中國儲能網(wǎng)訊：曾幾何時，新能源消納困難、棄電率居高不下，是困擾西北電力運(yùn)行和新能源健康發(fā)展的一大頑疾，以2016年為例，新能源裝機(jī)規(guī)模7366萬千瓦，棄電率29.2%。2018年，西北電力運(yùn)行傳來好消息，截至發(fā)稿前，新能源裝機(jī)規(guī)模8458萬千瓦，棄電率14.35%，比2016年棄電率下降了近15個百分點(diǎn)，這得益于國家對西北新能源發(fā)展的宏觀調(diào)控，同時也是西北電力輔助服務(wù)管理和市場建設(shè)等工作成果的直接體現(xiàn)。
我國最早嘗試建立電力輔助服務(wù)市場始于東北區(qū)域。2003年，原國家電監(jiān)會批復(fù)東北試點(diǎn)區(qū)域電力市場建設(shè)，其試點(diǎn)方案中確定了從建立補(bǔ)償機(jī)制到競爭性輔助服務(wù)市場兩步走的路線，2006年5月東北電力市場試點(diǎn)停止了運(yùn)行。直到2006年11月，國家電監(jiān)會印發(fā)了《發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定》（電監(jiān)市場[2006]42號）和《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理暫行辦法》（電監(jiān)市場[2006]43號），這兩個文件正式開啟了我國電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制建設(shè)的前期探索。此后，各地依照這兩個文件的精神，制定了本區(qū)域的《發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》和《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》（簡稱“兩個細(xì)則”），對提供輔助服務(wù)的發(fā)電機(jī)組給予一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償。
在我國電力綠色轉(zhuǎn)型加速的當(dāng)下，隨著風(fēng)電和太陽能發(fā)電的大規(guī)模發(fā)展，以及熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組占比提高，電力系統(tǒng)的調(diào)頻、調(diào)峰等壓力倍增。尤其是在全國電力供需相對寬松的新形勢下，多因素疊加引發(fā)了越來越嚴(yán)重的“三棄”現(xiàn)象。為充分發(fā)揮市場配置資源的作用，進(jìn)一步促進(jìn)新能源消納， 2017年11月，國家能源局下發(fā)《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場）機(jī)制工作方案》，對我國電力輔助服務(wù)市場建設(shè)進(jìn)行了部署。此前，國家批復(fù)了東北區(qū)域試點(diǎn)和福建試點(diǎn)，廣東、寧夏、甘肅、山西等省出臺了具體的建設(shè)方案或征求意見，探索電力輔助服務(wù)市場建設(shè)已成為我國深化電力體制改革和推進(jìn)電力可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
新能源“雙升雙降”
沒有改變西北電力市場的基本特征
2017年以來，西北新能源消納取得了新突破。截至2018年9月底，西北新能源發(fā)電量1033.67億千瓦時，增長24.05%；棄電量173.16億千瓦時，降低20.91%；棄電率降至14.35%；連續(xù)21個月保持“雙升雙降”。
國家電網(wǎng)西北電力調(diào)控分中心相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，西北新能源實(shí)現(xiàn)“雙升雙降”是多因素共同促成的結(jié)果。既有國家對新能源發(fā)展紅色預(yù)警區(qū)域的設(shè)定，也有外送通道的擴(kuò)建，還有電網(wǎng)調(diào)度管理提升和技術(shù)進(jìn)步，但是更主要的是西北區(qū)域內(nèi)部挖潛，火電機(jī)組通過市場化手段參與調(diào)峰，為新能源消納釋放了市場空間，在局部地區(qū)產(chǎn)生了很好的效果。特別是西北區(qū)域自備電廠參與發(fā)電權(quán)替代，新能源消納能力大大提升。
“三棄”問題得到了緩解，該負(fù)責(zé)人同時也表示，西北電力市場的特征并沒有發(fā)生根本性變化，發(fā)展中諸多矛盾也沒有很好地解決，還可能隨著新能源裝機(jī)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大而爆發(fā)。西北電力市場特征之一是“一大一小”，大送端，西北已經(jīng)投運(yùn)7條特高壓直流，共3710萬千瓦的輸送容量，在建2條特高壓直流，共2200萬千瓦的輸送容量；小市場，內(nèi)部市場偏小，2017年西北電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)統(tǒng)調(diào)負(fù)荷8148萬千瓦，年用電量5931.83千瓦時。特征之二是“三高”，新能源占比高，電力總裝機(jī)2.38億千瓦，其中新能源裝機(jī)8461萬千瓦，占總裝機(jī)的34.5%；大工業(yè)負(fù)荷占比高，青海、甘肅、寧夏、新疆大工業(yè)負(fù)荷占比高達(dá)80%，如果協(xié)調(diào)好了源網(wǎng)荷，大工業(yè)負(fù)荷對新能源消納有好處。有的負(fù)荷具備參與調(diào)節(jié)能力，由于缺乏政策激勵與經(jīng)濟(jì)手段，負(fù)荷側(cè)參與的積極性不高。三是市場集中度高，發(fā)電側(cè)存在，用戶側(cè)也存在，大用戶集中度達(dá)50%，在中長期交易中可能形成價格聯(lián)盟。特征之三兩個失衡。裝機(jī)發(fā)用電比失衡，西北電網(wǎng)新能源裝機(jī)容量已達(dá)8458萬千瓦，與全網(wǎng)最大用電負(fù)荷（8484萬千瓦）基本持平，調(diào)峰矛盾日益突出。預(yù)計“十三五”末全網(wǎng)新能源裝機(jī)將達(dá)1.1億千瓦，超過用電規(guī)模，對電網(wǎng)調(diào)峰資源的需求進(jìn)一步增大。調(diào)峰能力失衡，西北火電機(jī)組中29%為自備電廠，基本不參與調(diào)峰，39%為供熱機(jī)組，調(diào)峰能力極為有限。黃河梯級水庫受來水影響，在防洪調(diào)度等特殊階段，水電無法參與新能源調(diào)峰。同時，缺少市場化手段推動網(wǎng)內(nèi)機(jī)組的靈活性改造及調(diào)峰積極性。西北電力系統(tǒng)調(diào)峰矛盾不但體現(xiàn)在各省內(nèi)部，同時也體現(xiàn)在各省之間。
由于資源稟賦特征以及規(guī)模效益的客觀要求，未來主導(dǎo)西北新能源發(fā)展的還會是集中式的大型基地，火電用于系統(tǒng)備用調(diào)峰的功能會越來越突出，水電參與調(diào)峰的幅度也會越來越大。傳統(tǒng)電源參與備用調(diào)峰，電量效益會降低，投資的激勵機(jī)制如何設(shè)計？同時電網(wǎng)也存在這個問題，建設(shè)新能源特高壓輸送專用通道，電量效益也會不大，電網(wǎng)投資如何回收？因此，進(jìn)一步建立和健全電力輔助服務(wù)市場是促進(jìn)西北新能源可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。
隨著電力系統(tǒng)發(fā)展
而不斷完善的“兩個細(xì)則”
2017年，西北區(qū)域“兩個細(xì)則”運(yùn)行結(jié)果中輔助服務(wù)補(bǔ)償金額合計50億元，考核23億元、分?jǐn)?7億元，最大的補(bǔ)償項(xiàng)目是旋轉(zhuǎn)備用補(bǔ)償，占了補(bǔ)償里面近一半比例。西北能監(jiān)局市場處相關(guān)負(fù)責(zé)人在接受本刊記者采訪時說，西北區(qū)域在原國家電監(jiān)會發(fā)布的兩個文件基礎(chǔ)上，已先后頒布了3個版本的“兩個細(xì)則”。第一版“兩個細(xì)則”在2009年4月頒布開始實(shí)施，后來分別在2012年1月、2015年10月頒布了第二版、第三版；第四版“兩個細(xì)則”已完成模擬測算和修訂完善工作，將于今年第四季度頒布實(shí)施?！皟蓚€細(xì)則”的發(fā)布實(shí)施對規(guī)范發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行、補(bǔ)償輔助服務(wù)成本、促進(jìn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了積極作用。但是，隨著西北電力系統(tǒng)不斷發(fā)展、新能源規(guī)模持續(xù)增長、市場建設(shè)工作不斷深化，“兩個細(xì)則”這種通過規(guī)則明確補(bǔ)償力度的機(jī)制難以反映輔助服務(wù)不斷變化的市場價值，也難以調(diào)動市場主體進(jìn)一步提供輔助服務(wù)的積極性。該負(fù)責(zé)人指出，隨著輔助服務(wù)市場建設(shè)的不斷推進(jìn)，兩個細(xì)則中的相關(guān)補(bǔ)償內(nèi)容將逐步交給市場機(jī)制，最終實(shí)現(xiàn)市場對資源進(jìn)行優(yōu)化配置。同時，“兩個細(xì)則”目前還不能完全退出，而是應(yīng)該不斷適應(yīng)電網(wǎng)和發(fā)電的發(fā)展和變化進(jìn)行調(diào)整和完善。在修訂第四版“兩個細(xì)則”時，除了繼續(xù)修正完善考核和補(bǔ)償力度外，還突出了新能源權(quán)責(zé)對等、考核與補(bǔ)償相結(jié)合的原則，引導(dǎo)新能源企業(yè)做好自身工作，不斷促進(jìn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
輔助服務(wù)市場建設(shè)：
從省內(nèi)到跨省、從調(diào)峰到多品種交易
西北能監(jiān)局市場處相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，2017年西北區(qū)域的甘肅、寧夏、新疆三個省級輔助服務(wù)市場建設(shè)試點(diǎn)工作陸續(xù)得到國家能源局批復(fù)同意，2018年以來均已經(jīng)進(jìn)入運(yùn)行。以寧夏為例，2018年5月4日，西北能源監(jiān)管局在銀川召開了寧夏電力輔助服務(wù)市場試運(yùn)行啟動會，寧夏電力輔助服務(wù)市場正式進(jìn)入試運(yùn)行。截至8月底，寧夏新增調(diào)峰容量123萬千瓦，深調(diào)補(bǔ)償電量9143.42萬千瓦時，補(bǔ)償費(fèi)用4032.95萬元，均價0.4411元/千瓦時，降低新能源棄電率0.5個百分點(diǎn)。甘肅、新疆輔助服務(wù)市場也取得了較好的成效。
8月，西北能源監(jiān)管局啟動了青海輔助服務(wù)市場建設(shè)工作，計劃2019年進(jìn)入試運(yùn)行，目前正在各省市場的基礎(chǔ)上著力推進(jìn)西北區(qū)域電力輔助服務(wù)市場建設(shè)工作，主要原則是堅(jiān)持市場化改革方向，適應(yīng)西北電力工業(yè)發(fā)展客觀要求和電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需求，遵循區(qū)域總體規(guī)劃、有序分步試點(diǎn)的路線，進(jìn)一步發(fā)揮市場配置資源的決定性作用，實(shí)現(xiàn)輔助服務(wù)的價格發(fā)現(xiàn)，建立并網(wǎng)發(fā)電企業(yè)、電力大用戶等各類市場主體參與區(qū)域輔助服務(wù)的市場化補(bǔ)償機(jī)制，調(diào)動各市場主體參與輔助服務(wù)的積極性，促進(jìn)新能源電量上網(wǎng)消納，保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
西北電力輔助服務(wù)市場建設(shè)具體分兩個階段，第一階段（2018年底前）：實(shí)現(xiàn)跨省調(diào)峰試點(diǎn)市場試運(yùn)行，初期以大容量、調(diào)峰能力較強(qiáng)的西北電力調(diào)控分中心直調(diào)火電機(jī)組、大型水電機(jī)組及虛擬儲能提供商（大型自備企業(yè)及直流配套電源等）為試點(diǎn)，建設(shè)跨省調(diào)峰輔助服務(wù)市場。第二階段（2019年及以后）：按照“成熟一個品種、納入一個品種”的原則，首先將網(wǎng)內(nèi)有一定調(diào)節(jié)能力的省調(diào)常規(guī)能源機(jī)組納入跨省調(diào)峰輔助服務(wù)市場。其次，根據(jù)西北電力市場化進(jìn)程，逐步增加調(diào)頻等交易品種，及抽水蓄能、電儲能、大用戶、售電公司等市場主體。同時，根據(jù)電力現(xiàn)貨市場等進(jìn)展情況，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)貨市場的有序銜接、平穩(wěn)過渡。
第一階段的跨省調(diào)峰市場品種暫定為有償調(diào)峰交易、啟停調(diào)峰交易和虛擬儲能交易三種。通過跨省調(diào)峰輔助服務(wù)市場建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資源在更大范圍優(yōu)化配置、通過大電網(wǎng)互濟(jì)促進(jìn)新能源消納、實(shí)現(xiàn)新能源電量上網(wǎng)和火電企業(yè)盈利的共贏。據(jù)測算，跨省市場正式運(yùn)行后，西北電網(wǎng)日均可跨省支援調(diào)峰電力約95萬千瓦，全年新能源可增發(fā)電量20.8億千瓦時，增加調(diào)峰收益約6.24億元。
該負(fù)責(zé)人指出，西北跨省調(diào)峰輔助服務(wù)市場嚴(yán)格意義上是增量市場，是省內(nèi)調(diào)峰市場的有益補(bǔ)充，不會影響省內(nèi)調(diào)峰輔助服務(wù)市場的正常運(yùn)行。省內(nèi)市場是基礎(chǔ)，在規(guī)則設(shè)計上優(yōu)先于跨省市場的組織實(shí)施，市場主體在自愿的條件下參與市場。
虛擬儲能實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益
和經(jīng)濟(jì)效益的最大化
西北電網(wǎng)在國內(nèi)首創(chuàng)自備電廠虛擬儲能模式，運(yùn)用市場手段，靈活轉(zhuǎn)換自備電廠企業(yè)用電、發(fā)電兩種角色，產(chǎn)生新能源靈活存取電的大規(guī)模虛擬儲能效果。在不新增儲能設(shè)施的情況下，當(dāng)新能源大發(fā)且面臨限電時，通過減少虛擬儲能提供商機(jī)組發(fā)電出力儲存新能源電量；在新能源小發(fā)且系統(tǒng)有消納空間時，增加虛擬儲能提供商機(jī)組發(fā)電出力實(shí)現(xiàn)新能源能的支取。
為提升區(qū)域內(nèi)資源優(yōu)化配置能力和配置效率，將虛擬儲能納入跨省調(diào)峰輔助服務(wù)市場。當(dāng)虛擬儲能提供商參與本省調(diào)峰后仍有增量調(diào)節(jié)能力時，可為新能源大發(fā)省份提供調(diào)峰服務(wù)，獲取相關(guān)收益。前期開展的跨省虛擬儲能參與日前市場，儲能費(fèi)采取定價模式，由國家電網(wǎng)西北電力調(diào)控分中心根據(jù)市場需求進(jìn)行虛擬儲能的調(diào)用。
為做好虛擬儲能交易，國家電網(wǎng)公司西北分部首先對全網(wǎng)內(nèi)的自備電廠進(jìn)行了摸底調(diào)查，全面掌握了各自備企業(yè)的裝機(jī)結(jié)構(gòu)、上下網(wǎng)能力、負(fù)荷大小特性、替代意愿等具體情況。目前，西北電網(wǎng)自備電廠155座，其中發(fā)電部分288臺機(jī)組，總裝機(jī)3817萬千瓦，占到西北發(fā)電總裝機(jī)的29.53%，用戶總負(fù)荷2711萬千瓦，全網(wǎng)自備電廠實(shí)際下網(wǎng)最大功率約在400萬千瓦水平，自備電廠可釋放的調(diào)峰潛力巨大。
虛擬儲能是在不影響企業(yè)原有電量的基礎(chǔ)上，增加了儲能費(fèi)的額外收益，達(dá)到了以經(jīng)濟(jì)手段激勵自備電廠和配套電源參與調(diào)峰。隨著參與虛擬儲能交易的企業(yè)逐步增多，下一步虛擬儲能費(fèi)將采用競價方式確定，體現(xiàn)了市場優(yōu)化配置電力資源的功能。據(jù)測算，通過自備電廠虛擬儲能，可釋放全網(wǎng)900萬千瓦調(diào)峰能力，相當(dāng)于建設(shè)百萬千瓦級抽水蓄能電站9座，節(jié)省國家投資約600億元,可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益和社會效益的最大化。
進(jìn)一步完善電價機(jī)制和開放市場
將有效促進(jìn)新能源消納
國家電網(wǎng)西北電力調(diào)控分中心相關(guān)負(fù)責(zé)人指出，跨省調(diào)峰輔助服務(wù)是充分發(fā)揮市場資源配置作用，利用市場手段跨省消納清潔能源、有助于打破省間壁壘。同時通過市場機(jī)制有助于發(fā)現(xiàn)省間供求關(guān)系和市場價格，引導(dǎo)電源和電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)。根據(jù)電力輔助服務(wù)市場試運(yùn)行情況，有三方面問題制約當(dāng)前電力輔助服務(wù)市場建設(shè)。
一是峰谷電價與大工業(yè)負(fù)荷的可調(diào)節(jié)性不匹配。市場交易是否活躍，取決于電價政策，而現(xiàn)行的峰谷電價，不利于可調(diào)節(jié)的大工業(yè)負(fù)荷參與電力系統(tǒng)調(diào)峰。當(dāng)前，西北電網(wǎng)范圍內(nèi)，新能源發(fā)電裝機(jī)容量為8458萬千瓦，占西北電力總裝機(jī)比重的31.85%。其中光伏裝機(jī)3692.4萬千瓦，占比為13.91%，風(fēng)電裝機(jī)4765.2萬千瓦，占比17.95%。光伏發(fā)電時段為早上9點(diǎn)到下午5點(diǎn)，而這個時段按現(xiàn)行峰谷電價政策是高峰電價，這樣可調(diào)節(jié)的大工業(yè)負(fù)荷用戶不愿多用電，用戶需求響應(yīng)跟不上，當(dāng)白天光伏發(fā)電負(fù)荷大量上升后，即使把火電壓到最低甚至停機(jī)，還常常發(fā)生棄電。就此，該負(fù)責(zé)人提出，應(yīng)該根據(jù)新能源發(fā)電的特性，把光伏發(fā)電比例較高、新能源消納壓力較大省份的峰谷電價時段作相應(yīng)調(diào)整，將早上9點(diǎn)到下午5點(diǎn)的峰段變?yōu)楣榷?，以促進(jìn)具備調(diào)節(jié)能力的大工業(yè)企業(yè)提高用電負(fù)荷、減少棄風(fēng)棄光。今年青海的“綠電9日”期間，青海省將峰谷電價時段作了臨時調(diào)整，收到了很好的效果。峰谷電價政策的不匹配在西北區(qū)域越來越明顯，隨著我國新能源比例越來越高，這個問題會從西北向全國擴(kuò)散，價格主管部門應(yīng)該重視這個問題。
二是輸配電價制約電力輔助服務(wù)的可持續(xù)性。開展虛擬儲能交易，當(dāng)新能源供應(yīng)不足時，自備電廠開機(jī)，向電網(wǎng)輸送電量（上網(wǎng)），保障電量不變，純意義上的調(diào)峰，規(guī)避了上下網(wǎng)不同的電價政策，給予一定的虛擬儲能費(fèi)。國家電網(wǎng)西北電力調(diào)控分中心相關(guān)負(fù)責(zé)人指出，由于西北網(wǎng)內(nèi)自備電廠發(fā)電成本低，其上網(wǎng)電價才兩毛左右，扣除輸配電價一毛多，新能源通過發(fā)電權(quán)替代才得幾分錢利益。當(dāng)新能源的棄電率降到5%后，加上“5·31”新政后新能源沒有了國家補(bǔ)貼，其參與市場交易會因?yàn)閮r格問題而不可持續(xù)。該負(fù)責(zé)人建議，可以參照國家對清潔能源供暖的優(yōu)惠政策，對參與調(diào)峰的輸配電價實(shí)行靈活變通。對于存量部分,執(zhí)行國家核定的省級電網(wǎng)輸配電價保持不變，對于增量部分,省級電網(wǎng)企業(yè)的輸配電價則給予適當(dāng)打折。這樣，存量收益有保障，新增量收益打折（只要沒有新增電網(wǎng)投資），是可行的。
三是儲能政策制約電力輔助服務(wù)市場開放性。隨著儲能技術(shù)不斷發(fā)展，儲能的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢逐步明顯，青海已經(jīng)把儲能產(chǎn)業(yè)作為電力發(fā)展的一個亮點(diǎn)。但在現(xiàn)行政策框架內(nèi)，儲能項(xiàng)目只能依附在發(fā)電側(cè)或者用戶側(cè)，而不能作為獨(dú)立的市場主體進(jìn)入電力市場，既制約了儲能產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，同時又影響了電力輔助服務(wù)市場的開放性。在國外成熟的電力市場里，儲能項(xiàng)目作為輔助服務(wù)提供商是開放的。西北能監(jiān)局市場監(jiān)管處相關(guān)負(fù)責(zé)人建議，政府主管部門應(yīng)進(jìn)一步制定相關(guān)的支持性政策，準(zhǔn)許儲能企業(yè)以獨(dú)立運(yùn)營商身份進(jìn)入市場，同時進(jìn)一步完善儲能項(xiàng)目的涉網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行規(guī)范以及安全機(jī)制，逐步掃除儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙，切實(shí)將儲能的技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為市場優(yōu)勢，服務(wù)于電力行業(yè)健康有序發(fā)展。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2018年10期，作者系本刊記者
