性影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行;在電力需求增長(zhǎng)放緩的背景下導(dǎo)致可再生能源限發(fā);“三北”地區(qū)電力系統(tǒng)調(diào)峰能力嚴(yán)重不足是冬季這些地區(qū)棄風(fēng)問(wèn)題突出的主因;跨省跨區(qū)輸電通道不足,難以實(shí)現(xiàn)在更大范圍內(nèi)消納風(fēng)電……,并據(jù)此將解決措施引導(dǎo)向糾纏不清的技術(shù)泥沼,一定程度上掩蓋了棄風(fēng)問(wèn)題的真正原因。為了更好地理解這些問(wèn)題,我們特邀專家對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行深入剖析,揭示棄風(fēng)限電背后的真相,以系列文章的形式陸續(xù)推出。本期主要探討“何為現(xiàn)貨市場(chǎng)?現(xiàn)貨市場(chǎng)解決什么問(wèn)題?”
  在前幾期的專欄中,我們從一般性的事實(shí)與邏輯視角,對(duì)基于多種原因,處于連續(xù)區(qū)間上的棄風(fēng)限電問(wèn)題進(jìn)行了剖析,重點(diǎn)解析了價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)、充分與必要、經(jīng)濟(jì)效率、有信息含量表達(dá)的基準(zhǔn)等問(wèn)題。從本期到2018 年上半年,我們來(lái)討論一些與棄風(fēng)限電相關(guān)、但是更加特定的問(wèn)題,比如:
  • 為什么說(shuō)“長(zhǎng)距離跨區(qū)送電之優(yōu)先輸送可再生能源”的問(wèn)題界定(frame)是極其具有誤導(dǎo)性的;
  • 電力系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)(Coordination)到底是什么意思;
  • 如何用先進(jìn)的IT技術(shù)(Informatics)改善棄風(fēng)限電情況;
  • 解決棄風(fēng)限電的長(zhǎng)效機(jī)制中技術(shù)、信息披露與政策的關(guān)鍵作用。
  在調(diào)度運(yùn)行數(shù)據(jù)可得的情況下,也擬聚焦在特定的地區(qū),對(duì)其棄風(fēng)限電與電源結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論。本期,適逢政府明確提出了電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)的目標(biāo),特將此作為話題。
  2017 年9 月5 日,國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳、國(guó)家能源局綜合司發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作的通知》,選擇南方(以廣東起步)、蒙西、浙江、山西、山東、福建、四川、甘肅等8 個(gè)地區(qū)作為第一批試點(diǎn),要在 2018 年底前啟動(dòng)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試運(yùn)行,同時(shí),積極推動(dòng)與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)相適應(yīng)的電力中長(zhǎng)期交易。
  事實(shí)
  • 現(xiàn)貨,顧名思義是相對(duì)“期貨(權(quán))”而言的,一般指的是產(chǎn)品的支付(Settlement) 與交付(Delivering) 同時(shí)完成,區(qū)別于期貨先定價(jià),后交付(從而具有鎖定價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)對(duì)沖或者投機(jī)的功能)的特點(diǎn)。
  • 美國(guó)、南美等地的節(jié)點(diǎn)價(jià)格(Nodal Pricing)市場(chǎng)往往是“物理與經(jīng)濟(jì)”一起考慮。正如政府通知文件提及的,“安全約束下的現(xiàn)貨市場(chǎng)出清機(jī)制和阻塞管理機(jī)制”,以及“體現(xiàn)時(shí)間和位置特性的電能量商品價(jià)格”。具體而言,市場(chǎng)的參與者(特別是發(fā)電商)需要提交其逐段的發(fā)電量,以及發(fā)電量上下調(diào)整的成本、速率、報(bào)價(jià)等參數(shù),由系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商ISO 統(tǒng)一做優(yōu)化與產(chǎn)出交易結(jié)果。根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、時(shí)間分辨率(比如5分鐘)形成相應(yīng)的價(jià)格。
  • 歐洲、澳大利亞的區(qū)域定價(jià)(Zonal Pricing)更傾向于先經(jīng)濟(jì)(交易所),后物理(安全校核,再調(diào)度等)。具體而言,電廠需要提交給交易所的,只是自身逐時(shí)間段的出力信息,根據(jù)這個(gè)交易所形成市場(chǎng)價(jià)格,物理上的不平衡與網(wǎng)絡(luò)阻塞,通過(guò)額外的日內(nèi)與實(shí)時(shí)市場(chǎng)雙邊調(diào)整(類似美國(guó)部分市場(chǎng)上下調(diào)整的報(bào)價(jià)體系),以及調(diào)度的戰(zhàn)略備用來(lái)解決。政府文件中所指的“試點(diǎn)實(shí)施工作可由調(diào)度機(jī)構(gòu)牽頭,也可由交易機(jī)構(gòu)牽頭,這兩種模式都要進(jìn)行實(shí)踐探索,形成可復(fù)制可推廣的經(jīng)驗(yàn)”,更傾向于這種市場(chǎng)交易與物理平衡分割的方式。
  • 所以,一個(gè)具體的疑問(wèn)就是,要體現(xiàn)電價(jià)的位置特性,基本需要節(jié)點(diǎn)電價(jià),市場(chǎng)與調(diào)度往往是一體的。如果調(diào)度與交易所已經(jīng)分離,類似現(xiàn)在各個(gè)省的情況,這種模式可能會(huì)復(fù)雜到難以操作的地步,似乎還不如區(qū)域定價(jià)(一個(gè)省一個(gè)或者幾個(gè)區(qū))更加實(shí)際可行性。
  邏輯
  • 理論上,節(jié)點(diǎn)定價(jià)具有比區(qū)域定價(jià)更好的市場(chǎng)效率(1),但是實(shí)際中存在諸多的抵消或者額外因素,哪個(gè)好,在實(shí)踐層面并沒(méi)有確切的答案。節(jié)點(diǎn)電價(jià)從系統(tǒng)運(yùn)行上考慮了網(wǎng)絡(luò)阻塞的影響,形成的價(jià)格真正反映了該節(jié)點(diǎn)電力供應(yīng)的邊際價(jià)格,也給長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容提供了有價(jià)值的信號(hào),可以以分散決策的方式激勵(lì)電源與電網(wǎng)布局朝向改善網(wǎng)絡(luò)阻塞的方向,因此,可以規(guī)避類似德國(guó)南部阻塞,從而在周邊國(guó)家形成Loop Flow 的問(wèn)題(見(jiàn)第5期專欄)。 但是,節(jié)點(diǎn)價(jià)格的市場(chǎng)力問(wèn)題、投資風(fēng)險(xiǎn)似乎更加嚴(yán)重,并且長(zhǎng)期的布局優(yōu)化由于涉及發(fā)電輸電成本等問(wèn)題,也更加復(fù)雜。
  • 不同的歐美短期電力市場(chǎng)存在很多特定安排。歷史沿襲下來(lái)的制度、規(guī)則安排,無(wú)疑是細(xì)節(jié)導(dǎo)向的,但是其建設(shè)的目標(biāo)無(wú)疑都是系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效率最大化——也就是不斷趨近“讓此時(shí)此地此景下成本更低最低的電源來(lái)滿足相應(yīng)電力需求”的目標(biāo)。
  • 區(qū)別于一般商品市場(chǎng),電力市場(chǎng)往往難以存儲(chǔ),必須發(fā)輸用同時(shí)完成、隨時(shí)保持平衡,因此,電力產(chǎn)品需要提前一定的時(shí)間完成交易。絕對(duì)意義上的“現(xiàn)貨”是不存在的,往往都是時(shí)間上相對(duì)的概念,只是在交付的“提前關(guān)門時(shí)間”上區(qū)別,比如12 小時(shí),4-1 個(gè)小時(shí),15 分鐘,再短到5分鐘乃至更短。不同的“關(guān)門”時(shí)間,對(duì)應(yīng)于能量(Energy)、輔助服務(wù)(Ancillary Service)計(jì)劃與操作、實(shí)時(shí)調(diào)度(Operation)等不同的市場(chǎng)與產(chǎn)品類型。這些產(chǎn)品類型往往也具有不同的時(shí)間尺度,比如逐小時(shí)(歐洲、美國(guó)大部分日前)、15分鐘(歐洲市場(chǎng)日內(nèi))、5分鐘(美國(guó)部分實(shí)時(shí)市場(chǎng))等。
  • 日前市場(chǎng)通常是提前1天的,在當(dāng)天中午“關(guān)門”,涉及下一天全天24小時(shí)的交易交付。這往往是目前各大市場(chǎng)現(xiàn)貨電力成交量最大的部分(2)。出于歷史原因(過(guò)去不存在短于天的交易市場(chǎng),可再生能源出現(xiàn)之前系統(tǒng)的波動(dòng)程度也有限,天前市場(chǎng)也能滿足大部分機(jī)組啟停等時(shí)間的要求,比如最慢的燃煤熱電機(jī)組),日前以及更短時(shí)期的市場(chǎng)產(chǎn)品往往歸于“現(xiàn)貨”。
  • 電力市場(chǎng)機(jī)制并不會(huì)自動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)可再生能源,也并不需要。建成的風(fēng)電、光伏項(xiàng)目要優(yōu)先調(diào)度,是系統(tǒng)成本最小化(經(jīng)濟(jì)調(diào)度),也就是經(jīng)濟(jì)效率的要求。因此,寄希望通過(guò)電力體制改革,是解決已存在的棄風(fēng)棄光的有效途徑。但是對(duì)于實(shí)現(xiàn)新增可再生能源更高比例的目標(biāo),屬于“緣木求魚”。市場(chǎng)的基本屬性、功能與建設(shè)目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)效率,與其他無(wú)關(guān)。清潔低碳的要求往往都是約束,而不是需要“走極端”(越大越好,越小越好)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
  含義總結(jié)
  現(xiàn)貨市場(chǎng),可能潛在地可以解決已有可再生能源全額消納的問(wèn)題。即使無(wú)法解決,其成本的承擔(dān)者也將是傳統(tǒng)化石能源發(fā)電,而不是現(xiàn)在“誰(shuí)棄風(fēng),誰(shuí)倒霉”的無(wú)補(bǔ)償現(xiàn)狀。
  美國(guó)的節(jié)點(diǎn)價(jià)格(Nodal Pricing)市場(chǎng)往往是“物理與經(jīng)濟(jì)”一起考慮,而歐洲的區(qū)域定價(jià)(Zonal Pricing)更傾向于先經(jīng)濟(jì)(交易所),后物理(安全校核,再調(diào)度等)。二者孰優(yōu)孰劣,在實(shí)踐層面并沒(méi)有一個(gè)顯而易見(jiàn)的答案,需要明確的價(jià)值界定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
  我國(guó)的現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè),將是類似“火箭探月工程”一樣的綜合性復(fù)雜工程,需要保持戰(zhàn)略定力與耐心,一步一步地開(kāi)展,“每個(gè)月進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)”。組織體系、規(guī)則建立、參與者能力方面都存在巨大的潛力可挖。現(xiàn)貨市場(chǎng)無(wú)法解決可再生能源的持續(xù)增長(zhǎng)與擴(kuò)張問(wèn)題(這也不是市場(chǎng)的角色),而這又是長(zhǎng)期的能源轉(zhuǎn)型、環(huán)境減排與應(yīng)對(duì)氣候變化的全球努力所需要的。
  額外的、支持性的可再生能源政策手段在十幾年乃至幾十年時(shí)間內(nèi)仍然是必要不可或缺的,問(wèn)題的關(guān)鍵在于支持手段的經(jīng)濟(jì)效率,特別是激勵(lì)適當(dāng)與減少對(duì)電力市場(chǎng)運(yùn)行的扭曲(Distortion)上,需要審慎細(xì)致的政策設(shè)計(jì)。這與所謂電力市場(chǎng)的發(fā)育發(fā)展并沒(méi)有直接的關(guān)系。
  1:從目前的研究看,這一點(diǎn)也并不是不存在爭(zhēng)議。認(rèn)為二者可以達(dá)到一致的效率結(jié)果也在一些模擬中得以體現(xiàn),只要后者放松一些市場(chǎng)參與的約束(比如實(shí)時(shí)市場(chǎng))。
  2:當(dāng)然,必須指出的是,在相當(dāng)多的市場(chǎng),中長(zhǎng)期合同的交易量相比現(xiàn)貨完全可比,甚至更多(比如英國(guó)、美國(guó)PJM)。現(xiàn)貨的不可或缺,往往在于其價(jià)值發(fā)現(xiàn)功能。
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責(zé)任編輯:仁德財(cái)

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