電力中長期交易中輔助服務(wù)市場的棄風棄光電量核算原則

葛睿，劉敦楠

國家電力調(diào)度控制中心，新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室

0引言

為貫徹落實《中共中央 國務(wù)院關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9號）及相關(guān)配套文件工作要求，加快推進電力市場建設(shè)，規(guī)范各地電力中長期交易行為，國家發(fā)展改革委和國家能源局于2016年12月29日聯(lián)合印發(fā)了《電力中長期交易基本規(guī)則（暫行）》（以下簡稱《基本規(guī)則》）。《基本規(guī)則》將輔助服務(wù)補償（交易）機制納入電力中長期交易范疇，執(zhí)行《基本規(guī)則》相關(guān)規(guī)定。《基本規(guī)則》第九章闡述了輔助服務(wù)的相關(guān)規(guī)則，并提出“補償成本、合理收益”的基本原則。《基本規(guī)則》中對輔助服務(wù)的管理實施、模式劃分、補償機制、運行方式和各主體權(quán)利義務(wù)等方面提出了八條規(guī)則。

隨著大規(guī)模新能源電力接入電網(wǎng)，主要是風光電源的接入給電力系統(tǒng)帶來了隨機波動，電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形態(tài)、運行控制方式以及規(guī)劃建設(shè)與管理發(fā)生了根本性變革。《基本規(guī)則》提出建設(shè)輔助服務(wù)市場的主要目的就是平衡電量偏差，通過市場的手段，實現(xiàn)系統(tǒng)調(diào)峰資源的優(yōu)化配置。目前，發(fā)電企業(yè)或者電力用戶有能力調(diào)整部分偏差，具備更大的平抑風電、光伏等新能源發(fā)電波動的能力。將預留的該部分調(diào)整容量參與輔助服務(wù)市場交易并獲得收益，可以彌補發(fā)電企業(yè)或電力用戶在預留該部分調(diào)整容量過程中損失的機會成本，促使其他類型能源積極參與新能源消納工作。

為了解決當前面臨的棄風棄光問題，在《基本規(guī)則》下建立輔助服務(wù)市場，促進風光電源更高比例消納。促進風光消納的輔助服務(wù)補償（交易）機制建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié)是輔助服務(wù)電量的核算，輔助服務(wù)電量核算的主要部分是棄風棄光電量消納結(jié)果的核算。同時，棄風棄光消納電量核算是輔助服務(wù)補償（交易）中計量、結(jié)算及定價等重要環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)。因此，本文結(jié)合電力中長期交易規(guī)則和電力調(diào)度運行規(guī)范對棄風棄光消納電量核算進行論述，并闡述火電輔助服務(wù)定價的影響因素和建立電力中長期交易中輔助服務(wù)補償（交易）機制的著手點。

1棄風棄光消納電量判定

《基本規(guī)則》指出按照輔助服務(wù)效果確定輔助服務(wù)計量公式，對提供有償輔助服務(wù)的并網(wǎng)發(fā)電廠、電力用戶、獨立輔助服務(wù)提供者進行補償。針對風光電源的輔助服務(wù)效果的判定，關(guān)鍵點在于棄風棄光電量消納結(jié)果的核算。本文中，輔助服務(wù)市場中電網(wǎng)消納棄風棄光的結(jié)算電量，應指電網(wǎng)企業(yè)通過調(diào)度指令用盡其手段后風光電源發(fā)電的實際上網(wǎng)電量與風光電源在已滿足可再生能源發(fā)電原則基礎(chǔ)上確定的計劃電量之差。

根據(jù)電力調(diào)度系統(tǒng)運行要求，在電力中長期交易的輔助服務(wù)市場中，棄風棄光電量的判定需要五個步驟，如圖1所示：

圖1  電力中長期交易中棄風棄光電量的判定流程

步驟一：日前風光電源上報次日預測出力曲線α1；

步驟二：電力調(diào)度機構(gòu)根據(jù)斷面約束、負荷情況和安全運行等對風光電源上報的預測出力曲線α1進行校核，并下達風光電源次日發(fā)電計劃曲線α2；

步驟三：確定風光電源自然出力曲線α3；

步驟四：確定在電力調(diào)度實際運行中，風光電源實際出力曲線α4；

步驟五：計算消納棄風棄光的結(jié)算電量：

電力調(diào)度機構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)運行需要，確定調(diào)峰、自動發(fā)電控制、備用等服務(wù)總需求量，各主體通過競價的方式提供輔助服務(wù)。在電力調(diào)度運行過程中，火電機組為棄風棄光的消納、電力調(diào)峰等提供了絕大部分的輔助服務(wù)。本文對于促進棄風棄光消納、電網(wǎng)調(diào)峰的火電輔助服務(wù)電量的判定是指燃煤發(fā)電企業(yè)在電力調(diào)度指令下的實際上網(wǎng)電量與燃煤發(fā)電企業(yè)滿足火電發(fā)電原則的日前計劃電量之差。

根據(jù)電力調(diào)度系統(tǒng)運行要求，在進行電力中長期交易中促進棄風棄光消納、電網(wǎng)調(diào)峰的火電輔助服務(wù)電量判定需要三個步驟：

步驟一：制定滿足優(yōu)先發(fā)電電量和基數(shù)電量的火電日前計劃曲線β1；

步驟二：確定電力調(diào)度指令下的實際出力曲線β2；

步驟三：計算促進棄風棄光消納、電網(wǎng)調(diào)峰的火電輔助服務(wù)電量：

按照《基本規(guī)則》中“補償成本、合理收益”的基本原則，根據(jù)輔助服務(wù)效果確定輔助服務(wù)計量公式，對輔助服務(wù)提供者進行補償。《基本規(guī)則》中提出鼓勵采用競爭方式確定輔助服務(wù)提供主體，電力調(diào)度機構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)運行需要，確定調(diào)峰、自動發(fā)電控制、備用等服務(wù)總需求量，各主體通過競價的方式提供輔助服務(wù)。輔助服務(wù)提供主體峰谷差率大于全網(wǎng)峰谷差率時調(diào)峰貢獻度為正，峰谷差率小于全網(wǎng)峰谷差率時調(diào)峰貢獻度為負，對貢獻度為正的輔助服務(wù)提供主體按照統(tǒng)一標準進行補償。

對輔助服務(wù)提供主體補償?shù)年P(guān)鍵問題在于電網(wǎng)消納棄風棄光的結(jié)算電量及促進其消納的火電輔助服務(wù)電量的定價，在定價過程中主要考慮以下三個方面的影響因素：

1）電力調(diào)度運行：電力調(diào)度機構(gòu)通過控制火電實時出力，對燃煤發(fā)電企業(yè)下達調(diào)度指令，促進棄風棄光電量消納。輔助服務(wù)補償（交易）機制下電力調(diào)度運行產(chǎn)生的影響：一方面保證了棄風棄光電量的最大限度消納；另一方面提升了燃煤發(fā)電企業(yè)的發(fā)電成本。

2）電力市場交易：建立輔助服務(wù)市場，運用市場的手段實現(xiàn)三公調(diào)度，符合《基本規(guī)則》的主題思想。棄風棄光及其促進消納的火電輔助服務(wù)電量定價是風光電源與燃煤企業(yè)之間進行市場化交易中的重要環(huán)節(jié)，有利于風光電源和燃煤發(fā)電企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

3）社會環(huán)境效益：我國面臨的氣候變暖、環(huán)境惡化和能源緊缺等方面的挑戰(zhàn)對保證風光等可再生能源利用提出了更高要求。在能源革命和供給側(cè)改革趨勢下，電力行業(yè)的一次能源消耗比例成為社會日益關(guān)注的焦點。

綜合上述三個方面的影響因素，棄風棄光電量及促進其消納的火電輔助服務(wù)電量定價原則主要有兩點：

1）風光電源作為輔助服務(wù)的受益主體，棄風棄光電量的結(jié)算價格應該遠遠小于其基本上網(wǎng)電價。

2）火電機組作為輔助服務(wù)的提供主體，促進棄風棄光電量消納的火電輔助服務(wù)電量核算部分的價格應大于其標桿電價與用煤成本的差。

在本文第一部分提到輔助服務(wù)補償機制中的棄風棄光電量核算是建立輔助服務(wù)補償（交易）機制中的重要一環(huán)，通過對棄風棄光電量的核算步驟梳理和定價原則影響因素的分析，根據(jù)《基本規(guī)則》建立輔助服務(wù)補償（交易）機制主要應從四個方面著手。

1）制定市場規(guī)則

電力調(diào)度機構(gòu)按照輔助服務(wù)效果確定輔助服務(wù)計量公式，根據(jù)“補償成本、合理收益”的基本原則，核定電網(wǎng)消納棄風棄光的結(jié)算電量及促進其消納的火電輔助服務(wù)電量價格，對提供有償輔助服務(wù)的并網(wǎng)發(fā)電廠、電力用戶、獨立輔助服務(wù)提供者進行補償。

2）披露市場需求

電力調(diào)度機構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)運行需要，確定調(diào)峰、自動發(fā)電控制、備用等服務(wù)總需求量，通過電力交易機構(gòu)組織各主體通過競價的方式提供輔助服務(wù)。

3）輔助服務(wù)計量

電力調(diào)度機構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)實際運行結(jié)果，按照輔助服務(wù)計量公式計算各主體的輔助服務(wù)（交易）電量。

4）補償（交易）結(jié)算

電力調(diào)度機構(gòu)的計量結(jié)果與市場交易合同進行校核，電力交易機構(gòu)按照電網(wǎng)消納的棄風棄光電量及促進其消納的火電輔助服務(wù)電量定價面向各主體進行補償結(jié)算。