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不同新能源跨省區(qū)現(xiàn)貨交易模式對新能源消納影響分析

作者:中國儲(chǔ)能網(wǎng)新聞中心 來源:中國電力 發(fā)布時(shí)間:2020-06-16 瀏覽:

國網(wǎng)能源院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所持續(xù)跟蹤新能源調(diào)度運(yùn)行與市場交易創(chuàng)新專題,開展了新能源調(diào)度運(yùn)行分析與優(yōu)化、新能源市場交易分析與評估、新能源政策對市場交易的影響、適應(yīng)高比例新能源接入的電力市場建設(shè)等方向研究,實(shí)現(xiàn)從理論分析到落地應(yīng)用的貫通。本專欄將圍繞新能源調(diào)度運(yùn)行和市場交易的國際經(jīng)驗(yàn)、我國實(shí)踐與成效、未來發(fā)展趨勢等,結(jié)合相關(guān)成果和研究思考與讀者進(jìn)行交流分享。

(來源:微信公眾號(hào)“中國電力”ID:ELECTRIC-POWER)

文章導(dǎo)讀:從交易時(shí)間尺度來看,新能源跨省跨區(qū)交易包括中長期交易和跨區(qū)現(xiàn)貨交易,其中跨區(qū)現(xiàn)貨交易主要針對存在新能源發(fā)電受阻地區(qū)的棄風(fēng)棄光電力交易。通過開展新能源富余電力現(xiàn)貨交易,有效提高了新能源消納能力。本文首先分析了我國新能源跨省區(qū)消納現(xiàn)貨交易機(jī)制現(xiàn)狀,然后考慮到我國電力市場建設(shè)實(shí)際,設(shè)計(jì)了兩種可以促進(jìn)新能源跨省區(qū)消納的市場機(jī)制,最后結(jié)合典型案例分析了本文所提機(jī)制的有效性。

不同新能源跨省區(qū)現(xiàn)貨交易模式對新能源消納影響分析

執(zhí)筆人:袁偉、雷雪姣

國網(wǎng)能源院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所

1 新能源跨省區(qū)消納現(xiàn)貨交易機(jī)制現(xiàn)狀

2017年8月15日,北京電力交易中心發(fā)布《跨區(qū)域省間富??稍偕茉措娏ΜF(xiàn)貨試點(diǎn)規(guī)則(試行)》,此次《規(guī)則》要求,跨區(qū)域現(xiàn)貨交易市場的賣方主體為送端電網(wǎng)內(nèi)水電、風(fēng)電和光伏等可再生能源發(fā)電企業(yè),買方主體為受端電網(wǎng)企業(yè)、大用戶、售電公司和火電企業(yè),輸電方為電網(wǎng)公司。通過跨區(qū)域現(xiàn)貨交易,充分利用通道資源和全網(wǎng)調(diào)節(jié)能力,提高電網(wǎng)整體可再生能源消納水平。

通過開展新能源富余電力現(xiàn)貨交易,有效提高了新能源消納能力。然而新能源富余電力現(xiàn)貨交易當(dāng)前主要通過跨區(qū)通道開展,交易范圍有限限制了交易總量,同時(shí)部分時(shí)段內(nèi)新能源發(fā)電功率預(yù)測偏差導(dǎo)致現(xiàn)貨交易難以執(zhí)行??鐓^(qū)域現(xiàn)貨主要利用當(dāng)前跨區(qū)直流通道的剩余輸電能力,交易對象為本地區(qū)無法消納的新能源棄風(fēng)棄光。同時(shí),因新能源發(fā)電出力個(gè)別時(shí)段預(yù)測偏差較大,通過現(xiàn)貨的申報(bào)及執(zhí)行情況來看,新能源發(fā)電出力大部分時(shí)段預(yù)測較準(zhǔn),但也存在個(gè)別時(shí)段因?yàn)轭A(yù)測偏差較大導(dǎo)致現(xiàn)貨計(jì)劃無法調(diào)出,主要是風(fēng)電預(yù)測偏差。

2 新能源跨省區(qū)市場化交易機(jī)制優(yōu)化

考慮到我國電力市場建設(shè)實(shí)際,近期跨省區(qū)市場模式主要是中長期物理合約+省間增量現(xiàn)貨模式。因此,以該模式為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)促進(jìn)新能源跨省區(qū)消納的市場機(jī)制。

優(yōu)化機(jī)制1:省間增量現(xiàn)貨市場機(jī)制

在市場主體方面,參與省間現(xiàn)貨市場的市場主體可以分為送端市場主體和受端市場主體。送端市場主體主要包括水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等可再生能源發(fā)電企業(yè)、火電企業(yè)及核電企業(yè)。受端市場主體主要是指受端電網(wǎng)企業(yè)。未來,逐步引入售電公司、電力用戶等受端市場主體。

在交易品種方面,省間現(xiàn)貨市場主要開展電能量交易。針對省間余缺電力,由送端各類發(fā)電企業(yè)(包括火電、水電、風(fēng)電、光伏、核電等)和受端省級電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行日前、日內(nèi)集中競價(jià)交易。

在組織方式方面,現(xiàn)貨市場中所有的省間交易均提交申報(bào),采用發(fā)電側(cè)、購電測(受端電網(wǎng)公司)雙向報(bào)價(jià)。發(fā)電側(cè)可選擇兩種申報(bào)方式,一是價(jià)格接受者(或以零價(jià))申報(bào),因此將優(yōu)先出清;二是競價(jià)申報(bào)。由國調(diào)中心組織開展日前和日內(nèi)交易。

在出清和價(jià)格機(jī)制方面,購電價(jià)格和售電價(jià)格按照集中競價(jià)交易邊際出清價(jià)格確定。

省間增量現(xiàn)貨市場模式下跨省區(qū)消納原理如下圖所示。

圖1 省間增量現(xiàn)貨市場模式下跨省區(qū)消納示意圖

優(yōu)化機(jī)制2:同通道外送電量置換交易機(jī)制

現(xiàn)有中長期發(fā)電權(quán)交易多為在年度、月度交易,當(dāng)新能源發(fā)電企業(yè)在預(yù)期出現(xiàn)消納困難時(shí),與常規(guī)電源發(fā)電企業(yè)通過雙邊協(xié)商、掛牌等方式開展。由于發(fā)電權(quán)交易需在提前確定交易電量、未來還可能要求提前確定峰、谷、平交易曲線。因此,現(xiàn)有發(fā)電權(quán)交易雖然在一定程度上為新能源騰出發(fā)電空間,但并不一定能夠?yàn)樾履茉打v出輸電通道空間。

為新能源騰出發(fā)輸電空間,是有效促進(jìn)新能源跨省區(qū)消納的關(guān)鍵。同通道外送電量置換交易作為一種新的發(fā)電權(quán)交易品種,可以實(shí)現(xiàn)這一效果。

在交易主體方面,新能源發(fā)電企業(yè)與同一區(qū)域內(nèi)的常規(guī)能源發(fā)電企業(yè),要求常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)具有跨省區(qū)外送交易合同電量,且新能源發(fā)電企業(yè)與常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)可以使用相同的跨區(qū)輸電通道實(shí)現(xiàn)電力外送。

在交易方式方面,可以通過雙邊協(xié)商、集中撮合或掛牌等方式進(jìn)行。對于雙邊協(xié)商,新能源發(fā)電企業(yè)與常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)就轉(zhuǎn)讓的外送交易通道、轉(zhuǎn)讓的最大外送電力空間、轉(zhuǎn)讓價(jià)格達(dá)成一致。對于集中撮合或者掛牌交易,新能源發(fā)電企業(yè)在月度、數(shù)日前將申報(bào)信息提交到電力交易平臺(tái),申報(bào)信息包括愿意購買的替代發(fā)電曲線和價(jià)格信息;常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)申報(bào)轉(zhuǎn)讓外送電力空間、跨省區(qū)外送轉(zhuǎn)讓通道、補(bǔ)償價(jià)格意愿,電力交易機(jī)構(gòu)根據(jù)申報(bào)情況進(jìn)行集中撮合或形成掛牌交易結(jié)果。交易結(jié)果提交調(diào)度機(jī)構(gòu)安全校核后形成正式交易結(jié)果。

在交易執(zhí)行方面,在交易執(zhí)行日前或日內(nèi)時(shí)段,當(dāng)通道已經(jīng)滿送,出現(xiàn)新增新能源外送需求時(shí),根據(jù)交易置換結(jié)果,在常規(guī)電源中長期原外送交易計(jì)劃中,減去同通道外送電量置換部分,新能源中長期外送交易計(jì)劃中增加同通道外送交易電量置換部分,由新能源發(fā)電企業(yè)向常規(guī)能源發(fā)電企業(yè)支付置換費(fèi)用。如未出現(xiàn)新增新能源外送需求,則交易置換結(jié)果不執(zhí)行。

電量置換交易模式下跨省區(qū)消納原理如下圖所示。

圖2 電量置換交易模式下跨省區(qū)消納示意圖

3 不同新能源跨省區(qū)現(xiàn)貨交易模式效果分析

以國內(nèi)某典型省級電網(wǎng)為例,分析不同新能源跨省區(qū)現(xiàn)貨交易模式促進(jìn)新能源消納效果。

(1)省間增量現(xiàn)貨交易機(jī)制效果分析

使用生產(chǎn)模擬方法,求解開展增量現(xiàn)貨市場后送端省份新能源全年消納情況,下表對比了開展省間增量現(xiàn)貨市場前后送端省份新能源全年消納的情況。

表1 開展省間增量現(xiàn)貨市場前后送端省份

新能源消納情況對比

從上表可以看到在開展省間增量現(xiàn)貨市場后,送端省份新能源消納利用水平明顯提高。在未開展省間增量現(xiàn)貨市場時(shí),送端省份新能源限電率為11.62%,在開展省間增量現(xiàn)貨市場后,送端省份的新能源限電率下降到了3.9%。由于開展省間增量現(xiàn)貨市場交易,送端省份新能源消納量增加了31.11億kWh,新能源增加的這部分電量通過外送聯(lián)絡(luò)線送出。

下圖展示了開展省間增量現(xiàn)貨市場后,某一天內(nèi)跨省區(qū)聯(lián)絡(luò)線上的輸送功率情況及送端省份新能源限電情況。

圖3 跨省區(qū)聯(lián)絡(luò)線輸送功率情況

從上圖可以看出,在送端省份出現(xiàn)新能源棄電時(shí),可以通過組織省間增量現(xiàn)貨交易,提高新能源外送電量,從而提高新能源利用率。省間增量現(xiàn)貨交易可以充分利用省間輸電通道富余容量空間,不僅可以提高送端省份的新能源利用率,還可以提高通道利用水平。但當(dāng)送端省新能源棄電過多時(shí),受限于省間通道安全容量約束,無法將全部的新能源棄電通過省間聯(lián)絡(luò)線送出。

(2)同通道外送電量置換交易機(jī)制效果分析

下表對比了開展電量置換交易前后送端省份新能源全年消納的情況。

表2 開展電量置換交易前后送端省份新能源消納情況對比

從上表可以看到在開展電量置換交易后,送端省份新能源消納利用水平有了一定提高。在未開展電量置換交易時(shí),送端省份新能源限電率為11.62%,在開展電量置換交易后,送端省份的新能源限電率下降到了7.45%。由于開展電量置換交易,送端省份新能源消納量增加了16.79億kWh。該模式與省間增量現(xiàn)貨市場模式對比后,可以發(fā)現(xiàn)電量置換模式在增加新能源消納空間方面作用有限,該模式無法充分利用省間聯(lián)絡(luò)線通道富余容量,限制了新能源消納能力的進(jìn)一步提升。

下圖展示了開展電量置換交易后,某一天內(nèi)跨省區(qū)聯(lián)絡(luò)線上的輸送功率情況及送端省份新能源限電情況。

圖4 跨省區(qū)聯(lián)絡(luò)線輸送功率情況

從上圖可以看出,在新能源棄電時(shí)段,通過開展新能源與常規(guī)電源電量置換交易,可以減少新能源棄電。但由于受到中長期物理合約電量的約束,可以用來做電量置換的空間有限,可能無法消納全部的新能源棄電。

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關(guān)鍵字:新能源消納

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