电力市场建设对构建新型电力系统的促进作用

唐伯麒

摘要：近年来，社会进步迅速，随着化石燃料过度消耗引发的能源危机和环境气候危机的日渐加剧，以可再生能源发电替代传统化石能源发电，实现“碳达峰、碳中和”成为世界各国的共识。近年来，我国以光伏和风电为主力的新能源发电发展迅猛，在年新增装机容量、累计装机容量和年发电量上，都连续多年位于世界前列，新能源电力已在我国电力系统中占据了较大的份额。由于新能源电力存在随机性、间歇性、波动性的特点，大规模新能源电力接入对电网电力电量平衡造成了冲击，“深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统”迫在眉睫。

关键词：电力市场建设;构建新型电力系统;促进作用

引言

近年来中国可再生能源行业迅猛发展，风电、光伏装机容量均已成为世界第一，但可再生能源消纳，已成为近年来的研究热点。可再生能源的消纳不仅仅局限于电力系统内部，还可以通过参与电力交易，以市场化方式来进行，多途径、多维度共同促进可再生能源消纳。

1电力市场建设对新型电力系统构建的促进作用

新型电力系统中的参与主体，除新能源发电设施外，还有具备灵活调节能力的电源、适量的储能设施和系统、可根据电力系统状态调整用电需求的可调负荷。这些主体在新型电力系统中将具有更多样化的运行状态和运行策略。传统的集中调度方式和不反映实时电力供需关系的电力市场，将无法与这些主体的多样化运行状态相适应。光伏和风电已实现平价上网，随着建设成本的进一步下降，光伏和风电电价将远低于煤电电价，大幅挤占燃煤电站的年利用小时数。燃煤电站将面临效益严重下降乃至被迫关停的问题，由此导致电网中具备调节能力的电源急剧减少。如果施行电力现货市场和电力辅助服务市场交易，在新能源发电的出力低谷时段，燃煤电厂将以更高的实时出清电价运行;在电力系统产生调频调压等需求时，燃煤电厂可以通过提供调频调压等服务获取辅助服务收益;可灵活调节电源的作用将得以发挥，从而保证其在电力系统中保持必要而合理的占比。对储能系统来说，储能系统不能生产电力，只能靠充放电时的电价差值获取收益。当采用中长期合约交易时，无法体现出电价随时间的波动，储能系统的盈利模式不能成立;在当前的辅助服务补偿模式中，储能系统在调峰调频、调压、备用、黑启动方面的优势也无法充分体现。当前各地陆续出台政策，强制要求新建的新能源发电站配备一定容量的储能设施。在这种政策规定下，市场引导缺位，难以保证储能的高质量建设发展。如果电力现货市场和电力辅助服务市场交易得以实施，储能系统将通过不同时段的实时出清电价差和提供辅助服务获取收益，从而引导储能电站的高质量建设发展。可调负荷面临同样的问题，只有将实时的电力供需关系体现在电价中，电力系统中的可调主体才有动力积极采取合适的运行策略，在促进电力系统实时平衡的同时，获取相应的收益。对新能源发电站建设方来说，在当前的规则下，各发电站适用无差别的不随峰谷时段变化的电价，并且需要平均分摊电网垫付的辅助服务费用支出，各电站性能优劣未得到体现，各发电方的辅助服务需求引致程度也未得到体现。因此，发电方只需要在政策强制要求的范围内最大限度地降低电站的建设和运维成本，这显然不利于电站性能的提升和设计的合理化。假如电力现货市场和电力辅助服务市场交易得以实施，新能源发电方将综合考虑技术和经济性，主动采取优化容配比、提升控制系统和逆变器性能、加装无功补偿设施，以及加装电源侧储能等一系列措施，主动平抑电站的出力波动，优化电站的出力曲线，减少引致辅助服务需求，提升电站对电力系统的适应性、友好性。

2各地区电力需求响应实践分析

各地区以清洁能源消纳为新主题，以移峰填谷为目标实施电力需求响应。实施方式分为约定式和实时式，功能上分为削峰式和填谷式。下面分别从实践的异同点分别介绍。

2.1各省市电力需求响应实践共通性

需求响应实施中，各地区在运行机制、支撑技术、商业模式等方面大致相同，介绍如下。在运行机制方面，按年度申报、网上签约的方式组织开展。通过网站、短信等方式向接入需求侧管理在线监测平台的用户发出邀约，用户以人工方式回应。邀约式自动化程度低人力成本高，响应实时性和可靠性不易保证，带有行政指令的组织方式对用户并不友好，需研究柔性无感式负控方法。江苏、上海、山东在试点ADR，未来可通过专用调控系统实现需求响应常态化、自动化运行。在支撑技术方面，通信、计量及控制技术构建的高级量测体系，实现电力数据从测量到分析应用的功能。通信技术目前多采用电力线、宽带、无线电频率网、系统专用公共网等方式通信，5G技术可用于终端和管理中心主站云端之间通信，通信规约也将使用国网标准DL/T1867—2018逐步取代OpenADR协议。先进的计量技术能实现更多功能如支持记录和显示瞬时负荷信息等。智能控制技术包括智能楼宇及家居、能量管理系统等。在未来电力需求响应深度参与电力市场，实现其实时化和自动化是必然选择。在商业模式方面，已有文献作了与电力市场结合的方案，但当前国内并不具备实现条件。仍然是以政府主导、电网企业为实施主体、负荷集成商为中介、全社会共同参与的商业模式运作。该模式较依赖政府行政指令及电网激励政策，并非成熟的商业模式。从全社会角度看，需求响应具有多重效益，但鉴于投资成本认定困难，使全社会效益难于分配至各利益主体，还需各方统筹协商达成一致。

2.2价格型需求响应

价格型需求响应指用户收到包括分时电价、尖峰电价及实时电价等价格信号后调整用电方式。全国大部分省市已实施峰谷分时电价，峰谷电价比约为3，长期未调整的峰谷时段和电价已不能真实反映负荷峰谷时段和发供电成本而适得其反。尖峰电价和双蓄电价已有部分地区使用，适合省市可参考实施。尖峰电价拉大了峰谷电价差有助于削峰填谷，其中电价取各电压等级均值。从中能够看出，尖峰电价约为高峰电价1.1倍，增幅约0.1元/kWh。上海电价体系特殊，将13：00—15：00在夏季做平时段转峰时段调整，在时段和电价上都有所调整以增强电价灵活性。

结语

主要通过对可再生能源场站、发电企业、电网企业、电采暖用户以及EV等关键参与方在典型场景下的效益分析，构建VPP商、用户群体、传统电力供应商以及电力输送网络运营商的策略模型;通过CCGA進行求解，并以实际算例验证了所建立模型的合理性和有效性。算例结果表明，风电商与EV用户联合组成虚拟电厂，参与电力市场交易所获得的的利润比其单独参与电力市场的利润更高，说明VPP在充分利用风电资源的同时，还能调用EV电源存储能力，创造更大的经济价值，具有更强的市场竞争力。

参考文献

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