深度文章 | 山西电力现货与深度调峰市场联合优化机制设计与实践-第3页-北极星售电网

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3 现货与深度调峰市场联合运行实践

山西省电力现货市场开展某次连续7天结算试运行，重点检验现货与深度调峰市场联合运行问题。试运行期间，市场运行平稳、电网运行安全。

3.1 市场申报与边界条件

试运行期内，火电机组电力现货市场主动申报日均121台，容量4037万kW，最低报价0元/(MW·h)，最高报价664元/(MW·h)。每日报价平均值在264~ 282元/(MW·h)之间，如图 4所示，7天报价平均值为274元/(MW·h)。火电机组深度调峰市场日均主动申报20台，申报深调能力65.2万kW。

图 4试运行期间每日机组报价平均值Fig. 4Average daily unit offer price during the trial operation

试运行期内，省内用电负荷最大平均2981万kW；高峰外送电力1014万kW，创历史新高；晚高峰风电出力实际在116万~726万kW之间，平均380万kW。

3.2 机组启停情况

试运行期内，燃煤火电日均开机142台，其中供热必开机组104台，日均可优化开停机组29台。

经联合出清数学模型优化后，现货市场出清开机12台次，容量320.5万kW；停机8台次，容量245.5万kW。

3.3 主辅市场价格

试运行期内，现货市场价格最低为0元/(MW·h)，最高为664元/(MW·h)，最高价格发生在某日实时市场17:45，此时正处于省内用电(3031万kW)和外送电(1014万kW)高峰阶段，发电需求4045万kW，而风电实际出力仅有190万kW，电力供应紧张，现货价格由17:15、17:30的340、600元/(MW·h)飙升至664元/(MW·h)，首次达到价格上限，反映出电力现货价格的灵敏程度，对于引导市场主体理性参与交易具有重要意义，验证了电力现货与深度调峰市场联合出清数学模型结果的合理性。晚高峰(17:00—20:00)时段，日前现货价格平均232元/ (MW·h)，实时现货价格平均212元/(MW·h)。实时市场价格相较于日前的波动，反映出省内用电负荷和新能源出力在日内的变化情况。

图 5试运行期间现货晚峰价格Fig. 5Evening price of the spot market during the trial operation

试运行期内，每日均产生深度调峰需求，实际调用深调电量6489万kW时，主要发生在00:00—07:00、10:00—15:00等新能源消纳困难时段。实际产生深调电费2441万元，深调电量结算均价376元/(MW·h)，相当于在新能源大发、电力供应过剩阶段，火电机组让出发电空间1kW·h可以补偿约0.4元。

3.4 新能源消纳情况

试运行期内，山西省内新能源持续大发，火电机组发电空间受限。中午风光叠加日前申报预测最大值在564万~1160万kW之间，最大平均824万。实际风光叠加最大值在590万~1071万kW之间，最大平均829万。

试运行期内，考虑火电开机情况、省内最小用电负荷、外送电情况等，在调用抽蓄和火电机组深调的情况下，山西电网的新能源消纳能力在700万左右。当新能源出力超过700万kW时，就需要参与跨区现货市场和跨省调峰辅助服务市场，才能保障新能源全额消纳。此时，火电机组已全部处于最小出力或深度调峰状态。

3.5 可再生能源调峰机组参与情况

通过发电企业自愿改造、电网试验和省能源局认定的方式确定部分机组为可再生能源调峰机组。

试运行期内，山西省内部分经过灵活性改造的电厂，共计提供深调电量1946万kW时，占总深调电量的30%；总收益968万元，占总深调电费的40%；计算下来1kW·h收益为0.497元。相当于在新能源大发、电力供应过剩阶段，火电机组让出发电空间1kW·h可以补偿约0.5元，这还未考虑中长期合同按照现货市场价格卖出所获得的收益。因此，主辅市场联合运行形成的价格信号，可以更好地引导火电机组积极提供深度调峰服务，开展灵活性改造，进一步挖掘深调潜力和促进清洁能源消纳。

3.6 市场运营效益分析

山西现货市场与深度调峰市场联合运行，7天多消纳新能源0.65亿kW时，并且主辅市场联合释放出强烈的价格信号，在新能源大发、用电低谷时期，电力供应严重过剩，现货电能量价格为零。与此同时，深度调峰市场价格接近0.3元/(kW·h)，火电机组让出发电空间给新能源，能够获取更多收益，实现双赢。现货市场与深度调峰市场的联合运行，给予传统火电企业在市场中更多的选择，引导火电企业从传统的提供电量向提供电力调节转型，促进新能源消纳，提高系统的调峰能力，保障系统的稳定运行。

同时，主辅市场联合运行的价格信号反映了冬季供热和新能源大发叠加时期的电网真实运行情况，用公开的价格信号表明电力供需形势的变化和新能源消纳的难度。

4 结论

本文结合山西电网运行实际和现货市场试点建设情况，提出了一种将多日滚动机组组合、现货市场与深度调峰联合优化的市场设计机制，并建立了电力现货与深度调峰市场的联合优化出清数学模型，是以市场化方式解决山西电网调峰能力不足与新能源消纳受限矛盾的有益尝试。选取山西省极寒供热和新能源大发叠加期，作为电力现货与深度调峰市场的联合运行的实践期，实际检验了机制合理性和模型适应性，实现了多日机组组合、深度调峰市场、日前现货市场、实时现货市场的有机融合，以市场化方式探索了如何化解电网调峰能力不足与新能源消纳空间受限的难题。同时，联合优化模型出清计算得到的市场价格，既反映了短期电力供需形势和时空价值，也体现了现货市场调节供给、深度调峰市场反映新能源消纳需求的策略性互动。

本次结算试运行，全流程检验了现货与深度调峰市场在相对恶劣的冬季供热和新能源大发叠加期的运行稳定性和有效性。从实际效果看，山西电力现货与深度调峰市场联合优化机制提升了火电机组的调峰能力，在转轨阶段通过市场化手段充分调动了火电企业参与深调的积极性和主动性，促进了新能源消纳，但也存在一些问题，如深度调峰市场的存在一定程度上引起现货价格的失真。调峰市场的存在是对我国传统计划调度体制下的中长期电量交易的补充，因此随着山西电力现货市场的不断发展完善，山西下一步将探索将深调市场融合到现货电能量市场，在现货市场中解决调峰问题，进一步提升市场优化配置效果。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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