提供電力輔助服務是電力安全供應不可缺的要素
中發(fā)【2015】9號文件明確指出電力改革要堅持“五大原則”，堅持安全可靠原則是首要原則，這是電力改革促進電力市場建設有別于其他產業(yè)改革的特殊性。電力安全供應不可缺的要素之一就是為常規(guī)發(fā)電生產提供調節(jié)服務。為滿足電力系統(tǒng)供需瞬間平衡、維持電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行或恢復系統(tǒng)安全，以及為保證電能供應，滿足電壓、頻率質量等要求所需要的一系列輔助服務。輔助服務內容包括：一是提供頻率調節(jié)服務，主要是調速控制、自動發(fā)電控制、有功備用服務；二是提供電壓穩(wěn)定服務，主要是無功支持和電壓控制；三是提供暫態(tài)穩(wěn)定服務，包括甩負荷及自動解列等；四是其他類型的輔助服務，如黑啟動服務和電能質量服務，歸納起來常用的電力輔助服務有七種：調頻、負荷響應、旋轉備用、非旋轉備用、替代備用、無功調節(jié)、黑啟動，這些均應該在電力市場環(huán)境下，通過市場機制為常規(guī)發(fā)電提供優(yōu)質、低成本的輔助服務。
電力電量成本是時間的函數(shù)，在電力市場競價中應充分體現(xiàn)
長期以來，銷售給用戶的電價是基本電價與電量電價組合成的（各類基金與本文內容無關，暫不提及），價格不體現(xiàn)時間變化，負荷波動是利用行政化調度予以平衡解決的，沒有體現(xiàn)出終端消費電力電量的成本隨時間變化而變化的經濟特性。
電力系統(tǒng)供應和需求側負荷波動，充分體現(xiàn)了負荷曲線上任何時點電量Q是時間函數(shù)Q(T)（見圖1）的特征。在滿足瞬間供需平衡的條件下，不同時點供應與消費的電量，由于負荷不同，發(fā)電機組所付出的邊際成本是也是不同的，所以供應與消費的電量在市場上的價格應該與時點相關。
圖1中，Q(T)曲線下可以劃分出基荷、腰荷與峰荷區(qū)域。O-V線對應的是相對穩(wěn)定的、與時點無關的最小負荷水平線——基荷；平均負荷水平線以上的部分為峰荷，呈現(xiàn)出明顯的時點特征；最小負荷與平均負荷之間的部分為腰荷，腰荷區(qū)域的負荷波動曲線與時段有關?；傻母叩汀⒀傻膶挾纫约胺搴汕€波動的平緩程度與電力用戶的負荷特性密切相關，明顯呈現(xiàn)出不同的時間函數(shù)波動曲線。高耗能用電，其基荷線O-V一般較高，腰荷較寬，且峰荷曲線隨時間變化相對平緩；第三產業(yè)和居民用電，其基荷線O-V偏低（例如在凌晨2-5時時段），其峰值P1、P2與谷值D1、D2之差相對較大，且隨時間變化波動也較大?；蓞^(qū)域的電量可以通過中長期雙邊、多邊直接交易，建立穩(wěn)定的電力供、需關系，腰荷區(qū)域的電力電量可以通過年度、季度、月度、周、日前的交易，并輔以調壓、負荷可中斷響應等輔助服務交易，滾動調整、相互補充，保障電力供需大致實現(xiàn)可調節(jié)平衡。峰荷區(qū)域主要體現(xiàn)的是電力供應能力，電量并不大，一般只是全年發(fā)電量的3—5%左右。峰荷，原則上應該在日中、實時的現(xiàn)貨市場實施差額電力電量和備用、調頻等輔助服務競價交易，體現(xiàn)電力供需尖峰時期的成本與價格關系，發(fā)現(xiàn)電力的市場價格。
建立輔助服務市場是電力發(fā)展的需要在過去計劃經濟環(huán)境和安全保障供應原則下，社會的電力需求是剛性的，通過計劃手段，發(fā)電企業(yè)是無條件參與系統(tǒng)調節(jié)以滿足終端需求。隨著我國電力供應能力的快速發(fā)展，發(fā)電裝機備用（旋轉和非旋轉備用）比重加快提高，并逐步演變?yōu)楣偰芰ο鄬^剩的買方市場局面。顯然，在當前買方市場格局下，發(fā)電企業(yè)已進入日益白熾化的競爭狀態(tài)，繼續(xù)沿用過去行政化調度的計劃手段，不僅不能彌補發(fā)電調峰、調頻、備用、可中斷響應等輔助服務的成本，也沒有充分調動市場活力以提高發(fā)電社會效益，造成誰參與了輔助服務誰就吃虧的現(xiàn)象。
面臨電力供應與消費兩側波動并有持續(xù)加劇的新情況，必須要在電力市場環(huán)境中，釋放市場主體的能動性和技術創(chuàng)新紅利，通過建立相適應的激勵機制，引導發(fā)電和終端消費用戶主動參與負荷調節(jié)。將電力輔助服務市場作為電力市場體系的有機組成部分，給予其市場定位和交易規(guī)則，是適應供需新特點最行之有效的市場手段，也是電力市場逐步朝著完善的、規(guī)范化方向發(fā)展的標志，建議盡快啟動。
2002年電力體制改革以前，滿足電力供應是電力系統(tǒng)投資運營的基本出發(fā)點。發(fā)電和電網是一家，在保證安全供電的原則下，通過電力系統(tǒng)的年度、季度、月度電量計劃安排和實時調度手段，既滿足基本負荷，又滿足調峰，所以計劃體制下電力電量的商品屬性不是顯性的，不管哪個電廠承擔基荷還是峰荷，都是系統(tǒng)內部自家哥倆的事情。
2002年“廠網分開”后，建立了發(fā)電競爭市場，競爭的核心指標是機組利用小時，也就是電量及其投資運行成本的競爭，由于配售電沒有改革，用戶峰谷負荷的價格不可能直接傳導到發(fā)電市場，發(fā)電上網電價仍然沿用統(tǒng)一的標桿電價，負荷峰谷差調節(jié)基本還是按照計劃分配安排。在2002年至2012年間，電力供應總體呈現(xiàn)短缺態(tài)勢，經濟結構以重化工業(yè)為主，而重化工業(yè)用電特點是負荷側波動性不是太大，例如2007年寧夏自治區(qū)的平均日最大負荷差率只有17.5%。此外，新能源裝機占比較低，發(fā)電側波動是基本可控可調的。因此，發(fā)電與用電基荷和峰谷調節(jié)可以用年度、季度和月度計劃來平衡，日波動部分，基本依靠行政調度加以解決。
2012年以來，隨著經濟結構調整的加快，特別是以華東和廣東地區(qū)為代表的經濟結構大調整，東部地區(qū)重化工業(yè)用電比重逐年下降，第三產業(yè)和居民用電比重加快增長，加之惡劣氣候頻繁出現(xiàn)，加劇了用電負荷的波動。例如2014年廣東省平均日最大負荷差率達到了54%。西電東送是按基本穩(wěn)定負荷輸入東部地區(qū)的，這就需要安排當?shù)氐陌l(fā)電機組參與調峰。如果調峰依然按計劃平均分配，由此造成當?shù)卮罅績?yōu)質低排放機組低負荷運行，既不利于社會節(jié)能減排，也損害了發(fā)電企業(yè)利益，另外調峰的電力電量邊際成本遠大于滿負荷發(fā)電，由誰來彌補這部分成本？因此發(fā)電企業(yè)呼吁解決調峰的經濟性、節(jié)能環(huán)保問題的呼聲很高。
原國家電監(jiān)會通過補貼、電價調整等方式，積極促進發(fā)電輔助服務，在東部地區(qū)起到了一定的效果。不同地區(qū)補貼標準不一樣，補貼資金來自沒有承擔輔助服務的發(fā)電企業(yè)。但是補貼金額沒有完全補償參與輔助服務的成本，調峰的深度和時點變化均沒有很好體現(xiàn)市場價值。
近年來，隨著新能源的大力發(fā)展，發(fā)電側負荷波動性也在不斷增加，電力系統(tǒng)同時面臨著負荷和發(fā)電的“兩側調峰”問題。“十三五”期間，非化石能源比重將從15%增加到20%，新能源發(fā)電將迎來更大發(fā)展，“兩側調峰”問題預計將會更加突出，需要我們積極地研究加快應對。
電力輔助服務市場關鍵是提供競價機制
中發(fā)【2015】9號及其配套文件明確要加快電力輔助服務市場建設。在電力供需市場平衡過程中，特別是在雙邊交易過程中，基荷、腰荷、峰荷、低谷負荷，應該給予不同的電價，電力輔助服務不僅是體現(xiàn)系統(tǒng)安全需要的社會屬性服務，也是商品，可以通過激發(fā)各發(fā)電主體參與、深度參與調峰的積極性，不僅能夠補償參與調峰的經濟成本，甚至通過市場競爭，獲得高額回報。
電力輔助服務產品可以和普通的電力電量一樣，進行年、季、月、周、日前市場的中長期競價交易，以不斷趨近日中市場的實時需求，在合約兌現(xiàn)的當天，必然還有供需偏差，這部分偏差就可以通過現(xiàn)貨市場集中競價出清。輔助服務產品的功能就是備用、調節(jié)，所以亟需在中長期交易基礎上盡快實現(xiàn)現(xiàn)貨交易，促使現(xiàn)貨交易實時平衡，促使電力市場交易規(guī)范運行。
通過市場競爭，激發(fā)各個市場主體的積極性。用市場價格體現(xiàn)輔助服務的價值，實現(xiàn)電量平衡、安全保障、經濟性保證，同時體現(xiàn)節(jié)能綠色理念。究竟誰能夠在輔助服務當中實現(xiàn)經濟效益，提質提價，讓企業(yè)自己在市場中定位。市場機制要鼓勵負荷響應能力強的機組在尖峰時點積極參與調節(jié)，次能力強的機組在腰荷時段進行調節(jié)，調峰時段不同，價格不同，在市場環(huán)境下自然分類出不同發(fā)電機組調節(jié)能力。
處在不同時點負荷曲線上的電量，定價不同。由誰來定價？當然應該靠市場定價。一些發(fā)達國家，高峰時段甚至能出現(xiàn)高于平均水平10倍的電價，在低谷時段一些新能源發(fā)電甚至出現(xiàn)負電價以維持白天發(fā)電市場的容量份額。發(fā)電機組能夠實現(xiàn)深度調峰甚至可中斷響應，必然需要對機組設備、人力資源、競價水平、成本管理等的系統(tǒng)性改造與提高，企業(yè)生產管理成本自然相應提高，獲益能力相應在市場中也應該提高。也正是這種競爭機制促使企業(yè)愿意改造，愿意通過資本和技術的投入，在市場化當中獲得效益，即風險最高的地方也是效益最高的地方。
能源“十三五”規(guī)劃，要約束尤其是東中部地區(qū)火電機組發(fā)展總量，使當?shù)靥寂欧趴偭康靡钥刂撇⒂兴陆?。因此東中部地區(qū)的火電機組的生存出路只能有兩條：一是通過設備的低碳改造，讓大容量機組參與當?shù)匕l(fā)電的基本負荷平衡。發(fā)電機組通過技術改造和成本管控，滿足基荷條件，按節(jié)能減排的要求排序，在電力市場中參與雙邊、多邊交易，以中長期協(xié)約，在電網、電力平衡中提供基本負荷供應。二是通過改造，讓一部分中小容量環(huán)保機組轉換成調峰機組。東部地區(qū)調峰主要目的是滿足消費負荷波動，西部地區(qū)調峰是為新能源發(fā)電上網保駕護航。根據電力市場發(fā)電優(yōu)先原則，新能源發(fā)電是優(yōu)先安排進入負荷曲線的，由于新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，峰、谷部分均要靠調峰機組提供。這意味著火電機組要有很大的靈活性。目前我國能源結構加快調整的階段成果就是火電發(fā)電比重降下來了，風電發(fā)電比重上去了。但風電無法提供無功功率，這就加重了火電機組調節(jié)的任務。輔助服務的備用、調節(jié)對技術、安全要求高，投入和風險也很高，在輔助服務市場中越臨近出清時點，投入的邊際成本和風險就越高，所以市場競爭價格就應該越高。
輔助服務市場是規(guī)范完整電力市場體系中不可缺的組成部分
目前很多電力市場建設試點省份的雙邊交易用的都是電量法，沒有體現(xiàn)電力峰谷波動的時點特性。造成參與雙邊交易的市場電量電價在標桿電價基點上單邊下降，沒有參與雙邊交易的計劃電力電量要承擔起系統(tǒng)的全部調節(jié)任務，這就造成系統(tǒng)調節(jié)能力整體下降，也更加不利于加大新能源發(fā)電的消納規(guī)模，市場交易的電量合同也難以實時兌現(xiàn)，顯然這是畸形的市場行為，有人稱之為“變形”的計劃行為。其根本原因是試點過程中沒有及時啟動現(xiàn)貨交易市場，沒有在中長期和現(xiàn)貨市場中納入輔助服務交易。電力瞬間平衡的特點，決定了常規(guī)電力電量與提供調節(jié)、備用的輔助服務，在電力市場中長期雙邊、現(xiàn)貨交易中是相伴相生的，是完整、規(guī)范電力市場建設的有機組成部分。
從交易的時間周期來說，電力市場中長期交易基礎上要逐步豐富日前交易、日中交易并輔以現(xiàn)貨實時交易，現(xiàn)貨市場中備用、調頻等輔助服務的重要性更加突出。
從交易的地域范圍來說，輔助服務有屬地性也有跨區(qū)性，所以各類發(fā)電機組可以根據自身特點和定位，自愿參與跨區(qū)跨省或者當?shù)氐母黝愝o助服務，也可以與其他市場優(yōu)先級能源類型的發(fā)電企業(yè)綁定提供中長期的、跨區(qū)跨省的備用、可中斷服務，尤其在當前大電網特高壓的西電東送電量比例越來越高的情況下。例如火電企業(yè)可以積極主動與新能源發(fā)電、優(yōu)先級的水電形成跨區(qū)跨省或者當?shù)氐穆?lián)合發(fā)電體。
電力輔助服務市場在建設現(xiàn)代能源體系中將發(fā)揮更大作用
“十三五”期間，我國燃氣發(fā)電將有較大發(fā)展空間，在一次能源結構中的占比要從5.6%上升到9.6%，氣電機組由于靈活性強、啟停時間短，參與發(fā)電市場以及用戶終端分布式調峰的規(guī)模將會長足進展，這將極大提高電源供應和用戶需求“兩側”的輔助服務能力。“十三五”期間，電動汽車、儲能技術等新事物會加快發(fā)展，電力用戶側的需求響應將不再剛性，由此也將實現(xiàn)需求時移和可中斷響應，會逐步形成智慧化電力系統(tǒng)。廣義輔助服務也將在電力用戶側發(fā)力，并加快促進現(xiàn)代能源體系的發(fā)展。一方面，發(fā)電企業(yè)尤其是可靈活調節(jié)的發(fā)電供應能力與電力用戶的負荷曲線可以形成聯(lián)動合作模式，平抑對大電網及其配電網的負荷波動；另一方面，在終端用戶側通過微電網對分布式能源和儲能（包括電動汽車）充放電調節(jié)，利用合同能源管理和峰谷差電價，在終端用戶微網內形成相對穩(wěn)定的負荷特性，也可以平抑大電網對微網（局域網）供電的波動性，從而促進現(xiàn)代電力系統(tǒng)“源—網—荷”的和諧發(fā)展。所以，從廣義上說，隨著現(xiàn)代能源電力系統(tǒng)的發(fā)展，電力輔助服務要分別在供應側、用戶側以及跨兩側的市場中起到越來越重要的作用由此可以加快促進能源利用的提效提質。 來源：中國投資咨詢網
