中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：當(dāng)前，我國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)正在加速推進(jìn)。電力輔助服務(wù)市場(chǎng)作為電力市場(chǎng)體系的重要組成部分，在保障電網(wǎng)安全可靠、促進(jìn)清潔能源消納、提高系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)與公平性方面發(fā)揮著重要作用。隨著我國(guó)電力市場(chǎng)化交易規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)試點(diǎn)建設(shè)逐步推開，清潔能源發(fā)展迅猛，需要適應(yīng)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)進(jìn)展對(duì)電力輔助服務(wù)市場(chǎng)進(jìn)行配套設(shè)計(jì)。歐洲、美國(guó)等的電力輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)起步相對(duì)較早，已經(jīng)形成了較為成熟的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)電力輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)具有一定啟示意義。
電力輔助服務(wù)的概念和特點(diǎn)
電力輔助服務(wù)指為維護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行、保證電能質(zhì)量，除正常電能生產(chǎn)、輸送、使用以外，由發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和電力用戶等提供的服務(wù)。常見電力輔助服務(wù)品種包括調(diào)頻、調(diào)峰、備用、調(diào)壓、黑啟動(dòng)等。其中，調(diào)峰是我國(guó)特有的電力輔助服務(wù)品種，其本質(zhì)是通過短時(shí)電力調(diào)節(jié)使發(fā)電出力匹配負(fù)荷的變化，實(shí)現(xiàn)電力電量的平衡。國(guó)外電力輔助服務(wù)市場(chǎng)中并沒有這個(gè)品種，一般通過現(xiàn)貨市場(chǎng)中的實(shí)時(shí)市場(chǎng)或平衡機(jī)制實(shí)現(xiàn)。
電力輔助服務(wù)產(chǎn)品與電力系統(tǒng)運(yùn)行緊密相關(guān)，與一般的電能量商品相比，具有一定特殊性，要求對(duì)輔助服務(wù)的價(jià)格和交易機(jī)制進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。
第一，電力輔助服務(wù)屬于“公共產(chǎn)品”。電力輔助服務(wù)應(yīng)用于整個(gè)電力系統(tǒng)，為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電發(fā)揮著重要作用，所有接入主體均是“受益者”。因此，輔助服務(wù)具有一定公共產(chǎn)品屬性。公共產(chǎn)品的成本可以通過“受益者”或“肇事者”兩方面回收。輔助服務(wù)成本可以由終端用戶分?jǐn)偅蚴怯稍斐上到y(tǒng)偏差的主體承擔(dān)。
第二，電力輔助服務(wù)成本構(gòu)成復(fù)雜、差異性大。輔助服務(wù)成本包括固定成本、變動(dòng)成本和機(jī)會(huì)成本。不同輔助服務(wù)品種的成本間，以及不同主體提供同一種輔助服務(wù)的成本間均存在一定差異。
第三，不同輔助服務(wù)品種之間具有替代性。以系統(tǒng)備用為例，不同類型的備用對(duì)系統(tǒng)價(jià)值不同，響應(yīng)時(shí)間越短的備用價(jià)值越高。高質(zhì)量的備用價(jià)格一般不低于低質(zhì)量的備用，而低質(zhì)量的備用可以被高質(zhì)量的備用替代。
國(guó)外電力輔助服務(wù)的提供方式
電力輔助服務(wù)是維護(hù)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行、保證電能質(zhì)量的重要保障。在國(guó)外成熟的電力市場(chǎng)中，對(duì)市場(chǎng)成員提供的輔助服務(wù)分為基本服務(wù)和有償服務(wù)，并將提供基本輔助服務(wù)作為發(fā)電企業(yè)和用戶參與電力市場(chǎng)的基本條件之一。根據(jù)輔助服務(wù)的品種特性不同，國(guó)外電力輔助服務(wù)的提供方式主要包括強(qiáng)制提供、長(zhǎng)期合約和集中競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)三種。
1. 強(qiáng)制提供：為保證系統(tǒng)安全，在發(fā)電機(jī)組接入時(shí)規(guī)定必須提供一定范圍內(nèi)的輔助服務(wù)，如一次調(diào)頻、一定范圍的無(wú)功調(diào)節(jié)等。在法國(guó)、意大利、西班牙等歐洲國(guó)家，發(fā)電機(jī)組需提供輸電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（TSO）所規(guī)定的一次調(diào)頻備用容量。強(qiáng)制提供輔助服務(wù)不一定代表免費(fèi)提供，系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)需要合理確定機(jī)組提供輔助服務(wù)的成本，以固定費(fèi)率對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。
2. 長(zhǎng)期合約：針對(duì)黑啟動(dòng)、無(wú)功調(diào)節(jié)等對(duì)機(jī)組有特殊能力要求或具有一定本地化特征的輔助服務(wù)品種，適宜采用長(zhǎng)期合約方式進(jìn)行采購(gòu)，由系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)確定需求后，通過雙邊協(xié)商或招標(biāo)方式確定輔助服務(wù)提供商并與其簽訂長(zhǎng)期合約，期限通常包括年度、半年、季度、月度等。如英國(guó)黑啟動(dòng)服務(wù)由英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司與輔助服務(wù)提供商簽訂長(zhǎng)期雙邊合約的方式進(jìn)行采購(gòu)，高級(jí)無(wú)功服務(wù)（Enhanced Reactive Power Service，ERPS）由英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司每6個(gè)月組織一次招投標(biāo)進(jìn)行采購(gòu)。
3. 集中競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)：一般適用于調(diào)頻、備用等市場(chǎng)供應(yīng)相對(duì)充足、需求隨時(shí)間變化的輔助服務(wù)品種，由系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)開設(shè)短期集中競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)進(jìn)行采購(gòu)。由于輔助服務(wù)成本結(jié)構(gòu)復(fù)雜，固定價(jià)格未能準(zhǔn)確反映不同機(jī)組提供不同質(zhì)量的輔助服務(wù)成本，因此采用市場(chǎng)化方式采購(gòu)輔助服務(wù)，有利于合理補(bǔ)償機(jī)組提供電力輔助服務(wù)的成本，進(jìn)一步激勵(lì)機(jī)組為系統(tǒng)運(yùn)行提供輔助服務(wù)。
國(guó)外電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的組織模式
由于部分電力輔助服務(wù)（如調(diào)頻、備用等）與電能量具有一定耦合性，需要考慮電力輔助服務(wù)市場(chǎng)與電能量市場(chǎng)的關(guān)系，其運(yùn)作方式在一定程度上取決于各國(guó)所采用的電力市場(chǎng)模式。從國(guó)外典型輔助服務(wù)市場(chǎng)的運(yùn)作模式來看，主要有電力輔助服務(wù)獨(dú)立交易方式和聯(lián)合優(yōu)化方式。
1. 獨(dú)立交易方式指電力輔助服務(wù)市場(chǎng)獨(dú)立于電能量市場(chǎng)運(yùn)行，常見于以歐洲為代表的分散式電力市場(chǎng)。在歐洲電力市場(chǎng)中，歐洲電力交易機(jī)構(gòu)與系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)分立，電力交易機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)日前、日內(nèi)現(xiàn)貨電能市場(chǎng)，系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)（TSO）負(fù)責(zé)運(yùn)行輔助服務(wù)市場(chǎng)，與電能量市場(chǎng)獨(dú)立運(yùn)行。以系統(tǒng)調(diào)頻和備用服務(wù)為例，通常由TSO根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需求事前進(jìn)行公開招標(biāo)（提前一天至半年）。調(diào)頻備用市場(chǎng)的出清與電能量市場(chǎng)完全解耦，中標(biāo)機(jī)組需要在參與電能量交易時(shí)保證預(yù)留出已中標(biāo)的備用容量待實(shí)時(shí)運(yùn)行調(diào)用。此外，在日內(nèi)交易結(jié)束后，部分國(guó)家（英國(guó)、法國(guó)等）調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)還運(yùn)行了平衡機(jī)制，為調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率偏差、緩解線路阻塞等提供市場(chǎng)化手段。發(fā)電機(jī)組可以在通過中長(zhǎng)期交易、日前和日內(nèi)交易所形成的發(fā)電計(jì)劃曲線基礎(chǔ)上參與平衡機(jī)制報(bào)價(jià)，通過為系統(tǒng)提供平衡服務(wù)進(jìn)一步獲得經(jīng)濟(jì)收益。
2. 聯(lián)合優(yōu)化方式指電力輔助服務(wù)市場(chǎng)與現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)聯(lián)合交易出清，常見于美國(guó)、澳大利亞等集中式電力市場(chǎng)。由于有功輔助服務(wù)與電能量之間存在一定替代關(guān)系，可以將各類輔助服務(wù)市場(chǎng)與電能量市場(chǎng)的決策過程統(tǒng)一進(jìn)行，以各市場(chǎng)的綜合購(gòu)買費(fèi)用最低為目標(biāo)。這樣不僅實(shí)現(xiàn)了購(gòu)買成本的最小化，而且在優(yōu)化過程中加入了約束條件。以美國(guó)PJM電力市場(chǎng)為例，參加輔助服務(wù)市場(chǎng)交易的機(jī)組在運(yùn)行日前一天連同電能量報(bào)價(jià)一起向PJM提交報(bào)價(jià)信息，輔助服務(wù)市場(chǎng)在實(shí)時(shí)運(yùn)行前一小時(shí)關(guān)閉。在此之前，機(jī)組可以修改報(bào)價(jià)信息。實(shí)時(shí)運(yùn)行過程中每5分鐘將輔助服務(wù)市場(chǎng)與電能量市場(chǎng)聯(lián)合出清一次，聯(lián)合出清的目標(biāo)為電能和輔助服務(wù)采購(gòu)總成本最小化。
國(guó)外電力輔助服務(wù)費(fèi)用的分?jǐn)倷C(jī)制
由于各國(guó)電力市場(chǎng)模式的差異性，各電力市場(chǎng)輔助服務(wù)費(fèi)用的分?jǐn)倷C(jī)制不同，總體來說分為發(fā)電企業(yè)承擔(dān)、終端用戶承擔(dān)和共同承擔(dān)三種方式。
1. 在發(fā)電企業(yè)之間進(jìn)行分?jǐn)?，并不將輔助服務(wù)費(fèi)用傳遞到用戶側(cè)。雖然從表面上來看，這種機(jī)制沒有將輔助服務(wù)費(fèi)用傳遞到終端用戶，實(shí)際上，發(fā)電企業(yè)在進(jìn)行電能報(bào)價(jià)時(shí)已經(jīng)考慮了其提供輔助服務(wù)的成本，因此，輔助服務(wù)費(fèi)用是隱性地傳遞到了用戶側(cè)，采用這種方式的國(guó)家主要是阿根廷。
2. 分?jǐn)偨o終端用戶。目前國(guó)外大多數(shù)國(guó)家都采用這種分?jǐn)倷C(jī)制，主要的分?jǐn)偡绞桨ㄝ旊娰M(fèi)用和系統(tǒng)調(diào)度專項(xiàng)費(fèi)用。美國(guó)PJM市場(chǎng)將調(diào)頻、備用輔助服務(wù)義務(wù)按照比例分配給負(fù)荷服務(wù)商（LSE）作為其調(diào)頻、備用義務(wù)。LSE可以通過自行提供或通過與第三方簽訂合同來履行自己的調(diào)頻、備用義務(wù)。若仍然無(wú)法完全履行其責(zé)任，可以從PJM輔助服務(wù)市場(chǎng)上購(gòu)買調(diào)頻、備用服務(wù)。
3. 由電力用戶和發(fā)電企業(yè)共同承擔(dān)。目前，國(guó)外電力市場(chǎng)中，只有澳大利亞電力市場(chǎng)采用這種方式。在澳大利亞電力市場(chǎng)中，調(diào)頻費(fèi)用由發(fā)電企業(yè)和電力用戶按照一定比例來分?jǐn)偂?
國(guó)外電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)與啟示
一是輔助服務(wù)的采購(gòu)和交易組織通常由系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。電力輔助服務(wù)的基本目的是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和電能質(zhì)量，與系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)的職責(zé)一致。系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)能夠詳細(xì)掌握各類輔助服務(wù)的需求信息，因此國(guó)外電力輔助服務(wù)市場(chǎng)通常由系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行機(jī)構(gòu)組織運(yùn)營(yíng)。例如，英國(guó)電力市場(chǎng)的輔助服務(wù)由英國(guó)國(guó)家電網(wǎng)公司（NGC）負(fù)責(zé)管理，北歐市場(chǎng)中輔助服務(wù)由各國(guó)輸電運(yùn)行機(jī)構(gòu)（TSO）管理，加州電力市場(chǎng)的輔助服務(wù)由CAISO負(fù)責(zé)管理。
二是結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)細(xì)分輔助服務(wù)產(chǎn)品，科學(xué)選擇相適應(yīng)的采購(gòu)方式。針對(duì)一次調(diào)頻、功率因數(shù)范圍內(nèi)的無(wú)功調(diào)節(jié)等品種，多數(shù)國(guó)家和地區(qū)采用義務(wù)提供方式，將提供此類輔助服務(wù)作為發(fā)電企業(yè)參與電力市場(chǎng)的基本條件之一。對(duì)于自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）、備用等品種，通常采用有償提供方式，對(duì)提供服務(wù)的市場(chǎng)成員進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，以提高市場(chǎng)成員提供系統(tǒng)輔助服務(wù)的積極性。競(jìng)爭(zhēng)程度較強(qiáng)的輔助服務(wù)品種可采用集中競(jìng)價(jià)或招標(biāo)方式采購(gòu)，其余品種可通過長(zhǎng)期合約形式購(gòu)買。
三是電力輔助服務(wù)市場(chǎng)模式要與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)模式相適應(yīng)。美國(guó)、澳大利亞等集中式市場(chǎng)模式將系統(tǒng)運(yùn)行和市場(chǎng)交易有機(jī)結(jié)合，因此選擇將電力輔助服務(wù)與現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)聯(lián)合優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行成本的最小化。為保證市場(chǎng)平穩(wěn)有序起步，在我國(guó)電力市場(chǎng)開展初期，可以采用有功輔助服務(wù)市場(chǎng)和電能量市場(chǎng)獨(dú)立交易的方式。隨著市場(chǎng)逐步發(fā)展成熟，可探索開展輔助服務(wù)與電能市場(chǎng)聯(lián)合優(yōu)化方式，進(jìn)一步促進(jìn)系統(tǒng)整體運(yùn)行最優(yōu)化。
四是明確輔助服務(wù)的受益主體，合理確定市場(chǎng)補(bǔ)償機(jī)制。目前，國(guó)外多數(shù)電力市場(chǎng)選擇將輔助服務(wù)成本傳導(dǎo)給用戶。例如，歐洲部分國(guó)家通過輸電費(fèi)或系統(tǒng)調(diào)度專項(xiàng)費(fèi)用將輔助服務(wù)成本傳導(dǎo)給用戶，美國(guó)PJM市場(chǎng)規(guī)定所有負(fù)荷服務(wù)商（LSE）需按照一定比例承擔(dān)調(diào)頻和備用義務(wù)。目前，我國(guó)輔助服務(wù)費(fèi)用僅在發(fā)電側(cè)分?jǐn)偂ｋS著市場(chǎng)體系和價(jià)格機(jī)制的逐步完善，需要探索向用戶公平合理分?jǐn)傒o助服務(wù)費(fèi)用的傳導(dǎo)機(jī)制，保證各方市場(chǎng)主體的經(jīng)濟(jì)利益和公平。
五是需要適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整不斷優(yōu)化輔助服務(wù)機(jī)制。隨著可再生能源比例的不斷提升，電力系統(tǒng)運(yùn)行呈現(xiàn)新的特點(diǎn)，各國(guó)電力市場(chǎng)正在積極探索引入爬坡類產(chǎn)品、系統(tǒng)慣性等新型輔助服務(wù)交易品種，滿足系統(tǒng)中對(duì)于具有快速爬坡能力、調(diào)節(jié)性能良好的電源需求，并通過市場(chǎng)化定價(jià)方式對(duì)此類機(jī)組進(jìn)行經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，進(jìn)一步促進(jìn)可再生能源消納。例如，美國(guó)加州電力市場(chǎng)已引入系統(tǒng)爬坡輔助服務(wù)品種，以應(yīng)對(duì)光伏發(fā)電給系統(tǒng)調(diào)節(jié)帶來的挑戰(zhàn)。美國(guó)德州、澳大利亞電力市場(chǎng)也在積極討論將系統(tǒng)慣性納入輔助服務(wù)品種的可能性。
（作者單位：國(guó)網(wǎng)能源研究院）
