來源:中國能源報(bào) | 0評(píng)論 | 5605查看 | 2017-11-30 10:26:34
我國本輪電力改革中,《電力中長期交易基本規(guī)則(暫行)》規(guī)定了“計(jì)劃調(diào)度+直接交易為主的中長期”交易模式操作方法及流程,為現(xiàn)貨市場建立前的過渡期提供了落地方案,結(jié)合“9號(hào)文”提出的“建立用戶參與的輔助服務(wù)分擔(dān)共享新機(jī)制”的任務(wù),英國基于雙邊交易市場模式中的輔助服務(wù)市場機(jī)制具有顯著借鑒意義。
一、調(diào)度模式
由于電力難以大量經(jīng)濟(jì)存儲(chǔ)的特點(diǎn),發(fā)用電之間必須保持實(shí)時(shí)功率的即時(shí)平衡,以保持對用戶的可靠供電、避免事故和損傷電力設(shè)備;有功功率的平衡關(guān)系到系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定,無功功率則關(guān)系到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓支撐。在英國這一平衡工作由英國國家電網(wǎng)負(fù)責(zé)實(shí)施,我國的該項(xiàng)工作則由各級(jí)電網(wǎng)調(diào)度中心負(fù)責(zé)。
在英國的電力批發(fā)市場中,發(fā)電廠和零售商主要通過簽訂遠(yuǎn)期電力交易合同來滿足發(fā)用電需求。遠(yuǎn)期電力交易合同包括通過雙邊協(xié)商達(dá)成的中長期和短期雙邊合同,以及通過電力交易所(N2EX,APX)集中競價(jià)達(dá)成的短期交易合同(通過拍賣市場、現(xiàn)貨市場和即期市場等)。由于簽訂雙邊合同的發(fā)電企業(yè)與電力用戶均以追求經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo),不會(huì)從系統(tǒng)運(yùn)行角度出發(fā)滿足整體電力實(shí)時(shí)平衡,因此,僅靠市場主體簽訂的遠(yuǎn)期與短期電力交易合同的組合,并不能完全滿足電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。由于輸電阻塞、預(yù)測偏差等原因,系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)需要以每30分鐘為一個(gè)結(jié)算周期進(jìn)行一系列操作,來確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)平衡。
與我國由調(diào)度統(tǒng)一安排電量計(jì)劃不同,從總量規(guī)模上看,英國實(shí)現(xiàn)電力平衡主要是通過激勵(lì)發(fā)電商和供電商自行兌現(xiàn)合同約定的發(fā)用電曲線。發(fā)電商和供電商提前一天中午11:00前,會(huì)提交一份初步物理發(fā)用電計(jì)劃;在關(guān)閘時(shí)間,調(diào)度執(zhí)行開始前1小時(shí)或更長時(shí)間內(nèi),物理發(fā)用電計(jì)劃還可進(jìn)一步修改。物理發(fā)電計(jì)劃不僅約定了發(fā)用電力曲線,還要對增減出力/負(fù)荷功率進(jìn)行報(bào)價(jià)。國家電網(wǎng)會(huì)根據(jù)報(bào)價(jià)情況,在必要時(shí)調(diào)用。但是,最終合同執(zhí)行過程中由于負(fù)荷預(yù)測偏差、局部輸電阻塞、市場成員經(jīng)營策略等因素,電力平衡總會(huì)發(fā)生或多或少偏差,維持平衡則由國家電網(wǎng)負(fù)責(zé)兜底,該部分不平衡電量約占總電量的2%。
二、平衡機(jī)制
平衡機(jī)制是國家電網(wǎng)平衡電力供需的主要工具,通過每天以半小時(shí)為周期的交易執(zhí)行過程實(shí)現(xiàn)。在平衡機(jī)制中,由單臺(tái)機(jī)組或者負(fù)荷集成體構(gòu)成的平衡單元,作為參加報(bào)價(jià)和受調(diào)度控制的基本單元。平衡單元需要在其最終物理發(fā)用電計(jì)劃的基礎(chǔ)上,向系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)提交賣電報(bào)價(jià)和買電報(bào)價(jià)。賣電報(bào)價(jià)包括增加發(fā)電出力和降低負(fù)荷需求兩種類型;與此對應(yīng),買電報(bào)價(jià)則包括降低發(fā)電出力和增加負(fù)荷需求兩種類型。在關(guān)閘時(shí)間后,系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)主要依靠接受平衡單元提交的報(bào)價(jià)來保障系統(tǒng)運(yùn)行滿足各類安全約束。除了接受報(bào)價(jià)之外,調(diào)度機(jī)構(gòu)還可以通過平衡調(diào)整機(jī)制和負(fù)荷控制機(jī)制等手段來保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。
比較有特色的是,英國國家電網(wǎng)為了降低系統(tǒng)運(yùn)行成本,除通過平衡機(jī)制來解決電能不平衡和網(wǎng)絡(luò)阻塞之外,還可以在平衡機(jī)制開啟前,主動(dòng)提前購買或出售一些電能。例如,當(dāng)調(diào)度機(jī)構(gòu)預(yù)測次日某些時(shí)段會(huì)出現(xiàn)電力短缺時(shí),可參與電力交易所的日前或日內(nèi)交易,提前購買部分電能;當(dāng)調(diào)度機(jī)構(gòu)預(yù)測某些區(qū)域會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)阻塞時(shí),可與特定區(qū)域的機(jī)組簽訂雙邊合同(一般為長期合同)進(jìn)行阻塞管理。
三、輔助服務(wù)
平衡機(jī)制是通過組織準(zhǔn)實(shí)時(shí)的短時(shí)交易(半小時(shí)為交易周期)實(shí)現(xiàn)的,而其他非電能量交易的平衡手段則可以納入輔助服務(wù)范疇,這些輔助服務(wù)連同平衡機(jī)制一起,在英國被稱為平衡服務(wù)。英國的輔助服務(wù)全部類型有22種,但多數(shù)僅在一些特殊情況下被調(diào)用,常用的服務(wù)品種有:頻率響應(yīng)、快速備用、運(yùn)行備用、短期運(yùn)行備用、平衡機(jī)制啟動(dòng)、基荷調(diào)整、無功服務(wù)等。國家電網(wǎng)通過平衡機(jī)制、招標(biāo)和雙邊合同等方式獲取輔助服務(wù)。
其中,頻率響應(yīng)服務(wù)用來保持系統(tǒng)頻率在安全范圍內(nèi),提供者既可以是電源也可以是負(fù)荷。該服務(wù)可以在事故發(fā)生的第一時(shí)間投入使用。英國的頻率響應(yīng)服務(wù)又分為強(qiáng)制頻率響應(yīng)、固定頻率響應(yīng)和需求側(cè)頻率控制。強(qiáng)制頻率響應(yīng)包括一次調(diào)頻、二次調(diào)頻和高頻響應(yīng),這些服務(wù)由并網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組義務(wù)提供,沒有組織相應(yīng)的市場。強(qiáng)制頻率響應(yīng)并不能完全滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需求,剩余需求由固定頻率響應(yīng)實(shí)現(xiàn),通過自動(dòng)發(fā)電控制系統(tǒng)完成控制和記錄。固定頻率響應(yīng)允許集成資源(如負(fù)荷和可再生能源發(fā)電等資源的整合)參與提供,并通過月度或多月招標(biāo)方式獲取。需求側(cè)頻率控制由可中斷負(fù)荷提供,則是一個(gè)低頻減載的預(yù)先約定,要求至少能在2秒鐘響應(yīng)指令,且提供持續(xù)30分鐘3MW以上的容量,該服務(wù)通過雙邊合同協(xié)商確定。
快速備用相當(dāng)于旋轉(zhuǎn)備用,是對上述頻率響應(yīng)的補(bǔ)充,可根據(jù)國家電網(wǎng)的指令由發(fā)電機(jī)組增加出力或者負(fù)荷減少用電實(shí)現(xiàn),通過月度招標(biāo)獲取。技術(shù)上要求2分鐘內(nèi)啟動(dòng),并達(dá)到25MW/分鐘的爬坡速率,至少有50MW的容量且能持續(xù)15分鐘。
短期運(yùn)行備用即事故備用,也可以由發(fā)電和負(fù)荷提供,通過每年三輪的競爭性招標(biāo)獲取。技術(shù)上要求至少3MW容量,240分鐘內(nèi)完全啟動(dòng),至少持續(xù)2小時(shí)。
平衡機(jī)制啟動(dòng)服務(wù)給予國家電網(wǎng)在必要時(shí)啟動(dòng)離線平衡機(jī)組的手段,通過標(biāo)準(zhǔn)合同獲取,按小時(shí)付費(fèi)。該服務(wù)包括平衡機(jī)組冷啟動(dòng)和熱備用兩種形式,冷啟動(dòng)要求在89分鐘內(nèi)完成,而熱備用則要求更快。
綜上,英國電力市場對有功平衡的服務(wù),按響應(yīng)時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、最小容量、在線\離線狀態(tài),根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的具體需要和相關(guān)資源的技術(shù)性能,產(chǎn)生一系列產(chǎn)品類型的組合,并根據(jù)裝機(jī)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性、供需形勢等條件的變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。我國目前仍將調(diào)峰作為一個(gè)重要輔助服務(wù)品種,仍帶有計(jì)劃模式的鮮明特征。隨著電力改革的深入,對計(jì)劃電量的再分配過程將被競爭性的現(xiàn)貨市場取代,傳統(tǒng)意義上的調(diào)峰服務(wù)也將逐漸退出歷史舞臺(tái)。
四、輔助服務(wù)交易
雙邊合同的執(zhí)行偏差需要國家電網(wǎng)兜底,以確保系統(tǒng)整體供需保持平衡,而國家電網(wǎng)在維持系統(tǒng)平衡過程中所扮演角色是經(jīng)過政府授權(quán)的,具體措施主要在平衡與結(jié)算規(guī)則里規(guī)定。類似于電能量交易,發(fā)電商也能通過談判和競價(jià)等形式賣出各類服務(wù),一般而言,發(fā)電商出售輔助服務(wù)時(shí)通常會(huì)得到兩筆費(fèi)用:容量費(fèi)用和使用費(fèi)用。
輔助服務(wù)的最小時(shí)段為半小時(shí),并以此作為結(jié)算周期。市場成員之間簽約并在每個(gè)結(jié)算周期之前1小時(shí)將合同約定執(zhí)行的詳細(xì)信息報(bào)送國家電網(wǎng)。這些信息包括供需關(guān)系、預(yù)計(jì)發(fā)用電功率以及買賣報(bào)價(jià)等。然后,基于綜合報(bào)價(jià)信息,國家電網(wǎng)就可以調(diào)用各種服務(wù)。
我國目前的輔助服務(wù)責(zé)任主要由發(fā)電企業(yè)承擔(dān),通過采取強(qiáng)制提供、按需調(diào)用、事后補(bǔ)償?shù)确绞?,在一定程度上激發(fā)了發(fā)電企業(yè)參與提供輔助服務(wù)的積極性。隨著我國電力改革的深入,輔助服務(wù)市場化也將成為必然趨勢,現(xiàn)有輔助服務(wù)的分類和技術(shù)要求亟待進(jìn)一步細(xì)化。改革初期,借鑒英國對部分輔助服務(wù)采取中長期招標(biāo)獲取的方式,雖然不足以保證全局經(jīng)濟(jì)性最優(yōu),仍不失為一種實(shí)操性較強(qiáng)的實(shí)現(xiàn)路徑。
五、輔助服務(wù)費(fèi)用分?jǐn)?/b>
英國國家電網(wǎng)首先通過系統(tǒng)平衡使用費(fèi)(BSUoS)回收調(diào)用平衡機(jī)制和輔助服務(wù)產(chǎn)生的成本。該費(fèi)用是基于發(fā)用雙方在接入點(diǎn)的上網(wǎng)或下網(wǎng)電量按固定比率征收的,并根據(jù)網(wǎng)損有所微調(diào)。具體核算工作由國家電網(wǎng)的子公司Elxon完成,該公司相當(dāng)于一個(gè)主營平衡機(jī)制和輔助服務(wù)業(yè)務(wù)的交易中心。國家電網(wǎng)把調(diào)用信息發(fā)送給Elxon公司,后者會(huì)根據(jù)偏差結(jié)算定價(jià)規(guī)則,對各種平衡手段進(jìn)行更為詳細(xì)的分類、標(biāo)記、以及重新定價(jià)(針對某些特定的平衡手段),最后計(jì)算出偏差結(jié)算價(jià)格。Elxon公司根據(jù)每一個(gè)市場成員的相對合同約定電力曲線的偏差對整個(gè)系統(tǒng)帶來的影響向其收費(fèi)。設(shè)計(jì)不平衡費(fèi)用是為了激勵(lì)發(fā)電商和供電商在結(jié)算周期之前根據(jù)合同約定主動(dòng)實(shí)現(xiàn)自身平衡。
國家電網(wǎng)對每種輔助服務(wù)的可用量確定一個(gè)范圍,以應(yīng)對不同情況的發(fā)生。2014-2015年度,總成本中超過50%是用來支付頻率響應(yīng)和各種備用服務(wù)的。這些服務(wù)通常在國家電網(wǎng)面對短期供需不匹配時(shí)被調(diào)用,例如主力發(fā)電機(jī)組發(fā)生臨時(shí)故障的情況。大約40%的成本來自于為滿足地區(qū)網(wǎng)絡(luò)約束,對發(fā)電機(jī)組發(fā)出調(diào)整出力的指令。
隨著約束成本上升,