翁桂萍 宋少群 程 鑫 賴永生 鄭靜媛

(1.國網(wǎng)福建電科院，福建 福州 350007；2.國網(wǎng)福建電力調(diào)度控制中心，福建 福州 350003;3.國網(wǎng)北京豐臺(tái)供電公司，北京 100073)

1 概述

化石能源短缺和環(huán)境污染促使各國對(duì)能源發(fā)展方式做出調(diào)整，大力發(fā)展風(fēng)、光等新能源是推動(dòng)能源低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵[1]。2021年3月，我國提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的電源與用電結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)生態(tài)將發(fā)生深刻變化[2]。

“十三五”以來，我國能源供應(yīng)體系由以煤炭為主向多元化轉(zhuǎn)變，可再生能源逐步成為新增電源裝機(jī)主體。風(fēng)電、光伏等可再生能源已基本具備與煤電等傳統(tǒng)能源平價(jià)的條件[3]。截至2020年底，我國風(fēng)電裝機(jī)2.81億千瓦，光伏發(fā)電裝機(jī)2.53億千瓦。僅2020年，我國風(fēng)電新增裝機(jī)7167萬千瓦，太陽能發(fā)電新增裝機(jī)4820萬千瓦。

風(fēng)、光新能源發(fā)電具有隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性，且呈現(xiàn)一定的反調(diào)峰特性[4]，給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來巨大挑戰(zhàn)。此外，與新能源裝機(jī)快速增長相反，傳統(tǒng)優(yōu)先購電電量占比逐漸下降，與之對(duì)應(yīng)的新能源“保量保價(jià)”部分電量占比將不可避免的隨之減少，新能源剩余部分電量進(jìn)入市場在所難免。隨著全國電力市場建設(shè)的不斷深化，加強(qiáng)電力市場新能源消納相關(guān)政策研究、建立適應(yīng)新能源發(fā)展的市場機(jī)制，對(duì)促進(jìn)新能源大范圍消納具有重要意義。

2 試點(diǎn)省新能源消納概況

電力市場環(huán)境下，新能源主要以市場邊界、報(bào)量不報(bào)價(jià)、報(bào)量報(bào)價(jià)等方式參與現(xiàn)貨市場。各試點(diǎn)省新能源消納情況見表1。在風(fēng)電、光伏資源相對(duì)充沛的區(qū)域，如甘肅，新能源市場主體采用“報(bào)量報(bào)價(jià)”的方式參與日前市場，并且日內(nèi)還有二次報(bào)量報(bào)價(jià)機(jī)制；再如山西，新能源市場主體則采用“報(bào)量不報(bào)價(jià)”的方式參與日前市場，通過優(yōu)先機(jī)制保障新能源全電量出清，保障小時(shí)數(shù)內(nèi)按政府核定價(jià)結(jié)算，超過部分作為市場價(jià)格接受者參與市場出清，富余新能源參與省間現(xiàn)貨市場。在風(fēng)光資源相對(duì)不充沛的區(qū)域，新能源發(fā)電大都作為現(xiàn)貨市場邊界條件予以優(yōu)先安排，全額保障消納，如浙江、福建、四川等。

表1 試點(diǎn)省新能源概況

3 電力市場新能源消納關(guān)鍵問題及影響

3.1 對(duì)市場競價(jià)空間及出清價(jià)格的影響

在新能源作為市場邊界條件而優(yōu)先安排的地區(qū)，從機(jī)制上確保了新能源的全額消納，但新能源出力隨機(jī)性及波動(dòng)性明顯。新能源實(shí)際出力與預(yù)測值偏差較大時(shí)，市場競價(jià)空間將發(fā)生變化，進(jìn)而影響市場出清價(jià)格，見圖1。若日前新能源出力預(yù)測較大，則日前競價(jià)空間隨之變小，使得日前出清價(jià)格低；若日內(nèi)新能源實(shí)際出力偏小，對(duì)于封存日前報(bào)價(jià)的日內(nèi)實(shí)時(shí)市場，將由于實(shí)時(shí)競價(jià)空間變大而使得出清價(jià)格抬升。

圖1 市場出清電價(jià)與競價(jià)空間變化(標(biāo)幺化)

3.2 對(duì)市場限價(jià)的影響

新能源發(fā)電出力較小時(shí)，現(xiàn)貨市場價(jià)格通常較高。因此，當(dāng)新能源實(shí)際發(fā)電能力較預(yù)測偏小時(shí)，勢必要高價(jià)買電，造成市場總體成本上升，與釋放電改紅利、降電價(jià)相悖。若設(shè)置較低限價(jià)，則無法進(jìn)一步拉大峰谷電價(jià)差，從而無法很好地體現(xiàn)電能的分時(shí)價(jià)格信號(hào)。因此需要統(tǒng)籌考慮電力系統(tǒng)峰谷差率、新能源裝機(jī)占比、系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力等因素，按照國家發(fā)改委關(guān)于進(jìn)一步完善分時(shí)電價(jià)機(jī)制的要求，合理確定市場電價(jià)上限。

3.3 對(duì)市場運(yùn)營的影響

鑒于新能源出力的不確定性，需要調(diào)頻、備用等資源去匹配，以滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定需求。調(diào)頻、備用需求的增加，使得系統(tǒng)“再調(diào)度”成本進(jìn)一步抬升。

3.4 利用預(yù)測偏差蓄意套利

新能源發(fā)電特性決定了其無法簽訂帶曲線的中長期合約。為了提高新能源預(yù)測準(zhǔn)確性，市場主體可根據(jù)日前新能源預(yù)測自主申報(bào)中長期合約曲線。若新能源市場主體預(yù)測運(yùn)行日實(shí)時(shí)電價(jià)較高而在日前申報(bào)時(shí)刻意減少中長期電量申報(bào)，則存在利用日前申報(bào)中長期合約曲線進(jìn)行套利的可能。

4 電力市場新能源消納機(jī)制完善建議

4.1 做好新能源消納機(jī)制與計(jì)劃手段銜接

一方面，建立可再生能源保障性收購政策與市場交易有序銜接的機(jī)制，合理確定新能源保障收購利用小時(shí)，超出部分進(jìn)入市場；以平價(jià)或低價(jià)新能源作為優(yōu)先發(fā)電全額保障性收購，若存在棄風(fēng)棄光情況，可將限發(fā)電量核定為可轉(zhuǎn)讓的優(yōu)先發(fā)電計(jì)劃。另一方面，進(jìn)一步優(yōu)化存量可再生能源補(bǔ)助資金管理，逐漸改為“價(jià)補(bǔ)分離、總額管控”模式，財(cái)政補(bǔ)助資金單獨(dú)核定和管理，不再與上網(wǎng)電價(jià)掛鉤。

4.2 建立適應(yīng)新能源出力間歇性的市場化機(jī)制

在中長期市場階段，新能源市場主體可采取與火電、水電、儲(chǔ)能等打捆方式簽訂中長期合同，形成穩(wěn)定的中長期曲線，增強(qiáng)簽約曲線適應(yīng)性，同時(shí)可進(jìn)一步降低電能量成本，提高二者在中長期市場的綜合競爭力。在現(xiàn)貨市場階段，根據(jù)當(dāng)?shù)匦履茉聪{情況，新能源市場主體可通過保量保價(jià)、報(bào)量不報(bào)價(jià)或報(bào)量報(bào)價(jià)等方式參與現(xiàn)貨市場，并且在鼓勵(lì)新能源市場主體申報(bào)日前發(fā)電預(yù)測曲線的同時(shí)加強(qiáng)對(duì)預(yù)測精度的考核。

4.3 加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場，打破省際市場壁壘

各省新能源市場主體通過市場競爭的方式解決跨省跨區(qū)發(fā)電與輸電資源的優(yōu)化配置問題，也可通過與常規(guī)電源之間的發(fā)電權(quán)替代或優(yōu)先替代機(jī)制，加強(qiáng)市場主體之間的利益協(xié)調(diào)，提升消納積極性。

4.4 發(fā)展“新能源+儲(chǔ)能”

新能源的大量接入減小了電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，不利于系統(tǒng)安全穩(wěn)定。利用儲(chǔ)能轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、調(diào)頻性能優(yōu)越等特點(diǎn)，可有效應(yīng)對(duì)電網(wǎng)突發(fā)事故，進(jìn)一步提升電力應(yīng)急管理水平。此外，新能源發(fā)電配置儲(chǔ)能還可以平滑出力，提高新能源發(fā)電并網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和電網(wǎng)設(shè)備利用效率[5]。

4.5 優(yōu)化輸配電價(jià)機(jī)制，促進(jìn)新能源投資與消納[6]

2016年4月，英國正式實(shí)施采用改進(jìn)的DCLF ICRP模型輸電定價(jià)方法的輸電改革法案。該法案考慮了包括可再生能源在內(nèi)的不同發(fā)電技術(shù)對(duì)電網(wǎng)的實(shí)際使用程度及其對(duì)輸電費(fèi)用分?jǐn)偟挠绊懀行^(qū)分了不同發(fā)電技術(shù)的過網(wǎng)費(fèi)，很好地反映用戶的位置信息，為用戶提供經(jīng)濟(jì)信號(hào)與激勵(lì)，促進(jìn)了可再生能源的發(fā)展。

4.6 通過新能源超額獲利回收機(jī)制減少套利空間

當(dāng)新能源發(fā)電實(shí)際出力曲線與日前申報(bào)曲線(中長期合約)的分時(shí)偏差電量超出允許偏差范圍時(shí)，對(duì)價(jià)差收益進(jìn)行回收，促使新能源市場主體提高預(yù)測準(zhǔn)確率。

4.7 其他建議

①全面開展火電機(jī)組靈活性改造，進(jìn)一步降低最小技術(shù)出力水平，為新能源消納釋放空間。

②加快新能源送出通道建設(shè)，強(qiáng)化電力系統(tǒng)輸電網(wǎng)架，提升新能源送電通道能力，最大限度減少因電網(wǎng)斷面受阻造成的新能源棄限。

③建立新能源中長期合約電量滾動(dòng)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)讓機(jī)制，以保障中長期合約電量的高彈性和流動(dòng)性，利于后續(xù)新能源發(fā)電計(jì)劃編排。