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東北電力輔助服務市場的創新與成效

作者:中國儲能網新聞中心 來源:《電力決策與輿情參考》 發布時間:2020-03-28 瀏覽:
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東北電力輔助服務市場的創新與成效

苑  舜

(國家能源局東北監管局黨組書記、局長)

東北是中國電力工業的搖籃,也是我國電力市場化改革的重要發源地,在幾次電力體制改革中都起到了試驗田的作用。2003年,國家選擇東北作為我國首個區域電力市場試點地區,經過三年多建設和運行,試行了“發電側兩部制電價、全電量競爭”的市場模式,為我國電力市場化改革積累了的寶貴的實踐經驗。《中共中央 國務院關于進一步深化電力體制改革的若干意見》(中發〔2015〕9號)出臺后,東北電力市場化改革進入新階段,特別是“東北電力輔助服務市場”成為一大亮點,吸引了多個省區來東北考察調研,東北電力輔助服務市場的一些理念和做法開始在國內推廣。

一、電力輔助服務基本概念

電力輔助服務是指為維護電力系統的安全穩定運行,保證電能質量,除正常電能生產、輸送、使用外,由發電企業、電網經營企業和電力用戶提供的服務,具體包括調峰、調頻、備用等服務。電力輔助服務是電力系統安全、穩定、經濟運行的基本保障,從這一點上說其作用并不是輔助性的,而是基礎性的。

近幾年,我國電網、電源結構都發生了重大變化,風電、光伏等可再生能源發展迅猛,火電機組中供熱機組比重提高,系統運行的復雜性大大增加,東北地區“棄風棄光”問題和熱電矛盾凸顯,原有管理模式已難以應對,所以,電改9號文件提出“建立輔助服務分擔共享新機制”的要求。

二、建立輔助服務市場的“初心”

建立東北電力輔助服務機制的初衷,是尋求高效、經濟解決東北電力系統調峰問題的方案,緩解熱電矛盾,促進可再生能源消納,保障系統安全穩定運行。

2014年起,低谷調峰成為東北電力系統運行最緊迫的問題,集中表現為熱電矛盾爆發,風電、核電等清潔能源發電嚴重受限。2016年春節期間,東北電力系統低谷調峰缺口500萬千瓦,電力平衡極端困難,26座主力熱電廠被迫單機供熱,民生風險巨大;風電全年受限率近三成,冬季低谷時段電網風電接納能力幾乎為0,核電上網發電也受到較大制約。解決調峰問題成為東北電力系統運行諸多問題的“牛鼻子”,也是把“死棋盤活”的關鍵。

當時可選的改革路徑有兩條:一是繼續強化“政府定價+調度命令”的計劃管理模式,這條路之前已經走了多年,體制機制上都不用做大的調整。二是建立以調峰資源為核心的市場競爭機制,激勵火電企業主動挖掘調峰潛力、降低調峰成本,這條路之前國內外都沒有走過,需要設計全新的市場機制和運營規則。

計劃管理模式在激勵火電深調方面有一定作用,但存在幾個不足:一是補償標準“一刀切”,二是政府定價無參考,三是調度機構難以執行。在東北地區風、光、核等電源大規模接入電網、供熱需求快速增長的背景下,計劃模式的激勵效果越來越差,行業內基本達成“此路不通”的共識。按照市場在資源配置中發揮決定性作用的原則,同時秉承問題導向和務實取向,建立市場化調峰競價機制成為我們最終的選擇。

三、輔助服務市場制度設計

市場機制方面,以調峰為起步建設東北電力輔助服務市場,沒有成熟的理論和先例可借鑒,因此在制度設計上進行了一系列創新:一是將深度調峰資源定義為具有高經濟價值的商品,并制定了有償調峰基準線;二是設計了“分擋報價、統一出清、實時記賬、以支定收、階梯分攤”的市場價格機制;三是將機組日前報價排序作為實時調峰調電原則,讓低谷調電有序可依;四是設計跨省調峰交易機制,通過價格信號帶動省與省之間調峰互濟的積極性;五是設計了火電機組應急啟停市場投標機制。

市場監管方面,采取信息化非現場監管措施,密切跟蹤市場運行情況,并要求市場運營機構建立市場信息實時披露制度、交易流程管理制度,促進市場公開、公平、規范。市場風險防控方面,從制定風險防控方案、設計避險工具、加強信息披露、規范市場干預等幾個維度建立市場風險預警和防控體系,保障輔助服務市場運行平穩、風險可控。

2016年,東北電力輔助服務市場被確定為國家電力體制改革專項試點,按照國家能源局的整體部署,東北電力輔助服務市場于2017年1月1日零點如期啟動,市場啟動以來運行良好,市場主體按照市場規則規范申報價格及能力,市場計量、結算、信息公開等環節運轉有序,火電企業積極挖掘調峰潛力,大大緩解了東北電力系統低谷調峰困難局面,促進了風電、核電等清潔能源消納,顯著提高了東北電力系統安全運行水平和供熱可靠性。

四、輔助服務市場全面升級

2018年以來,由于煤質、設備缺陷、供熱等多方面原因,東北火電機組尖峰受阻問題突出,尖峰時段旋轉備用容量不足,部分時段電力供需緊張,被迫增加火電開機方式,使得系統消納新能源能力下降,所以東北電力已經不再是簡單的“窩電”局面,已經逐漸轉變為“總體略有盈余,局部時段偏緊”的電力供需新局面。針對東北電力運行中出現的新情況和新問題,我們在總結前期電力輔助服務市場運行經驗基礎上,啟動了輔助服務市場機制升級工作,主要是增加了旋轉備用交易品種,從而實現輔助服務市場“壓低谷、頂尖峰”全覆蓋。

旋轉備用交易是為了保證可靠供電,發電機組在尖峰時段通過預留旋轉備用容量所提供的服務,減少火電機組尖峰受阻情況,保證可靠供電和電網安全;減少開機方式,為清潔能源接納提供更大空間。我們探索建立的尖峰旋轉備用機制有三個特點:一是以發電機組能力作為市場標的物,體現“備用”屬性;二是全網統一競價、出清,實現區域電網內共享備用資源;三是建立機組發電能力隨機核查機制,保證機組如實申報備用能力。2019年上半年,按照新規則啟動東北電力輔助服務市場3.0版本模擬運行,2019年7月1日零點,全新的《東北電力輔助服務市場運營規則》正式施行,目前市場運行良好,達到市場設計預期目標。

五、輔助服務市場成效

東北電力輔助服務市場運行后,初步打破了東北電網調峰困局,顯著緩解了熱電矛盾,促進了清潔能源消納,提高了系統運行可靠性,開創了“風火核光多方共贏”的新局面:

一是火電廠由“要我調峰”向“我要調峰”轉變。2019年,在市場機制引導下,東北火電企業非供熱期最大提供475萬千瓦深調能力,供熱期最大提供810萬千瓦深調能力。

二是緩解熱電矛盾,提升了東北冬季供熱可靠性。2016年春節期間,東北有26家電廠單機供熱,2017年春節減少到15家,2018至2020年春節期間完全消除了單機供熱隱患,為東北民生作出巨大貢獻。

三是優化發電結構,提高了風電、核電利用率。火電通過低于最低技術出力深度調峰,2015年以來多接納新能源661億千瓦時,相當于少燒2100萬噸標準煤。2019年,東北風電利用率已經提高至97.84%,風電受限率下降到2.16%,創東北風電規模化發展以來新低,風電利用小時從2014年1713小時提高到2019年2305小時,增加了592小時;4臺核電實現常態3臺機以上運行。在輔助服務市場中,風、光、核等清潔能源每度受益多發電量分攤費用0.117元,遠低于其發電收益。

進入2020年,由于調峰能力的增加,春節和疫情期間,全網沒有一家火電企業由于調峰原因單機供熱,民生供熱安全得到了保障。同時,東北電力輔助服務市場在推動新能源消納上發揮巨大作用,新能源棄電量和棄電率再創新低。截至2月15日,新能源棄電量1.42億千瓦時,同比減少74.80%。其中棄風電量1.37億千瓦時,同比減少74.25%;棄光電量0.046億千瓦時,同比減少84.67%。風電利用率98.34%,同比增加3.51個百分點;光伏利用率99.76%,同比增加1.56個百分點。

四是火電主動提升頂尖峰能力,增加了系統備用。在今年火電機組尖峰旋轉備用交易品種啟動后,發電企業尖峰旋轉備用能力普遍提升。2018年非供熱期東北火電機組受阻容量約1200萬千瓦,2019年非供熱期下降到800萬千瓦左右,受阻容量減少三分之一,系統運行效率得到顯著提升。

六、思考與展望

推動電力輔助服務市場工作,我們有六點體會:一是要有歷史觀,從歷史的角度看待東北電力市場的發展問題;二是要有地域觀,既要注重普遍問題和普遍規律,也要抓住東北的特殊性;三是要有風險意識,做好市場風險防控方案;四是要用發展的眼光,分析眼前問題要著眼將來市場環境的變化;五是以市場為導向,不斷完善電力系統結構,切實解決實際問題;六是要思想統一,共同努力促進東北電力輔助服務市場的良好發展。

東北電力輔助服務市場從調峰起步,沒有采取國外主流電力市場路徑,走得注定不是“尋常路”,受到各方面關注是自然的,存在不同觀點和認識也是必然的。目前,國內外已有的現貨市場理論、模型、運行機制及規則都不能解決現階段不同能源間的平衡及轉化問題。風火核光及電熱之間的矛盾將長期存在,國外沒有調峰困難到東北這樣低谷時段風電全棄還不能保障供熱的大區域,這是當前國內外所有主流現貨市場設計未曾涉及的、現階段暫時解決不了的。如果完全照搬采用理論上先進的市場模式,造成大量的棄風及棄光,現有的新能源消納成績毀于一旦,將會得不償失。雖然東北電力輔助服務市場并不是主流市場,與傳統輔助服務也有較大差別,但當前東北電力輔助服務市場交易的主要內容可能仍然會較長時間存在。

隨著我國電力市場化改革走向深入,伴隨著東北電力供需形勢、電網和電源結構的發展及變化,帶有鮮明和地域特色的電力輔助服務市場機制必然要逐漸融入電力市場整體框架。我們也將主動作為、加強學習,不斷探索適應新形勢的新模式,我們正在與清華大學、華北電力大學等高校及研究院所開展下一步課題研究,已經取得一些研究成果。展望未來,我們將從以下三方面著手開展相關工作:

一是堅持“問題導向、科學發展”,不斷優化東北電力輔助服務的機制設置。在東北電力輔助服務市場推進過程中,會不斷有新情況和新問題出現,需要靈活調整,不斷優化相應的機制設置。我們將適時開展適應新形勢的市場規則修編工作(比如引入尖峰旋轉備用交易就是典型的重大調整),當前電網尖峰發電受阻逐年增加,市場交易金額規模不斷增大,平價新能源即將大量并網,仍需繼續進一步完善市場規則。我們將進一步研究完善尖峰市場參數設定,增強市場正向引導作用;積極開展負荷側調控能力提升工作,研究可控負荷參與市場機制;開展適應平價新能源大量并網規則修編,研究新能源競價機制,提升新能源企業參與市場的積極性。

二是堅持“統籌規劃、因地制宜”,研究省內現貨市場與區域調峰市場的結合與銜接。兩者均為現貨性質,相互產生影響,組織各省調度共同研究二者的銜接工作,使電力市場既能為全社會提供低價優質的電能,又能有效促進東北地區新能源發展。為此,我們與相關企業及高校合作,開展了東北電力市場發展戰略研究工作。針對東北電力體制改革過程中面臨的實際問題,系統性研究東北電力市場發展規劃,以確保東北電力市場建設工作能夠更好開展,尋求以最小的建設成本達到通過市場機制優化東北電力資源配置的目標。東北三省一區電力現貨方案初步設計,都是在現有市場框架下,有效銜接電力中長期交易與現貨市場,統籌協調電力輔助服務市場與現貨市場,實現“中長期交易為主、現貨交易為補充”。在三省的電力現貨方案中,電力現貨市場均采用“現貨電能量市場+輔助服務市場”的市場架構。目前看三省的初步想法與實際運行仍有一定差距,還需進一步研究規劃。

三是堅持“分析預判、科學決策”,開展東北電力中短期供需預判工作的前瞻性研究,為電力行業規劃、政策制定提供決策參考,同時通過預判系統的助力進一步升級東北電力輔助服務市場。目前,東北電力中短期供需分析預判系統框架、模型與算法、監管指標體系等研究內容已經取得階段性成果,后期將從注重中期預判功能研究、滿足東北區域電力市場的發展需求、預判系統的隨機性和智慧性三方面開展重點研究。項目研究成果將對東北電力行業有序、穩健發展提供技術支撐,為深化東北電力市場改革、擴大電力市場交易規模提供監管意見和政策建議,為改善東北電網的電力供需矛盾提供理論依據,為政府相關部門的決策不斷提供理論與實證支撐,經濟與社會效益顯著。

作為市場設計者和監管者,我們會持開放的心態,不斷審視、學習和思考,為我國電力市場化改革事業和能源革命貢獻力量。

原文首發于《電力決策與輿情參考》第10、11期

關鍵字:電力輔助服務

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