燃煤火电机组深度调峰交易收益测算模型与分析

张彬 赵金涛 崔燕君

摘 要：本文分析解读了河南电力辅助服务交易规则，建立数据库，对不同等级机组参与深度调峰交易结果进行大数据分析，最后提出火电机组参与电力调峰辅助服务成本、收益核算的模型。

关键词：辅助服务;测算模型;成本;收益;供电煤耗;深调煤耗

中图分类号：TM721文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）34-0076-04

Calculation Model and Analysis of the Revenue of Depth

Peak-Adjusting Operation of Coal-Fired Thermal Power Units

ZHANG Bin ZHAO Jintao CUI Yanjun

（Henan Electric Power Co.， Ltd.， Pingdingshan Power Generation Branch，Pingdingshan Henan 467312）

Abstract： This paper analyzed and interpreted the relevant rules of Henan electric power auxiliary service transaction， established a database and conduct big data analysis to the results of different installed capacity thermal power units participating in electricity peak adjustment auxiliary service， and put forward the cost and Income calculation model of thermal power units participating in electricity peak adjustment auxiliary service.

Keywords： peak shaving service;calculation model;cost;benefit;the power supply coal consumption rate;depth peak-shaving coal consumption rates

电力调峰辅助服务交易包括机组深度调峰交易、火电应急启停交易等。其中，深度调峰交易主要是通过降低火电机组出力，解决风电、光伏清洁能源发展与弃风、弃光的矛盾，为新能源消纳提供空间[1]。为完善和深化河南省电力调峰辅助服务分担机制，发挥市场在资源配置中的决定性作用，提升风电、光伏等清洁能源的消纳空间，提高河南电网调峰能力，2019年8月20日，河南能源监管办制定印发《河南电力调峰辅助服务交易规则（试行）》，并于2020年1月1日启动河南省电力调峰辅助服务交易正式运行。

1 电力调峰辅助服务交易规则解读

1.1 交易主体

电力调峰辅助服务坚持谁受益、谁承担的原则，按需调用，公平调度。深度调峰交易开展初期，卖方暂为统调公用燃煤火电机组，买方为集中式风电和光伏，以及出力未减到有偿调峰基准的统调公用燃煤火电机组[2]。

1.2 深度调峰交易补偿基准及价格机制

火电机組有偿调峰基准为初始额定容量的50%，机组采用“阶梯式”负荷率分段式报价，实行日前报价，统一出清，按台次结算，发电机组参与深度调峰辅助服务交易，不影响机组原有合同电量的执行，具体报价基准见表1。

1.3 深度调峰交易费用核算机制

根据规则，深度调峰期间省网发电机组深度调峰辅助服务费用计算方式如下：

第一，机组深度调峰服务费=该机组各分段区间对应深度调峰电量与各分段区间对应出清价格乘积的合计数。

第二，深度调峰交易电量是指火电机组在各深度调峰分档区间内平均负荷率低于50%形成的未发电量。

第三，全网深度调峰服务费=K*∑（机组各分段区间对应深度调峰交易电量与各分段区间对应出清价格乘积的合计数）。K为合理调控调峰辅助服务费总盘子设置的调节系数，取值0～2，具体根据市场运行实际情况对K进行调节。

2 深度调峰对火电机组安全经济的影响

2.1 深度调峰对火电机组运行安全的影响

深度调峰期间，机组负荷率低，锅炉方面低负荷风量偏高难以控制，容易引起排烟温度低，造成低温腐蚀，同时存在低负荷燃烧不稳、给水流量波动大等问题[3]。汽轮机方面主要是低负荷需要退出一台汽动给水泵旋转备用，备用期间汽动给水泵的前置泵有窜轴现象;深度调峰期间汽轮机低压缸进汽量减少，鼓风摩擦损失增大，低压缸排汽温度升高[3]。

2.2 深度调峰对火电机组经营指标的影响

刘国福等人的研究结果表明，机组负荷率每降低1个百分点影响供电煤耗升高0.37 g/kWh[4];高宽等人指出，当机组负荷率下限由50%下调到40%时，汽轮机热耗上升2.0%～4.0%，影响供电煤耗升高8～14 g/kWh[5];吴瑞康等人的最新研究结果表明，1 000 MW超超临界机组负荷率由50%降低到40%，机组供电煤耗升高22.4 g/kWh[6]。

某公司2×1 000 MW超超临界机组参与深度调峰前后机组能耗指标变化情况如下：2020年2月，该公司#2机组参与电网深度调峰的调峰深度下限为35%，当月机组平均负荷率46%，同比降低21.33个百分点;发电厂用电率4.19%，同比上升1.08个百分点;供电煤耗305 g/kWh，同比升高16.89 g/kWh。可见，深度调峰对煤电机组供电煤耗指标有较大影响，进而造成发电成本大幅升高。

3 省网机组深度调峰数据分析

本文建立了省网400家并网运行电厂（站）深度调峰交易数据库，并对参与深度调峰交易的42家300 MW及以上等级燃煤火电厂的深度调峰数据进行了分析。

3.1 分等级机组深调交易电量情况分析

为便于对比不同等级机组参与深度调峰的能力，本文引入深调电量折算小时数和深调影响负荷率这两个概念。深调电量折算小时数为统计周期内机组累计深度调峰交易电量折算的利用小时数，深调影响负荷率为统计周期内机组累计深度调峰交易电量与统计周期内机组额定发电能力的比值。在所建立的数据库中，若机组某天深度调峰交易电量大于0，则认为该机组当日参与深度调峰交易。

表2至表4是2020年2月份河南省1 000、600、300 MW燃煤火电机组深调交易电量情况。由表2可知，2月份1 000 MW机组深调电量折算小时数为1.63 h，深调影响负荷率为6.80%;从表3可知，600 MW机组深调电量折算小时数为1.61 h，深调影响负荷率为6.69%;从表4可知，300 MW机组深调电量折算小时数为1.0 h，深调影响负荷率为4.37%。

总的来说，1 000 MW机组深调电量折算小时数最高，可见，大容量、高参数燃煤火电机组由于能耗低在深度调峰业务中具有一定优势。根据常规燃煤发电机组单位产品能源消耗限额[7]，1 000 MW燃煤火电机组负荷率每降低1个百分点影响供电煤耗升高0.58 g/kWh;600 MW燃煤火电机组负荷率每降低1个百分点影响供电煤耗升高0.61 g/kWh;300 MW燃煤火电机组负荷率每降低1个百分点影响供电煤耗升高0.65 g/kWh。由此可知，该月参与深度调峰交易的1 000 MW燃煤火电机组供电煤耗平均升高3.95g /kWh，600 MW燃煤火电机组供电煤耗平均升高4.08 g/kWh，300 MW燃煤火电机组供电煤耗平均升高2.84 g/kWh。一方面，燃煤机组积极参与深度调峰交易促进清洁能源消纳与参与深度调峰交易后机组能耗水平大幅升高两者相矛盾;另一方面，深度调峰交易初期，卖方暂为统调公用燃煤火电机组，仅并网运行的统调燃煤机组参与深度调峰业务，自备电厂不参与深度调峰交易且不产生任何考核、分摊费用，长远来看，不利于深度调峰交易公平、充分开展。此外，当前火电企业普遍将机组深调交易中增加的燃料成本均摊到度电燃料成本中，造成机组能耗、成本指标大幅升高，使大容量、高参数机组的节能降耗优势难以得到充分发挥。

3.2 分等级机组深调考核、分摊情况分析

表5至表7分别是2020年2月份河南省1 000、600、300 MW燃煤火电机组参与深调交易中标电量情况。从表5可知，该月1 000 MW机组考核费用为284元/MWh，分摊费用为712元/MWh;从表6可知，600 MW机组考核费用为938元/MWh，分摊费用为367元/MWh;从表7可知，300 MW机组考核费用为888元/MWh，分摊费用为296元/MWh。由此可知，燃煤火电机组在参与深度调峰业务时不仅供电煤耗大幅提升，度电考核、分摊费用也是一笔较高的费用，同样会对燃煤火电企业生产经营指标产生较大影响。

近年来，燃煤火电企业积极承担社会责任，每年投入巨额资金进行安全、环保、节能改造，不断提升环保排放标准，各项能耗指标逐年降低，火电机组积极参与深度调峰，主动给风电、光伏等清洁能源消纳让出空间，为全社会节能降耗工作做出巨大贡献。随着煤炭去产能和电力市场化改革不断推进，随之而来的是煤炭供应偏紧、煤价高位运行和煤电机组上网电价持续退坡，加之非水可再生能源发电配额考核机制的出台，煤电企业的生产经营面临严峻的考验。针对电力调峰辅助服务新兴业务的出现，燃煤火电机组急需一项新的成本、收益核算标准，以实现既能促进清洁能源消纳又能来准确反映机组的真实能耗水平。

4 深调成本收益考核模型

深度調峰作为一种全新的电力交易，与基本辅助服务相比已发生了质的变化，是传统发电和供热之外的一项新业务，该项业务的收入是深度调峰补偿费用，成本是由此而增加的能耗成本。

为客观真实地反映其业务实质，建立燃煤火电机组深度调峰成本、收益核算模型如下：该模型测算时间为1 h。机组深度调峰期间的发电变动成本参考50%负荷率下的机组发电变动成本，即深调期间机组供电煤耗等于50%负荷下机组供电煤耗。深度调峰期间机组供电煤耗增加值定义为深调煤耗，深度调峰的成本为深调煤耗对应的燃料成本，深调收入为深度调峰业务的结算费用，利润为深调收入与深调成本的差值。该核算模型将深度调峰期间机组增加的燃料成本从机组能耗成本中提取出来单独核算，作为深度调峰业务的成本与深度调峰收入对应起来，从而使机组能耗水平恢复到正常水平，可以提升燃煤火电机组参与深度调峰业务的积极性，促进清洁能源消纳。

5 相关建议

第一，建议燃煤火电企业将深调增加的燃料成本作为深度调峰的成本，将深度调峰业务结算费用作为深度调峰业务的收入，以客观真实地反映机组能耗指标。这既能较好地解决深调收入与成本核算问题，又能真实客观地反映机组正常能耗水平。

第二，为确保电力调峰辅助服务交易公平、充分开展，建议包括自备电厂在内的所有并网运行的燃煤火电机组同台竞争，共同参与电力调峰辅助服务市场交易，还原电力辅助服务交易的市场本位。

第三，建议燃煤火电机组在确保自身收益的前提下积极参与深度调峰业务，促进全社会清洁能源消纳，并实现燃煤火电机组能耗指标持续优化。

参考文献：

[1]刘鹏.火电厂参与调峰辅助服务策略研究[J].东北电力技术，2018（4）：38-41.

[2]河南能监办.《河南电力调峰辅助服务交易规则（试行）》[Z].2019-08-05.

[3]王学礼.关于提高1 000 MW超超临界火电机组深度调峰安全性的研究[J].科学与信息化，2018（34）：97.

[4]刘福国.燃煤发电机组负荷率影响供电煤耗的研究[J].电站系统工程，2008（4）：47-49.

[5]高宽.燃煤机组调峰至40%对汽轮机设备的影响//第二届综合能源服务创新与电力物联网建设大会.2019.

[6]吴瑞康.燃煤机组深度调峰对汽轮机设备的影响[J].热力发电，2018（5）：89-94.

[7]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.常规燃煤发电机组单位产品能源消耗限额：GB21258—2007[S].北京：中国标准出版社，2007.