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        2. Saturday, Aug 27th

          You are here: 研究與評論 能源氣候 大規模可再生能源跨區省送出輔助服務成本補償機制

          大規模可再生能源跨區省送出輔助服務成本補償機制

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          ChangCe Thinktank
          電力市場方式補償輔助服務成本更為恰當,通過電力現貨市場由消費者補償調峰輔助服務成本,通過電力備用市場由消費者和風電分別承擔備用輔助服務成本

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          大規模可再生能源跨區( 省) 送出輔助服務成本補償機制研究

          中國經濟體制改革研究會公共政策研究中心

          長策智庫

          我國可再生能源資源豐富,可再生能源發電具有巨大的發展潛力。然而,以風電為代表的可再生能源發電具有波動性,不確定性和不可調峰性等特征,導致在接入電網時需要其他電源提供相應的輔助服務,同時,我國可再生能源資源和電力需求的逆向分布格局,以及跨大區電網互聯規模有限和交換能力不足的現實,也導致需要建設遠距離、大容量跨區(省)輸電通道,才能實現我國可再生能源的發展目標。近年來,國家陸續出臺了相應的價格補貼政策,對促進風電大規模開發起到了積極的作用,但在風電接入及消納方面仍然存在不少問題:如風電規劃與電網規劃不協調、風電接入導致的輔助服務成本沒有補償機制、缺乏合理的跨區(省)輸電價格形成機制等。這些問題如果不能盡快解決,不僅影響到我國風電及相關行業的持續發展,而且將影響到我國節能減排和可再生能源發展目標的實現。

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          目錄

          前言

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          第一部分 可再生能源發電并網輔助問題研究

          內容提要

          一、前言

          1、我國可再生能源發電發展現狀及趨勢

          2、我國現行的輔助服務管理機制

          3、課題研究的意義

          二、可再生能源發電并網對電網輔助服務的影響

          1、風電及太陽能發電運行特性

          2、可再生能源發電并網引發的輔助服務需求

          3、我國可再生能源發電并網面臨的主要技術問題

          三、國外可再生能源發電發展情況及技術經濟保障措施

          1、國外可再生能源發電發展現狀及趨勢

          2、國外可再生能源并網運行技術保障措施

          3、國外可再生能源發電經濟管理措施

          4、對我國可再生能源輔助服務管理的啟示

          四、可再生能源發電并網輔助服務成本分析及其補償費用獲取方式研究

          1、可再生能源發電引發的電力系統輔助服務成本分析

          2、我國現行輔助服務管理機制的背景與輔助服務成本獲取補償的途徑

          3、輔助服務成本補償費用的獲取方式研究

          五、調度協調方式下可再生能源發電并網輔助服務補償問題研究

          1、可再生能源發電納入電網輔助服務考核及補償體系

          2、改變現有輔助服務費用分攤機制

          3、利用配額機制解決可再生能源輔助服務問題

          六、市場交易方式下可再生能源發電并網輔助服務補償問題研究

          1、備用服務的市場交易機制

          2、電能量實時市場解決調峰服務問題

          3、可再生能源發電并網輔助服務費用的獲取方式

          七、聯合運行方式下可再生能源發電并網輔助服務補償問題研究

          1、與電源聯合運行

          2、直供用戶

          八、結論與建議

          參考文獻

          附件

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          第二部分 大規模可再生能源接入輔助服務成本補償機制研究

          內容提要

          一、導 論

          1、研究背景及意義

          2、研究目標

          3、國內外研究現狀

          4、研究內容

          二、輔助服務概念簡介

          1、輔助服務概念

          2、輔助服務類型

          3、中外輔助服務區別

          4、本章小結

          三、大規模可再生能源接入輔助服務成本分析

          1、對輔助服務的影響

          2、調峰輔助服務成本分析

          3、備用輔助服務成本分析

          4、本章小結

          四、國內輔助服務成本補償方式簡介

          1、輔助服務成本測算方式

          2、輔助服務補償資金來源

          3、本章小結 136

          五、國外輔助服務成本補償方式簡介

          1、澳大利亞輔助服務簡介

          2、美國輔助服務簡介

          3、英格蘭—威爾士輔助服務簡介

          4、北歐輔助服務簡介

          5、借鑒及啟示

          六、大規模可再生能源接入輔助服務成本補償方式比較

          1、上網電量比例分攤成本補償方式

          2、引致比例分攤成本補償方式

          3、電力市場模式成本補償方式

          4、補償方式比較

          七、結論及政策建議

          參考文獻

          附錄1

          附錄2

          附錄3

          附錄4

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          內容提要

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          由于風力發電具有波動性、不確定性以及不可調峰性等特征,在接入電網發電時需常規電源提供調峰和備用等輔助服務,才可以滿足電網調度的要求。隨著風力發電的大規模發展,其對常規電源輔助服務的需求也將越來越大,常規電源是否可以提供足夠的輔助服務對于風力發電的發展也至關重要。電監會的統計顯示,2010 年1-6月份,風電棄風導致損失電量27.76 億千瓦時,占同期風電上網電量的12.47%,其最主要的原因就在于電力系統能夠為風電接入提供輔助服務的能力不足。因此,提高電力系統為風電接入提供輔助服務的能力,對于風電真正入網發電,具有非常重要的意義。

          但是,提高電力系統輔助服務能力需要較大投入,單純依靠電力系統自身可能很難承擔,同時風電大規模接入電網所帶來的電力系統輔助服務成本提高由電力系統承擔也有失公平,因此需要在此基礎上進一步研究風電接入所帶來的輔助服務成本提高的分攤和補償機制,激勵電力系統為風電接入提供輔助服務。只有這樣,電力系統輔助服務能力才可能真正得到提高,風電發電入網也才能夠真正得到保障。

          因此,本課題將重點研究兩個問題:

          (1)大規模風電接入導致輔助服務成本提高的程度;

          (2)如何對風電接入導致的輔助服務成本進行補償。

          中國輔助服務的范圍包括一次調頻、自動發電控制(AGC)、調峰、無功調節、備用、黑啟動服務等,其中大部分與國際通行概念相似。特殊的地方在于由于中國還未建立電力交易市場,常規電廠調峰成本無法通過電力交易市場得到補償,因此調峰屬于中國特有的輔助服務概念。調峰是指發電機組為了跟蹤負荷的峰谷變化而有計劃的、按照一定調節速度進行的發電機組出力調整所提供的服務,在國外一般將此服務歸入現貨市場交易中。

          大規模風電接入電網主要影響的輔助服務有調峰、備用和無功。隨著風電發電技術的發展,尤其是雙饋感應異步風力發電機的出現,其自身可以提供無功補償,對電力系統無功輔助服務的需求很小。因此風電接入對電力系統無功輔助服務的影響在本課題中被忽略。本課題將重點研究風電接入對調峰和備用輔助服務的影響。

          風電接入對輔助服務影響程度的分析主要采用“有無對比法”,即通過對比風電是否接入電網,兩者之間的差值即風電接入所帶來的影響。風電接入對不同的輔助服務影響的原因也不相同。調峰輔助服務主要是由于風電出力波動性所帶來的,因此風電接入導致的調峰輔助服務應該采用無風電接入負荷持續曲線與風電接入凈負荷持續曲線(負荷與風電綜合)所導致的調峰輔助服務的差值進行計算。備用輔助服務主要是由于風電出力預測偏差所帶來的,因此風電接入導致的備用輔助服務應該采用無風電接入預測偏差與風電接入綜合預測偏差所導致的備用輔助服務的差值進行計算。本課題基于典型風電場數據調研,文獻查閱,專家討論等方式,對我國2015 年和2020 年風電接入對輔助服務成本的影響進行了分析,結果顯示,2015 年和2020 年中國大規模風電接入導致的調峰輔助服務成本分別為116 億元和187億元左右,備用輔助服務成本分別為34 億元和65 億元左右。如果完全由風電承擔,則2015 年承擔的成本為0.083 元/ 千瓦時,2020 年承擔的成本為0.084 元/ 千瓦時左右,很顯然是風電承擔不起的。

          通過國內外輔助服務補償機制對比研究,發現中國和國外對輔助服務成本如何進行補償存在本質區別。中國目前采用輔助服務考核和補償行政方式對輔助服務成本進行補償,補償資金由入網電廠按照上網電量進行分攤,完全采用發電系統內部循環的方式,并沒有考慮到輔助服務由誰引致以及引致多少的問題。國外電力系統輔助服務則主要通過輔助服務市場方式進行提供,輔助服務成本補償資金則基本按照“誰引發誰付費”的原則進行確定,主要由用戶承擔。因此相比中國目前采取的輔助服務補償方式,國外的補償方式相對更為合理。

          本課題進一步比較了對風電接入導致的輔助服務成本進行補償的三種方式,分別為按照上網電量分攤輔助服務成本、按照引致比例分攤輔助服務成本以及電力市場補償輔助服務成本。經過測算發現,按照上網電量方式分攤輔助服務成本的話,會導致風電承擔的輔助服務成本小于其引發的程度,因此要求風電加入現行輔助服務成本分攤模式就有失公平,需加以改進。按照引致比例分攤輔助服務成本相對更合理,但由于風電場之間存在平滑效應,單個風電場對輔助服務的引致比例不太容易確定。同時風電接入導致的調峰成本由風電出力波動引起,主要是客觀原因,應該由消費者來承擔更為合理,風電接入導致的備用成本由風電預測偏差引起,更多是主觀原因,應該由風電場自身承擔,最終通過可再生能源附加對風電場再做補償。

          因此電力市場方式補償輔助服務成本更為恰當,通過電力現貨市場由消費者補償調峰輔助服務成本,通過電力備用市場由消費者和風電分別承擔備用輔助服務成本。

          基于上述分析,本課題得到以下結論:

          1、單純由風電場承擔其引發的輔助服務成本過于困難,需要新的成本補償機制。

          2、風電引發的調峰輔助服務成本應該由消費者承擔。

          3、風電引發的備用輔助服務成本應該由風電場自身承擔。

          4、電力市場方式補償輔助服務成本更合理。

          考慮到改革難易程度,本課題建議分三個階段建立成本補償機制,對風電接入導致的輔助服務成本進行補償。三個階段分別為:

          第一階段:基于風電預測偏差考核由風電場補償其引發的備用成本。

          對于第一階段,本課題提出以下政策建議:

          1、建立風電預測偏差考核機制。

          2、考核時要允許風電場聯合進行考核。

          3、風電場需要承擔的備用輔助服務成本根據預測偏差程度確定。

          4、風電接入導致的調峰輔助服務成本暫時通過上調火電標桿電價由消費者承擔。

          第二階段:輔助服務成本補償不足部分由電網公司承擔。

          對于第二階段,本課題提出以下政策建議:

          1、輔助服務成本補償資金不足部分由電網公司承擔。

          2、電網公司承擔的輔助服務成本記入購電成本由銷售電價補償。

          3、對銷售電價補償輔助服務成本規定一個限額。

          第三階段:通過電力市場方式補償輔助服務成本。

          對于第三階段,本課題提出以下政策建議:

          1、建立發電企業競價上網機制。

          2、建立上網電價與銷售電價聯動機制。

          3、建立備用輔助服務交易機制。

          4、建立風電參與備用輔助服務交易機制。

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