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(来源:微信公众号“黄师傅说电”)
阅读并学习全文后,黄师傅最大的感触就是“只能削减负荷的虚拟电厂难敲辅助服务之门”。
下面摘选一些对我有启发的条目和我自己的理解与大家分享,并非文件解读,而是作为在《电力系统经济学原理》共学完毕之后的实践再学习。
第二条【总体思路】
以电力系统安全稳定运行为基础,促进新型电力系统建设为导向,科学确定辅助服务市场需求,合理设置辅助服务市场交易品种,按照“谁提供、谁获利,谁受益、谁承担”原则,优化各类辅助服务价格形成机制,健全辅助服务费用传导机制,统筹完善市场衔接机制,推动完善电力辅助服务市场建设。
“谁提供、谁获利,谁受益、谁承担”是电力辅助服务市场基本原则。在辅助服务市场,交易的是电力而非电量(非结算意义),而一个市场主体,可能既是服务的提供者,也是服务的受益者。侧面也在印证着电力系统的对偶性,硬币的两面并非完全对立。
第九条【经营主体】
经营主体指满足电力市场要求,具备可观、可测、可调、可控能力的主体,主要包括火电、水电、储能、虚拟电厂等
经营主体主要包括火电、水电、储能和虚拟电厂,且要求具备“四可”,对于“可观、可测、可调、可控”,虽未见明确定义,但参照电力设备信息通信的“四遥”,即“遥信、遥测、遥调、遥控”,可以对照理解。
遥信,采集开关状态,设备启停状态等。被采集设备返回0或1,表明当前设备状态二选一,一些故障信号也采用遥信状态。
遥测,采集具体量测数据,包含频率,电压、电流、功率、电量等。
遥控,主站向设备下达启停某种功能的指令,使能设备某种功能,比如下达储能充电指令,使能光伏逆变器调整功率因数功能等。
遥调,根据遥控指令已经使能的功能,对于具体功能下达执行数值,比如向充电状态下的储能下达20kW充电指令,比如向使能了可调整运行功率因数光伏逆变器下达具体功率因数数值。
第十四条【电力调度机构】
电力调度机构作为电力辅助服务采购方,负责提出满足系统安全运行要求的电力辅助服务需求,统一采购各类电力辅助服务。负责辅助服务交易组织、市场出清、服务调用、服务计量、费用计算等业务,并开展辅助服务市场运营监控工作。
电力调度机构作为电力辅助服务采购方,这点和现货实时市场一致。在此类市场,全部发电和用电主体的交易对手方并非彼此,而是统一为系统运行商。
这两个市场目的都是为了确保实际运行周期内的系统功率平衡,不过现货实时市场旨在根据调度的超短期功率预测来提前安排机组日前计划外的额外发电计划,确保能够实现周期内发电功率和预测需求量平衡。
而辅助服务市场为的是平抑运行周期内的短期功率偏差,这个偏差可能是正常的功率波动和预测偏差,也可能是无法预测的机组或者线路故障所导致。
除了有功平衡外,辅助服务市场也有电压控制,即无功平衡以及故障后的黑启动等服务。
辅助服务市场和现货实时平衡市场二者在某些方面有相同的目标,但具体实现目标方式不同,且辅助服务市场对电力系统的安全稳定运行是多方面的,不仅在有功平衡这一项。
第三十三条【有功控制服务】
有功控制服务品种包括:调峰服务(仅限于现货市场未连续运行地区)、调频服务、备用服务、爬坡服务等。
调峰服务
调峰服务是指运营主体根据调度指令跟踪系统负荷及新能源出力变化,调减发电出力(包括设备启停),为其他主体提供发电空间的服务。
调峰服务,仅限于现货市场未连续运行地区,也就是现货连续运行的地区(包括正式运行的省份以及其它省份长周期连续运行期间),不再单独设置调峰市场。
而且调峰旨在调减发电出力,为其他主体提供发电空间。相当于是主动降低自身出力给其它电源让路,多指火电机组降低发电功率,将空间让道给新能源电站。
所以最近火电机组的灵活性改造也一直在推进,除了常规在电能量市场以及容量电价补偿获利外,灵活的火电机组在辅助服务市场上会是个多面手。
调频服务
调频服务是指运营主体通过调速系统、自动功率控制等,减少系统频率偏差(或联络线控制偏差)所提供的服务。调频服务分为一次调频服务和二次调频服务。一次调频服务是指常规机组通过调速系统提供的有功出力调整服务,调节响应性能不低于常规机组调速系统性能的运营主体也可提供相应服务。二次调频服务是指经营主体通过自动功率控制技术,包括自动发电控制(AGC)、自动功率控制(APC)等,提供的有功出力调整服务。
调频服务,分为一次调频和二次调频。
火电机组的调速器自带一次调频功能,本是机组并网的义务要求,但文中已明确是为一种调频服务,暂不清楚是否要对这部分能力进行额外付费。
二次调频依靠调频器,也就是AGC,通过上级指令或计划安排调整自身的出力情况,以配合系统整体的功率调整,进而稳定频率。
例如储能这种机器灵活的调频资源,也可以提供一次和二次调频,获取服务报酬。
我们在电力系统经济学原理第6.2节中重点讨论过“有功平衡和频率控制”,解释过一次、二次和三次调频在时序和方式上的区别,并复习了电力系统分析中的机组和负荷的静态功率-频率特性。
备用和爬坡
备用服务是指为满足系统安全运行需要,运营主体通过预留发电能力,并在系统运行需要时于规定时间内增加有功出力的服务。一般分为10分钟备用(10分钟内预留能力可以全部调出,且原则上持续时间不低于30分钟)和30分钟备用(30分钟内预留能力可以全部调出,且原则上持续时间不低于2小时)。
爬坡服务是指运营主体根据调度指令快速响应系统负荷或新能源出力短时大幅变化,提供的具有较高上下调节速率的有功出力服务。
备用单指预留发电能力,在规定时间内增加有功出力。
文件中对于备用容量提出了响应时间和持续时间上的要求,分为10分钟备用和30分钟备用两个档位。
10分钟备用要求10分钟内全部预留发电能力要全部调出,且持续时间不低于30分钟。
30分钟备用要求30分钟内全部预留发电能力要全部调出,且持续时间不低于120分钟。
这里只提及了将预留的发电容量调出,并未提及负荷侧降低用电负荷以达到“提高发电能力”的效果。
因为前述提及市场主体有虚拟电厂,并未提及单独的负荷聚集,黄师傅这里理解是,虚拟电厂涵盖了分布式光储充荷,如果参与备用的话,一旦被调用,需要光储充皆为电源,同时降低虚拟电厂内负荷用电,进一步释放上网电量。
至于爬坡服务,文件中未过多描述,也是一种快速提供功率上下行的服务。
第三十四条【无功平衡控制服务】
无功平衡服务品种即电压控制服务,是指为保障电力系统电压稳定,运营主体根据调度下达的电压、无功出力等控制调节指令,通过自动电压控制(AVC)、调相运行等方式,向电网注入、吸收无功功率,或调整无功功率分布所提供的服务。
主体通过调度下达的电压和无功出力等指令,调整自身无功功率。
无功的调整在于主体的运行方式和实际投入无功功率的大小,可以是向电网发出无功(呈容性),也可以是吸收电网的无功(呈感性)。
第四十条【市场费用基本构成】
稳妥有序推动辅助服务价格由市场形成。具备市场交易条件的辅助服务品种,按照国家有关规定建立健全市场价格机制,通过市场交易方式形成辅助服务费用。经营主体提供辅助服务过程中产生的电能量费用,按现货市场价格结算,未开展现货市场地区按中长期交易规则结算。
主体参与辅助服务市场并被出清后,所获得的市场收入可以理解为一种“期权收入”,即在实时运行周期内,预留提供相应服务的能力而获取的收入。
倘若在实际运行时,不被调用该服务,也无妨这部分费用的收取,但如果被调用,其通过提供有功功率的服务属性必然导致这部分提供服务所产生的电量要参与到现货市场中。
那么此周期内的电能量价格按现货价格结算。
所以,作为参与主体,要统合自身在电能量和辅助服务市场上的两块收益,做到最优化的申报。这一点我们在电力系统经济学原理第6.5节中通过算例解释了一个火电机组如何在电能量市场和辅助服务市场上最优化地配置自身发电容量。
第四十一条【各类服务费用计算】
调峰服务费用根据市场竞争确定的出清价格和中标调峰出力计算,或出清价格和启停次数计算。调频服务费用为调频里程、性能系数、出清价格三者乘积。备用服务费用为中标容量、中标时间、出清价格三者乘积。爬坡服务费用为中标容量、中标时间、出清价格三者乘积。
除了调频服务费=里程×性能系数×价格外,其余有功类型的服务费用=中标容量×中标时间×出清价格。
这也反映出调频服务在时间上的瞬时性,不能以积累量来进行结算。
而其余备用、爬坡等服务均是在响应时间和持续时间下的出清容量积累。
第四十六条【费用传导机制】
需由经营主体承担的辅助服务费用,按相关程序确定。电力现货市场连续运行的地区,电能量费用与辅助服务费用独立形成,相关辅助服务费用原则上由用户用电量和未参与电能量市场交易的上网电量共同分担,分担比例由省级价格主管部门根据具体情况确定。未开展现货市场或电力现货市场未连续运行的地区,原则上不向用户侧疏导辅助服务费用
辅助服务市场形成的费用,向全部用户用电量和未参与电能量市场交易的上网电量共同分担。
全部用户用电量并不包含居民和农业电量,虽然他们也是受益方,但在我国工商业用户对这两类保障性用户的交叉补贴是全方位的。
而另外不参与市场交易的上网电量也要参与辅助服务费的分摊,具体指代优先发电电量,例如部分新能源、三余电厂、生物质电厂、核电厂等等。
第四十七条【第三方主体承担要求】
独立储能、自备电厂、虚拟电厂等“发用一体”主体,在结算时段内按综合上网(下网)电量参与发电侧(用户侧)辅助服务费用分摊。
具备双重属性的“独立储能”,“虚拟电厂”和“拥有自备电厂的电力用户”。
上网和下网电量单独参与辅助服务费用的分摊,上网电量要看是否参与了市场交易,而下网电量全部视作是工商业电量要参与分摊。
对于虚拟电厂来说,怎么界定上网电量呢?能想到的就是光伏的余电上网了。
第五十条【与电能量市场衔接】
电力现货市场连续运行的地区,调峰、顶峰、调峰容量等各类具有类似功能的市场不再运行。调频、备用、爬坡等有功辅助服务市场与现货市场可独立出清,具备条件时推动与现货市场联合出清。
如果辅助服务市场建立后且和现货市场联合出清,则系统运行成本最小化不单是发电成本最小化了,而是发电成本和辅助服务总成本最小化。
小结
以上是通过学习《电力辅助服务市场基本规则(征求意见稿)》并结合电力系统经济学原理共学第6章中部分内容做的一次复习。
其中多项文件内容和所学近似,可以统合学习。
另外对于市场讨论火热的“虚拟电厂”,在阅读全文后感觉如果虚拟电厂没有调增上网发电功率的能力,是无法参与到辅助市场服务中的。或许之后会有更加细致的文件规定“将调减用电功率视为调增上网发电功率”。
我们习惯了以需求侧响应为主要获利点的虚拟电厂,但那毕竟不是真正意义上的市场机制,更像是辅助服务市场正式运行前的替代方案或者仅仅是为了解决局部配网过载而采取的临时手段。
文件中调用的调峰服务,是通过调减传统机组出力以让渡给其他类型电源,这点与虚拟电厂无关。
而调频服务,也是发生在电力供应不足的情况。
纯为负荷聚集的虚拟电厂,虽然通过调低用电功率一定程度上可以实现整个系统的“发电量增加”,但文件中所提及相关内容均为调增主体发电出力,所以一种可能的参与情况就是虚拟电厂必须聚合用户侧的电源类设备。
而所谓的调增出力就是在某刻,全部聚合电源设备发电,而本地负荷降载,以求发用剪刀差的最大化,进而实现提供调频服务。
以上是通过阅读学习《电力辅助服务市场基本规则》(征求意见稿)的一些收获和理解,不足之处各位读者请不吝指教。
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