中國儲能網訊：輔助服務是指為維護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，保證電能質量，除正常電能生產、輸送、使用外，由發(fā)電企業(yè)、電網經營企業(yè)和電力用戶提供的服務。我國輔助服務一般包括一次調頻、自動發(fā)電控制（AGC）、調峰、無功調節(jié)、備用、黑啟動服務等。大部分地區(qū)開展了調峰、調頻的輔助服務市場，通過市場競價的方式確定輔助服務的提供方和價格。本文介紹了國內輔助服務的費用規(guī)模，對比美國輔助服務市場情況，進一步探討輔助服務價格新模式。
我國輔助服務市場費用規(guī)模現狀
輔助服務與電能量關系緊密，輔助服務價格與電能量價格互為機會成本，伴隨著電能量的市場化，輔助服務也由原來的非市場化補償機制轉化為市場化定價機制。目前，各地區(qū)輔助服務市場主要交易品種為調峰、調頻，部分地區(qū)也將備用納入輔助服務市場交易范疇，各地做法不盡相同。例如甘肅將調峰、調頻納入輔助服務市場交易范疇，貴州開展調峰、黑啟動輔助服務市場交易，廣東開展調頻輔助服務市場交易；此外各區(qū)域還有自己的輔助服務市場，例如南方區(qū)域備用輔助服務市場、華中省間電力調峰及備用輔助服務市場等。長期以來，調峰是我國最主要的輔助服務品種，2022年度單項費用近200億元，2023年度單項費用將近250億元，占當年輔助服務總費用的六成以上，調頻、備用輔助服務費用則占總費用的三成左右。其中，調峰是指通過一段時間內調節(jié)機組出力，使發(fā)電出力跟蹤負荷的變化，實現系統(tǒng)電力電量的總體平衡，而現貨市場連續(xù)運行地區(qū)不需要將其列為單獨輔助服務品種，可以通過價格信號的引導由供需兩端自動實現調節(jié)。
影響輔助服務費用規(guī)模的主要因素包括需求提出、輔助服務定價等，目前各地輔助服務市場設計中的計價公式、價格限制等約束并不相同。在計價公式方面，有時存在提供相同輔助服務但補償標準有差異的情況，例如在某地區(qū)的調頻市場中，火電、儲能和新能源三種類型電源的補償系數分別設置為1∶0.8∶0.7，另一地區(qū)的備用市場中，燃煤機組補償標準為15元/兆瓦時，水電機組補償標準為5元/兆瓦時，此外，部分地區(qū)調頻市場按照調節(jié)速率K1、響應時間K2、調節(jié)精度K3三個分項參數確定綜合調頻性能指標，少部分地區(qū)則通過對調頻參數進行加權平均的方式確定參與調頻機組的綜合調頻性能指標；在價格限制方面，各地調峰價格上限在500元/兆瓦時至1000元/兆瓦時不等，調頻價格上限在12元/兆瓦至60元/兆瓦不等。市場定價機制不同，導致各地輔助服務的種類和規(guī)模都有顯著差別，華北地區(qū)以調頻輔助服務費用為主，東北地區(qū)以調峰輔助服務費用為主，而南方地區(qū)的備用輔助服務費用高于國內平均水平。
2023年度，我國全社會用電量92241億千瓦時，長期保持增長，與此同時，輔助服務費用也連續(xù)兩年實現了增長。據不完全統(tǒng)計，2023年度調峰、調頻、備用等主要輔助服務總費用規(guī)模接近400億元，較2022年度輔助服務費用上漲了22%，近3年來年均增長率約為15%。2023年度，各電源主體結算總費用約28000億元，居民、農業(yè)、工商業(yè)用戶結算費用約47000億元，無論發(fā)電企業(yè)還是市場化用戶，輔助服務費用都納入系統(tǒng)運行費科目中，由電網企業(yè)定期向用戶和發(fā)電企業(yè)結算，對現貨市場未連續(xù)運行地區(qū)的發(fā)電企業(yè)來說，輔助服務費用是除了電能量費用以外影響收益的主要費用之一。
國外輔助服務市場典型案例
以美國、澳大利亞、北歐為代表的國家電力市場化建設起步較早，發(fā)展更成熟，其輔助服務市場主要產品是調頻、備用、黑啟動等，市場通過競價或長期協(xié)議的方式交易，更能體現電力輔助服務的實際價值，其輔助服務費用一般占市場總費用的規(guī)模較國內占比更小。本部分以美國規(guī)模最大的PJM市場和可再生能源比例最高的CAISO市場為例，進行介紹。
2023年，美國全部可再生能源裝機容量約為395吉瓦，約占裝機總量的22%，根據美國能源信息署（EIA）2023年11月7日發(fā)布的預測，2023年美國用電量總計達到40220千瓦時，總電費約6300億美元，輔助服務費用約為64.7億美元，折合約0.0016美元/千瓦時，輔助服務占比略高于1%，包含調頻、電壓補償、可再生能源并網、運營管理等服務。根據Spherical預測，從2023年到2033年的十年，美國輔助服務市場費用規(guī)模將以5.9%的復合年增長率增長，預計2033年將達到114.8億美元。
（一）PJM
PJM是集中式現貨市場，可再生能源裝機占比在10%左右，輔助服務費用規(guī)模占總電費比例在1%左右。2017年度，美國PJM輔助服務市場總費用為5.08億美元，占電力市場總費用的1.3%。調頻、備用等輔助服務通常與電能量現貨市場聯合優(yōu)化出清，實現電力系統(tǒng)運行總成本的最小化。PJM的輔助服務范圍很廣，所有5分鐘內響應的發(fā)電和用戶側的調頻資源都可以參與調頻市場，而能在10分鐘內響應的初級備用分為同步備用和非同步備用兩類（國內也稱為旋轉備用、冷備用）。提供同步備用的機組必須是并網機組，并且能夠在很短的時間內達到其所申報的出力水平，需求側資源也可以通過在短時間內減少用電達到提供系統(tǒng)備用的效果。與此相反，未并網的機組才可以提供非同步備用，但機組需在規(guī)定時間內達到相應的出力及電壓。充分的競爭使美國輔助服務市場能較好地達到均衡，使價格充分體現供需關系。
（二）CAISO
加州獨立系統(tǒng)運營商（CAISO）運行的電力市場可再生能源比例很高，截至2020年底，可再生能源裝機3806萬千瓦，占比47%（含水電裝機1404千瓦，占比17%，風光合計約占30%），在極端情況下出現過瞬時97.6%電量來自可再生能源的情況。在這種情況下，相比美國其他市場輔助服務費占比也相對較高，往往占到了總電費的1.5%-3%。2017年度，CAISO輔助服務市場總費用為1.72億美元，占當年總電費的1.85%。CAISO的輔助服務市場獨立于日前市場運營，市場包括調頻、旋轉備用和替代備用，按小時進行競價出清，中標供應商根據市場出清的容量和價格提供備用，出清采用分離順序法和協(xié)同優(yōu)化法。
完善輔助服務價格機制恰逢其時
比對國外電力市場建設實踐經驗，可以發(fā)現美國的輔助服務費用比重較小，因此國外電源投資項目的經濟性評價并不必然考慮輔助服務費用，中長期市場、現貨市場收益和容量費用才是影響電源投資項目經濟性的關鍵因素。2月8日，國家能源局、國家發(fā)改委發(fā)布《關于完善電力輔助服務價格機制的通知》征求意見，將對進一步控制輔助服務費用規(guī)模產生積極影響。通知有三大看點：
一是進一步明確限價原則。綜合考慮調峰需求與調節(jié)資源成本、新能源消納的經濟性，調峰市場上限價格按不高于當地平價新能源項目的上網電價來確定；調頻性能系數以當地性能最優(yōu)煤電機組主機對應的設計參數為基準折算，最大上限為2，調頻里程出清價格上限不超過0.015元/千瓦時；備用服務價格上限不超過當地電能量市場價格上限。管住了價格也就管住了市場，通過調峰促進新能源消納將更加兼顧經濟性，調頻將更加凸顯公平性，原先各地補償標準和市場限價不統(tǒng)一的情況將進一步優(yōu)化，從市場定價機制上減少了輔助服務費用規(guī)模。
二是規(guī)范輔助服務費用傳導。按照“誰服務、誰獲利，誰收益、誰承擔”的原則，非現貨地區(qū)輔助服務費用不向用戶側疏導，現貨市場連續(xù)運行地區(qū)的調頻、備用輔助服務費用由用戶和發(fā)電主體按比例承擔，各項輔助服務費用單獨計算、單獨列示。在有效控制輔助服務費用規(guī)模并充分考慮用戶承擔能力的基礎上，明確了發(fā)電主體和用戶各自應承擔的輔助服務費用科目和比例，將備用也納入輔助服務費用分攤范疇，進一步明確了市場經濟關系，同時有效保障市場主體的知情權，輔助服務費用這筆賬越算越清。
三是多措并舉確保輔助服務價格管控政策落地。保障各類主體公平參與輔助服務市場，加強輔助服務市場與中長期市場、現貨市場的銜接，健全輔助服務價格管理工作機制，各地區(qū)需按通知要求在六個月內重新明確輔助服務價格。發(fā)揮政策協(xié)同的長效機制，明確了輔助服務價格的監(jiān)管機構和職權范圍，確保輔助服務市場得到持續(xù)有效的監(jiān)管，將管控政策落到實處。
新政的出臺將對市場各方帶來長久深遠的影響，也將進一步完善電力價格形成機制，電力輔助服務市場作為電力市場體系的重要組成部分，也將持續(xù)建設完善。
