电力辅助服务两个细则的背景、现状与展望 文福拴,ieeefellow 浙江大学电气工程学院海南研究院教授 ietenergyconversionandeconomics主编 《电力系统自动化》副主编 smartpowerenergysecurity副主编 致谢 浙江大学博士生王韵楚准备了本报告的部分内容,特此致谢! 2 三轮27年(19982025)的电力市场改革 1998年,第一轮电力市场改革,省级市场,单一购买者模式 国家经贸委《关于深化电力工业体制改革有关问题的意见》(国办发【1998】146号),选择上海、浙江、山东、辽宁、吉林、黑龙江六省(直辖市)进行“厂网分开,竞价上网”的试点。 浙江省级电力市场等;浙江省级电力市场自2000年1月1日至2002年12月31日, 实际运行三年。2003年,第二轮电力市场改革,国务院5号文件(《电力体制改革方策》(国发 【20025号)要求建立“区域电力市场”,单一购买者模式,后期允许大用户 直购电 东北区域市场(因出现32亿元不平衡资金被叫停 华东区域市场 三轮27年(19982025)的电力市场改革 2015年,第三轮电力市场改革,《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》 2023年12月,山西和广东电力现货市场正式运行;2024年6月,山东电力现货市场正式运行;2024年9月,甘肃电力现货市场正式运行:2025年2月,蒙西电力现货市场正式运行。 市场化建设进展明显比预期的慢。 “国有企业做大”与“电力市场改革” 20220613,人民日报,“理直气壮做强做优做大国有企业” 20230321,国资委:“进一步做强做优做大国有资本和国有企业”。 20240924,国资委:“持续推动国有资本和国有企业做强做优做大”。 20250316,《求是》杂志2025年第6期刊发,国资委:“坚定不移做强做优做大国 有资本和国有企业”。 电力市场改革:要求发电公司数量大、每家公司的市场份额小(市场占有率指标国有企业与市场竞争:天然的优势还是劣势? 新加坡的电力市场改革:客观条件很差,为什么电力币场改革可以成功?中国电力市场改革频繁显现的“症状”:“明目张胆的勾结”与“心照不宣的勾结” 美其名日:为了“国有资产保值增值” 恶性竞争 5 电力市场改革的反思 体制:在电源侧的竞争主体中国企占主导地位改革的路径:缺之立法支持 优点:通过中央和国务院发文的方式实施电力工业市场化改革, 灵活性大,发现问题可以快速调整; 缺点:政策反复摇摆,缺乏稳定性,导致市场化改革的进程明显 慢于其它国家。 很多国家的电力市场改革从启动到运行一般需要510年时间;我们已经 用了27年时间,只有山西、广东、山东、甘肃、蒙西的电力现货市场正 式运行。 中国电力市场建设节奏:到2025年初步建成,到2030年基本建成。 “弃风弃光”、“风光配储”与“辅助服务市场 国内经常出现“弃风弃光”,国外则很少出现。为什么?行政手段的“风光配储”政策不可持续,广受病(该政策已被取消)。 “弃风弃光”与辅助服务市场 辅助服务市场能否先于电力现货市场建立? 。曾经是个有普遍争议的问题;认为“不能”的依据:需要电力现货市场为辅助服务市场提供价格信号;2015年以来的第三轮电力市场改革实践,说明辅助服务市场可先于电力现货市场建立。 辅助服务作为有价商品在中国的发展: 电监市场200642号和43号文件 国家电力监管委员会于2006年11月7日发布了《发电厂并网运行管理规定》 (电监市场【200642号和《并网发电厂辅助服务管理暂行办法》(电监市 场200643号文件)。 国家电监会要求6个区域电监局围绕42号和43号文件制定辅助服务的“两个细则”:1)考核细则(收取辅助服务费用);2)补偿细则(分配辅助服务费用)。 充许6个区域电监局制定不同的细则。 电监市场200643号文首次明确了对发电公司提供的儿种类型的辅助服务要 给予经济补偿。此前,发电公司必须按调度机构要求免费提供辅助服务 8 辅助服务作为有价商品在中国的发展: 电监市场200642号和43号文件 并网发电厂提供的辅助服务分为基本辅助服务和有偿辅助服务。 基本辅助服务是指为了保障电力系统安全稳定运行,保证电能质量,发电机组 必须提供的辅助服务。包括一次调频、基本调峰、基本无功调节等。基本辅助 服务不进行补偿。 一次调频是指当电力系统频率偏离目标频率时,发电机组通过调速系统的自动反应,调整有 功出力减少频率偏差所提供的服务。 。基本调峰是指发电机组在规定的出力调整范围内,为了跟踪负荷的峰谷变化而有计划的、按 照一定调节速度进行的发电机组出力调整所提供的服务。 。基本无功调节是指发电机组在规定的功率因数范围内,向电力系统注入或吸收无功功率所提 供的服务。 6 辅助服务作为有价商品在中国的发展: 电监市场200642号和43号文件 有偿辅助服务是指开网发电厂在基本辅助服务之外所提供的辅助服务,包括自动发电控 制(agc)、有偿调峰、备用、有偿无功调节、黑启动等。有偿辅助服务应予以补偿。 自动发电控制(agc)。指发电机组在规定的出力调整范围内,跟踪电力调度交易机构下发的指令,按照一定调节速率实时调整发电出力,以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务。 有偿调峰。指发电机组超过规定的调峰深度进行调峰,及火力发电机组按电力调度交易机构要求在规定 时间内完成启停机(炉)进行调峰所提供的服务。 备用。是指为了保证可靠供电,电力调度交易机构指定的发电机组通过预留发电容量所提供的服务。备 用分为旋转备用和非旋转备用。初期,只对旋转备用进行补偿。 有偿无功调节。指电力调度交易机构要求发电机组超过规定的功率因数范围向电力系统注入或吸收无功 功率所提供的服务。 黑启动。指电力系统大面积停电后,在无外界电源支持情况下,由具备自启动能力的发电机组所提供的 恢复系统供电的服务。 10 辅助服务作为有价商品在中国的发展: 电监市场200句42号和43号文件 从总体上讲,“两个细则”(尤其是“考核细则”)是行政措施,不是市 场行为。 属于发电公司之间的相互补偿。电网公司负责获取和调度辅助服务,但 不涉及利益。“考核”和“补偿”细则中的很多参数都是预先确定的。“考核”收取的费用与发电机组运行情况有关,是可变的。以“考核”收取的费用为基础的补偿水平自然也是可变的。 基于“两个细则”确定的对发电公司的补偿力度总体不足,无法充分引 导发电公司提供辅助服务。这样,就无法最大可能的避免弃风弃光。 11 为什么国外没有调峰辅助服务品种? 在国外的电力辅助服务市场中,没有“调峰”辅助服务这种品种。原因:没有 在中国,“调峰”是一种主要的辅助服务品种。 12 “调频”、“调峰”和“备用”之间的相关性与界定 的。 观的、不够明确和具体。 围绕电监市场200642号和43号文件精神,在六个区域电力监管局所发布的 怎样适当界定“调频”、“调峰”和“备用”? 要求:覆盖整个调节时间区间,相互不重叠,但要衔接。怎样定义“调 频”、“调峰”和“备用”的容量边界?在系统实际运行过程中,怎样计量这三类辅助服务产品的实际调节量? 国网能源研究院在2023年的一个项目报告中,认为“调峰”是电能量市场的一 种产品,这是一种新的观点,但与国家电监会和国家能源局的定义不一致。 13 辅助服务两个细则的新发展: 国能发监管规【202160号和61号文件 2021年12月21日,国家能源局发布了《电力并网运行管理规定》(国能发监管规 【2021】60号)、《电力辅助服务管理办法》(国能发监管规【2021】61号),分别是以电监市场200642号和43号文件为基础修订的。 主要的修订包括: 扩大电力辅助服务新主体。由发电公司扩大到包括新型储能、自备电厂、传统高载能工业负荷、工商业可中断负荷、电动汽车充电网络、聚合商、虚拟电厂等主体。 规范辅助服务分类。对电力辅助服务进行重新分类,分为有功平街服务、无功平衡服务和事故应急及恢复服务,其中有功平衡服务包括调频、调峰、备用、转动惯量、爬坡等电力辅助服务,事故应急及恢复服务包括稳定切机服务、稳定切负荷服务和黑启动服务。 丰富电力辅助服务新品种。新增转动惯量、爬坡、稳定切机服务、稳定切负荷服务等辅助服务新 品种。 完善用户分担共享新机制。逐步建立电力用户参与辅助服务分担共享机制。 14 辅助服务两个细则的新发展: 国能发监管规【2021】60号和61号文件 转动惯量:指在系统经受扰动时,并网主体根据自身惯量特性提供 响应系统频率变化率的快速正阻尼,阻止系统频率突变所提供的服 务。 爬坡(灵活调节产品:指为应对可再生能源发电波动等不确定因素带来的系统净负荷(系统净负荷三系统总负荷间歇性电源的发电出力)短时大幅变化,具备较强负荷调节速率的并网主体根据调度指令调整出力,以维持系统功率平衡所提供的服务。 15 “调频、调峰、备用、转动惯量、爬坡” 五种品种的相关性与界定 都是给系统运行提供运行调节服务的,是相关的。 文件所定义的两种新的辅助服务产品,都主要是为了解决间款性可再生能源发电(风电、光伏等)出力波动所导致的系统运行安全问题。 随看间歌性可再生能源发电(风电、光伏等)在电力系统中的占比逐步提高, 传统的火电机组逐步关停,会导致系统惯量不足,进而引起频率突变和系统的频繁调节(出现频率毛刺)。“转动惯量”就是为了解决这个问题。 怎样用市场方式获取“转动惯量”服务?需要明确惯性产品的定义、提供方和 需求方、交易机制等。 16 “调频、调峰、备用、转动惯量、爬坡” 五种品种的相关性与界定 )爬坡(灵活调节产品):主要是为了应对间歌性可再生能源发电(风电、光伏等)在 线”(峰谷差增大),属于跨时段的辅助服务品种,在美国加州和中部电力市场已 经实施了多年。 这五种辅助服务产品应该怎样适当界定?这是一个需要认真研究的重要问题。 要求:覆盖整个调节时间区间,相互不重叠,但要衔接;也要考虑“旅坡(灵活调节产品) 的跨时段特征。 17 六个区域能监局对“转动惯量”定义的异同 华中、南方、华北和西北区域对于转动惯量的定义相同,华东和东北区域在基本转动惯量和有偿转动惯量的定义上与其他地区不同,并且东北区域还引入了虚拟惯量响应的概念。 转动惯量是指在系统经受扰动时,并网主体根据自身惯量特性提供响应系统频率变化率的快速正 阻尼,阻止系统频率突变所提供的服务。(华中、南方、华北、西北) 基本转动惯量是指在系统经受扰动时,发电侧并网主体利用发电所必须的旋转设备,根据自身惯量特性提供响应系统频率变化的快速正阻尼,阻止系统频率突变所提供的服务。火电、水电、核电等发电厂提供的转动惯量为基本转动惯量。有偿转动惯量是指在系统经受扰动时,并网主体在基本转动惯量外,提供响应系统频率变化的快速正阻尼,阻止系统频率突变所提供的服务。(华东、东北) 虚拟惯量响应是指在系统频率突变时,变速风电机组、光伏逆变器、新型储能电站储能变流器模拟同步发电机组的惯量特性,通过有功功率的快速控制,提供响应系统频率变化率的快速正阻尼功率调节,阻止系统频率的突变。(东北) 18 华北区域转动惯量补偿 按并网主体进行补偿,并网主体转动惯量性能和参数应满足有关规定和 标准的要求,按并网容量、运行时间进行补偿。 r转动惯量p容量t运行y补偿 p:主体并网容量(mw)t:并网运行时间(h)y:补偿标准01元mwh 19 华东区域转动惯量补偿 并网主体利用非发电所必须的旋转设备或可提供惯量响应的非同步设备惯量特性,阻止系统频率突变。火电、水电、核电等发电必须的转子等设备相应转动惯量不予补偿。根据转动惯量、并网时间给予补偿,补偿费用计算公式如下: 并网时间月度时间 j:转动惯量 y:补偿标准2元kgm月 20 华中区域转动惯量补偿 当相关省(市)电网非同步电源渗透率40时,对水电、火电、