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独家观察II山东省电力爬坡辅助服务市场运行机制详解

来源:中国储能网

数字储能网讯:近期,山东省电力爬坡辅助服务市场,引起了业内的关注。对此政策,点赞的有,质疑增加了不必要的辅助服务品种,会导致过度补贴的,也有。结合与业界争论与探讨,对山东省电力爬坡辅助服务市场设置合理性和运行机制,进行探讨。

中国电力系统的运行,长期处在计划模式下,虽然进行市场化的改革探讨,但与世界发达经济体相比,市场化程度尚待加强。中国地能源资源禀赋,就是以煤为主。从新中国建立以来,在党中央的正确领导下,一代代电力人拼搏奋进,勇于实践,建立了世界上最强大的电力系统,成绩是毋庸置疑的。中国正在完成汉唐盛世的复兴,迈向世界大国。与中国崛起的战略相匹配的,也离不开能源战略的调整。为了未来的能源安全,党中央作出了“双碳”能源战略的部署。电力系统在双碳战略的指引下,将向新型电力系统转变。新型电力系统的“双高”特性,对电力的动态平衡带来冲击,增加辅助服务品种,加快辅助服务市场化的改革推进,也就提上了议事日程。


(相关资料图)

先列出有功频率平衡的辅助服务品种(见图一)

图一 辅助服务之有功平衡种类

有功平衡种类中, 调峰、备用和一次调频、二次调频的概念,因为推出的较早,大家比较熟悉,不详细解释了。但一次调频和二次调频的区别上,一次调频是利用的机组的调速系统的特性,动作时间是秒级的,调节是有差调节;二次调频是利用电网统一的自动装置,进行分钟级的无差调节。

转动惯量和爬坡服务,在中国的电力系统的以前研究不多。究其原因是,中国原来的新能源渗透率低,电网装机以火电机组、水电机组为主。偶尔有爬坡的工作,就让二次调频的辅助服务干了,也就不单独计费了。偶尔有电网震荡,火电、水电的转轴自重较大,能够抑制得住,也就内部消化掉了。

早年的辅助服务能力提供中,新能源是不参与的,甚至连核电也不愿意参与。新能源渗透率增大,辅助服务的包袱,火电、水电越来越背负不了,直到电网不堪重负的时候,才出台了GB∕T 40594-2021 《电力系统网源协调技术导则》的等一系列国家标准,要求风电、光伏、核电,履行相关涉及电网的辅助服务功能。随着新能源渗透率的提升,原来义务模式组织各市场主体,提供辅助服务的调动积极性能力有限,适度提高奖励的金额,调动能参与者的积极性,也就成了必要的选择。

新能源渗透率的提高,对传统电源带来的冲击有二:一是在线运行的机组减少,因为要给消纳新能源让路,必然会导致传统电源的停机备用状态增大。二是传统电源的运行负荷率,呈两极分化,配合新能源出力变化的时段性,负荷要在日内宽幅调整。对有功功率的动态平衡,就带来了影响。风电、光伏和外送直流电源的转动惯量,若不采取技术手段,基本无法提供,在线的传统电源越少,一旦电网震荡,转动惯量下降的风险就会暴露,这就是要求新能源和储能电站也要提供转动惯量的原因。若一个地区的电网,直流送入电力负荷大,新能源占比大,传统电源开机不足,发生震荡时,转动惯量不足,严重时就会导致电网的崩溃。这个问题,英国2019年8月9日大停电,已经验证了这个问题。

传统电源的运行负载率两极分化,有两种情况。如果是水电为主的电网,这个问题,其实也不严重。因为其调节,只需要关小或者调整水轮机的进水调门就可以了。但以煤电为主的电网,运行负载率两极分化后,实际其调节能力,是肯定会下降的。这和二次调频不同的是,二次调频是利用了一定锅炉蓄热的;而上爬坡服务则是要求,煤电机组在最低技术出力时,快速单边提升负荷,这与低负荷状态下锅炉稳燃的调整是相悖的,要影响到锅炉的稳燃,严重会导致灭火事故。下爬坡服务,则是要求煤电机组满负荷的情况下,快速单边降低负荷。满负荷运行工况,各类风、煤的调节设备用到了极限,快速调节对安全性的影响,也不容小视。这种情况下,仅用二次调频进行补偿,实际上公平性就不够了。

各省有各省的难事,山东作为国内最大的煤电省份,山东电网作为最大的省级交直流混合受端电网,基本没有燃机和水电,随着新能源接入和外电接入占比增加在机组负荷率进一步下降后,火电未必能一直背负着动态平衡的锅,这也是山东为什么率先推出了爬坡辅助服务品种的探讨原因。有的时候,政策也是让事物发展,倒逼出来的。

合理性论证完了,梳理一下爬坡服务政策的运行机理。

图二 总则部分

总则部分,依据不作解释了,目的可以琢磨一下,也不是纯粹的官话和套话。对爬坡服务的分类和定义,给了贴心的解释。

图三 市场成员

市场成员部分,规定了裁判和选手、金主的义务和权利。作为裁判的电网企业、电力调度和交易机构的职责和义务,不需要详细看。有看点的,是作为选手和掏钱的金主的分类。爬坡辅助服务费用缴纳者中,预留了其他需要分摊爬坡辅助服务费用的市场主体,为未来辅助服务费用的合理疏导留下了政策空间。

图四 交易组织

交易组织部分,分为交易组织、爬坡服务计算过程、竞价程序、出清过程几个部分。详细看一下过程,就能明白这个服务的组织的细致程度和难点。

图五 结算分摊

结算分摊部分,是大家最关心的部分。分为爬坡辅助服务收益计算、考核方法、分摊对象分类、分摊费用计算四个部分。对市场运行的特殊情况,也设置了免除考核的条款,保证了运行的可执行性。

图六 市场干预

市场干预部分,规定了市场干预启动的调节和措施,规定了规则调整的启动原因,为后续运行中的完善,留下了政策依据。

图七 信息披露

信息披露部分,规定了市场干预启动的调节和措施,规定了信息披露的流程、相关机构职责、市场信息的分类。为了便于理解,在披露流程前,增加了序号。信息披露制度的严格执行,为辅助服务运行的规范性,提供了制度保障。

写到这里,谈一点对储能在新型电力系统构建中的定位看法,供商榷吧。储能目前,投资热,收益不及预期的情况,原因不一一列举了。

储能设备,就不应该出现在计划模式的电力系统里,因为没有合理的市场机制,没有合理的商业回报机制,储能的大发展,就是空谈。储能技术再先进,效率再提高,也无法生存。靠补贴发展,只能一时,叼着奶瓶的孩子,是扛不起电力安全大梁的。为什么大家对爬坡辅助服务政策热议?就是因为,这才是最能发挥储能的作用的作战方向。也寄希望于希望山东的实践,能为储能的发展,杀出一条血路。

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