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高比例可再生能源需要什么样的市场

  上周搬运了清华大学鲁玺教授及其团队关于中国高比例可再生能源情境下的技术挑战,这周吕某接着和大家讨论一下鲁教授对于同样情境下体制挑战的一些观点。为了更好地容纳高比例可再生能源,中国电力市场需要经历大规模的改革。鲁教授指出,在诸多解决措施中,以下几个因素对可再生能源大规模并网十分关键:

  市场化的管理体制

  为辅助服务提供有效的激励

pk10开奖结果  覆盖面积更广、时间精度更高的市场

  精度更高的可再生能源产出预测能力。

  从中央计划为主向更健全的市场迈进

  美国独立研究组织“未来资源”(Resources for the Future)的Mun Ho、 Zhongmin Wang等研究人员在2017年发布的报告《中国的电力调度》中提出,中国电力调度系统有着“长期计划+长期合同”的传统。地方政府会以年、月或季度为周期,给每个发电者分配发电量任务,调度中心负责实际发电任务的分配,以使这些任务指标得到实现。

  在电力系统还不够灵活的过去,“长期计划+长期合同”的模式确实可以算是一个便捷且有效的管理方式。然而,在可再生能源比例逐渐增高的当下,这种模式导致的系统灵活性较低、无法在短期做出调整的弊端就显现了。当可再生能能源产出处于高峰时,系统必须放弃新增的可再生能源发电量,令煤电等不灵活机组按原定计划发电。

pk10开奖结果  我们需要承认,“长期计划+长期合同”这种模式长久以来保证了中国电力系统的安全稳定。因为电力调度中心始终以“保证供电的安全稳定”为首要目标。在保证安全(尽可能选择输出稳定的煤电机组)的前提下再优先选择经济性高的机组,而不是完全以最大化经济性为首要目标。但也正是因为这种稳定性和经济性,我们能够看到煤电厂长期以来作为“基荷”存在。由于系统对可靠性和“基荷”概念的偏爱,以及最低利用小时的保证等保护性政策的存在,这种机制已然成为电力系统转型中的障碍。

  辅助服务市场为用电安全保驾护航

  为了应对大规模可再生能源并入系统增加的波动性,只有电力现货市场是不够的。经济有效地配置辅助服务也必不可少。

  辅助服务是指为维护电力系统的安全稳定运行,保证电能质量,除正常电能生产、输送、使用外,由发电企业、电网经营企业和电力用户提供的服务,包括:一次调频、自动发电控制(AGC)、调峰、无功调节、备用、黑启动服务等。

  尽管东北、山西、福建、山东、新疆、宁夏、广东、甘肃等8个电力辅助服务市场改革试点工作正稳步推进,现有的辅助服务激励机制仍偏计划,较难经济地为未来所需的多种辅助服务提供适当激励。现有的有偿辅助服务政策是2006年发布的《并网发电厂辅助服务管理暂行办法》(电监市场[2006]43号),由电网公司按发电企业的成本和合理盈利水平确定补偿水平。这样的配置方式效率低且很难调动企业的积极性,难以满足高可再生能源渗透率的安全性要求。

  此外,能量市场也不足以为辅助服务提供这样的激励—边际成本优先次序(Marginal Cost Merit Order)是一般电力市场的调度原则,然而这样的调度原则以只反映边际发电成本的顺序选择市场参与者,无法反映一些灵活性机组的系统价值。

  为了给辅助服务提供合适的经济激励,需要一个将容量和电力分离交易、与现货电力市场独立的市场。中国能源局东北局在2017年初启动了一项试点项目,这一试点项目深刻地改变了一些煤电厂的盈利模式——从基荷发电者转变为灵活性资源,在提高系统安全性的同时为消纳风电提供了更多的空间。

  打破省间壁垒,扩大市场足迹

  由于电力部门为政府贡献了大量的税收和就业,一些省份为了保障本省份的就业、税收,同时考虑到外来电力在现有系统下可能会出现的不稳定、不便宜(远距离输送的风电很可能比本地的煤电更贵)等问题,往往不愿意接收外来电力,就是我们常说的“省间壁垒”。

  打破“省间壁垒”,有利于降低整体系统成本、增加可再生能源消纳,但忽略经济性的强买强卖并不可取。吕某在之前的推送里也说过,将更大地理范围内的可再生能源发电者联通,能够显著减小可再生能源输出的波动性,从而在减少对灵活性资源需求(降低系统成本)的同时挽回了弃用可再生能源导致的电力损失。

  以美国西部的电力不平衡市场为例,2014年建立至今,为加州等8个州减少810GWh的弃风弃光弃水,相当于减少了34.6万吨CO2当量的温室气体排放,也减少了48%的备用容量需求。

  交易更频繁的市场让可再生能源变得不再难以预料

  交易时间精度的提升有利于发电者提交更精准的预测。

  什么是交易的时间精度呢?以北欧的现货市场为例,它包括日前市场、日中市场和实时市场,三个市场共同调剂。用户和发电企业在三个市场中提交自己的预计用电、出力和报价。时间精度越高,提前时间越少。提前时间越少,预测发生偏离的概率就越低,需要调用的资源就越少。

  预测精度升高时,可再生能源发电者的实际出力和计划出力差别减小,降低了系统用于平衡偏差消耗的资源。

  能源转型是全球大趋势,如何调整各自的体制以平稳高效的适应转型是每个国家和地区要需要攻克的挑战。在中国,要实现高比例的可再生能源,进一步完善市场管理体制,激励辅助服务等都会是关键步骤。当然,这是一个宏大的议题,不同且有趣的观点还有很多。大家如果有什么见解,或者说看到一些有意思的见解,欢迎随时来信交流!

关键词: 可再生能源

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高比例可再生能源需要什么样的市场

作者:吕成之 发布时间:2019-07-19   来源:中国电力网

  上周搬运了清华大学鲁玺教授及其团队关于中国高比例可再生能源情境下的技术挑战,这周吕某接着和大家讨论一下鲁教授对于同样情境下体制挑战的一些观点。为了更好地容纳高比例可再生能源,中国电力市场需要经历大规模的改革。鲁教授指出,在诸多解决措施中,以下几个因素对可再生能源大规模并网十分关键:

  市场化的管理体制

  为辅助服务提供有效的激励

  覆盖面积更广、时间精度更高的市场

  精度更高的可再生能源产出预测能力。

  从中央计划为主向更健全的市场迈进

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  在电力系统还不够灵活的过去,“长期计划+长期合同”的模式确实可以算是一个便捷且有效的管理方式。然而,在可再生能源比例逐渐增高的当下,这种模式导致的系统灵活性较低、无法在短期做出调整的弊端就显现了。当可再生能能源产出处于高峰时,系统必须放弃新增的可再生能源发电量,令煤电等不灵活机组按原定计划发电。

  我们需要承认,“长期计划+长期合同”这种模式长久以来保证了中国电力系统的安全稳定。因为电力调度中心始终以“保证供电的安全稳定”为首要目标。在保证安全(尽可能选择输出稳定的煤电机组)的前提下再优先选择经济性高的机组,而不是完全以最大化经济性为首要目标。但也正是因为这种稳定性和经济性,我们能够看到煤电厂长期以来作为“基荷”存在。由于系统对可靠性和“基荷”概念的偏爱,以及最低利用小时的保证等保护性政策的存在,这种机制已然成为电力系统转型中的障碍。

  辅助服务市场为用电安全保驾护航

  为了应对大规模可再生能源并入系统增加的波动性,只有电力现货市场是不够的。经济有效地配置辅助服务也必不可少。

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  尽管东北、山西、福建、山东、新疆、宁夏、广东、甘肃等8个电力辅助服务市场改革试点工作正稳步推进,现有的辅助服务激励机制仍偏计划,较难经济地为未来所需的多种辅助服务提供适当激励。现有的有偿辅助服务政策是2006年发布的《并网发电厂辅助服务管理暂行办法》(电监市场[2006]43号),由电网公司按发电企业的成本和合理盈利水平确定补偿水平。这样的配置方式效率低且很难调动企业的积极性,难以满足高可再生能源渗透率的安全性要求。

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  为了给辅助服务提供合适的经济激励,需要一个将容量和电力分离交易、与现货电力市场独立的市场。中国能源局东北局在2017年初启动了一项试点项目,这一试点项目深刻地改变了一些煤电厂的盈利模式——从基荷发电者转变为灵活性资源,在提高系统安全性的同时为消纳风电提供了更多的空间。

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  由于电力部门为政府贡献了大量的税收和就业,一些省份为了保障本省份的就业、税收,同时考虑到外来电力在现有系统下可能会出现的不稳定、不便宜(远距离输送的风电很可能比本地的煤电更贵)等问题,往往不愿意接收外来电力,就是我们常说的“省间壁垒”。

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      关键词:, 可再生能源