國網(wǎng)能源院新能源與統(tǒng)計研究所持續(xù)跟蹤新能源調(diào)度運行與市場交易創(chuàng)新專題，開展了新能源調(diào)度運行分析與優(yōu)化、新能源市場交易分析與評估、新能源政策對市場交易的影響、適應高比例新能源接入的電力市場建設等方向研究，實現(xiàn)從理論分析到落地應用的貫通。本專欄將圍繞新能源調(diào)度運行和市場交易的國際經(jīng)驗、我國實踐與成效、未來發(fā)展趨勢等，結(jié)合相關成果和研究思考與讀者進行交流分享。
（來源：微信公眾號“中國電力”ID：ELECTRIC-POWER）
文章導讀：從交易時間尺度來看，新能源跨省跨區(qū)交易包括中長期交易和跨區(qū)現(xiàn)貨交易，其中跨區(qū)現(xiàn)貨交易主要針對存在新能源發(fā)電受阻地區(qū)的棄風棄光電力交易。通過開展新能源富余電力現(xiàn)貨交易，有效提高了新能源消納能力。本文首先分析了我國新能源跨省區(qū)消納現(xiàn)貨交易機制現(xiàn)狀，然后考慮到我國電力市場建設實際，設計了兩種可以促進新能源跨省區(qū)消納的市場機制，最后結(jié)合典型案例分析了本文所提機制的有效性。
不同新能源跨省區(qū)現(xiàn)貨交易模式對新能源消納影響分析
執(zhí)筆人：袁偉、雷雪姣
國網(wǎng)能源院新能源與統(tǒng)計研究所
1 新能源跨省區(qū)消納現(xiàn)貨交易機制現(xiàn)狀
2017年8月15日，北京電力交易中心發(fā)布《跨區(qū)域省間富裕可再生能源電力現(xiàn)貨試點規(guī)則(試行)》，此次《規(guī)則》要求，跨區(qū)域現(xiàn)貨交易市場的賣方主體為送端電網(wǎng)內(nèi)水電、風電和光伏等可再生能源發(fā)電企業(yè)，買方主體為受端電網(wǎng)企業(yè)、大用戶、售電公司和火電企業(yè)，輸電方為電網(wǎng)公司。通過跨區(qū)域現(xiàn)貨交易，充分利用通道資源和全網(wǎng)調(diào)節(jié)能力，提高電網(wǎng)整體可再生能源消納水平。
通過開展新能源富余電力現(xiàn)貨交易，有效提高了新能源消納能力。然而新能源富余電力現(xiàn)貨交易當前主要通過跨區(qū)通道開展，交易范圍有限限制了交易總量，同時部分時段內(nèi)新能源發(fā)電功率預測偏差導致現(xiàn)貨交易難以執(zhí)行?？鐓^(qū)域現(xiàn)貨主要利用當前跨區(qū)直流通道的剩余輸電能力，交易對象為本地區(qū)無法消納的新能源棄風棄光。同時，因新能源發(fā)電出力個別時段預測偏差較大，通過現(xiàn)貨的申報及執(zhí)行情況來看，新能源發(fā)電出力大部分時段預測較準，但也存在個別時段因為預測偏差較大導致現(xiàn)貨計劃無法調(diào)出，主要是風電預測偏差。
2 新能源跨省區(qū)市場化交易機制優(yōu)化
考慮到我國電力市場建設實際，近期跨省區(qū)市場模式主要是中長期物理合約+省間增量現(xiàn)貨模式。因此，以該模式為基礎設計促進新能源跨省區(qū)消納的市場機制。
優(yōu)化機制1：省間增量現(xiàn)貨市場機制
在市場主體方面，參與省間現(xiàn)貨市場的市場主體可以分為送端市場主體和受端市場主體。送端市場主體主要包括水電、風電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電企業(yè)、火電企業(yè)及核電企業(yè)。受端市場主體主要是指受端電網(wǎng)企業(yè)。未來，逐步引入售電公司、電力用戶等受端市場主體。
在交易品種方面，省間現(xiàn)貨市場主要開展電能量交易。針對省間余缺電力，由送端各類發(fā)電企業(yè)（包括火電、水電、風電、光伏、核電等）和受端省級電網(wǎng)企業(yè)進行日前、日內(nèi)集中競價交易。
在組織方式方面，現(xiàn)貨市場中所有的省間交易均提交申報，采用發(fā)電側(cè)、購電測（受端電網(wǎng)公司）雙向報價。發(fā)電側(cè)可選擇兩種申報方式，一是價格接受者（或以零價）申報，因此將優(yōu)先出清；二是競價申報。由國調(diào)中心組織開展日前和日內(nèi)交易。
在出清和價格機制方面，購電價格和售電價格按照集中競價交易邊際出清價格確定。
省間增量現(xiàn)貨市場模式下跨省區(qū)消納原理如下圖所示。
圖1 省間增量現(xiàn)貨市場模式下跨省區(qū)消納示意圖
優(yōu)化機制2：同通道外送電量置換交易機制
現(xiàn)有中長期發(fā)電權(quán)交易多為在年度、月度交易，當新能源發(fā)電企業(yè)在預期出現(xiàn)消納困難時，與常規(guī)電源發(fā)電企業(yè)通過雙邊協(xié)商、掛牌等方式開展。由于發(fā)電權(quán)交易需在提前確定交易電量、未來還可能要求提前確定峰、谷、平交易曲線。因此，現(xiàn)有發(fā)電權(quán)交易雖然在一定程度上為新能源騰出發(fā)電空間，但并不一定能夠為新能源騰出輸電通道空間。
為新能源騰出發(fā)輸電空間，是有效促進新能源跨省區(qū)消納的關鍵。同通道外送電量置換交易作為一種新的發(fā)電權(quán)交易品種，可以實現(xiàn)這一效果。
在交易主體方面，新能源發(fā)電企業(yè)與同一區(qū)域內(nèi)的常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)，要求常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)具有跨省區(qū)外送交易合同電量，且新能源發(fā)電企業(yè)與常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)可以使用相同的跨區(qū)輸電通道實現(xiàn)電力外送。
在交易方式方面，可以通過雙邊協(xié)商、集中撮合或掛牌等方式進行。對于雙邊協(xié)商，新能源發(fā)電企業(yè)與常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)就轉(zhuǎn)讓的外送交易通道、轉(zhuǎn)讓的最大外送電力空間、轉(zhuǎn)讓價格達成一致。對于集中撮合或者掛牌交易，新能源發(fā)電企業(yè)在月度、數(shù)日前將申報信息提交到電力交易平臺，申報信息包括愿意購買的替代發(fā)電曲線和價格信息；常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)申報轉(zhuǎn)讓外送電力空間、跨省區(qū)外送轉(zhuǎn)讓通道、補償價格意愿，電力交易機構(gòu)根據(jù)申報情況進行集中撮合或形成掛牌交易結(jié)果。交易結(jié)果提交調(diào)度機構(gòu)安全校核后形成正式交易結(jié)果。
在交易執(zhí)行方面，在交易執(zhí)行日前或日內(nèi)時段，當通道已經(jīng)滿送，出現(xiàn)新增新能源外送需求時，根據(jù)交易置換結(jié)果，在常規(guī)電源中長期原外送交易計劃中，減去同通道外送電量置換部分，新能源中長期外送交易計劃中增加同通道外送交易電量置換部分，由新能源發(fā)電企業(yè)向常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)支付置換費用。如未出現(xiàn)新增新能源外送需求，則交易置換結(jié)果不執(zhí)行。
電量置換交易模式下跨省區(qū)消納原理如下圖所示。
圖2 電量置換交易模式下跨省區(qū)消納示意圖
3 不同新能源跨省區(qū)現(xiàn)貨交易模式效果分析
以國內(nèi)某典型省級電網(wǎng)為例，分析不同新能源跨省區(qū)現(xiàn)貨交易模式促進新能源消納效果。
（1）省間增量現(xiàn)貨交易機制效果分析
使用生產(chǎn)模擬方法，求解開展增量現(xiàn)貨市場后送端省份新能源全年消納情況，下表對比了開展省間增量現(xiàn)貨市場前后送端省份新能源全年消納的情況。
表1 開展省間增量現(xiàn)貨市場前后送端省份
新能源消納情況對比
從上表可以看到在開展省間增量現(xiàn)貨市場后，送端省份新能源消納利用水平明顯提高。在未開展省間增量現(xiàn)貨市場時，送端省份新能源限電率為11.62%，在開展省間增量現(xiàn)貨市場后，送端省份的新能源限電率下降到了3.9%。由于開展省間增量現(xiàn)貨市場交易，送端省份新能源消納量增加了31.11億kWh，新能源增加的這部分電量通過外送聯(lián)絡線送出。
下圖展示了開展省間增量現(xiàn)貨市場后，某一天內(nèi)跨省區(qū)聯(lián)絡線上的輸送功率情況及送端省份新能源限電情況。
圖3 跨省區(qū)聯(lián)絡線輸送功率情況
從上圖可以看出，在送端省份出現(xiàn)新能源棄電時，可以通過組織省間增量現(xiàn)貨交易，提高新能源外送電量，從而提高新能源利用率。省間增量現(xiàn)貨交易可以充分利用省間輸電通道富余容量空間，不僅可以提高送端省份的新能源利用率，還可以提高通道利用水平。但當送端省新能源棄電過多時，受限于省間通道安全容量約束，無法將全部的新能源棄電通過省間聯(lián)絡線送出。
（2）同通道外送電量置換交易機制效果分析
下表對比了開展電量置換交易前后送端省份新能源全年消納的情況。
表2 開展電量置換交易前后送端省份新能源消納情況對比
從上表可以看到在開展電量置換交易后，送端省份新能源消納利用水平有了一定提高。在未開展電量置換交易時，送端省份新能源限電率為11.62%，在開展電量置換交易后，送端省份的新能源限電率下降到了7.45%。由于開展電量置換交易，送端省份新能源消納量增加了16.79億kWh。該模式與省間增量現(xiàn)貨市場模式對比后，可以發(fā)現(xiàn)電量置換模式在增加新能源消納空間方面作用有限，該模式無法充分利用省間聯(lián)絡線通道富余容量，限制了新能源消納能力的進一步提升。
下圖展示了開展電量置換交易后，某一天內(nèi)跨省區(qū)聯(lián)絡線上的輸送功率情況及送端省份新能源限電情況。
圖4 跨省區(qū)聯(lián)絡線輸送功率情況
從上圖可以看出，在新能源棄電時段，通過開展新能源與常規(guī)電源電量置換交易，可以減少新能源棄電。但由于受到中長期物理合約電量的約束，可以用來做電量置換的空間有限，可能無法消納全部的新能源棄電。
