新型電力系統具有清潔低碳、安全充裕、經濟高效、供需協同、靈活智能的顯著特征,相較于傳統電力系統,新型電力系統在生產結構、電網形態、平衡模式、市場主體、成本特性方面都將發生顯著變化,為了更加適應新能源的出力特性,系統對于調節能力的需求規模更大、范圍更廣、種類更多、時間尺度更豐富,應對隨機性和極端情況的要求更高。
系統的靈活調節能力是影響新能源發展與消納的關鍵,迫切需要完善相關政策和市場機制,保障各類調節資源獲得合理收益,為系統調節能力建設提供穩定、可持續的支撐,為更大規模新能源發展創造條件。為此,中電聯組織完成了《適應新型電力系統調節能力需求的市場機制研究》報告,供政府有關部門決策參考。
一、系統調節能力建設基本情況
(一)發展現狀
系統調節資源包括靈活調節電源、省間互濟能力和需求側資源。
在電源方面,電力“十四五”規劃提出到2025年,靈活調節電源占比達到24%。截至2022年底,全國靈活調節電源裝機5.12億千瓦,占總發電裝機容量的比重為20%。其中,煤電靈活性改造規模2.57億千瓦,是當前系統調節的主力電源,改造后,機組最小出力普遍能夠達到40%-30%,部分可以深調到20%及以下。
在省間互濟方面,2022年,我國跨省跨區送電能力超過3億千瓦,跨省跨區交易1.54萬億千瓦時,有效發揮了省間電力保供和調節作用。
在需求側方面,2022年,全國累計實施削峰需求響應181次,最大需求響應能力達到4985萬千瓦。國網區域培育需求響應資源庫超4700萬千瓦,南網區域超過1100萬千瓦,取得明顯成效。
(二)市場建設情況
與調節能力相關的市場機制主要包括現貨市場、輔助服務市場、容量市場和需求側響應。
在現貨市場方面,山東、廣東、福建、山西、甘肅、蒙西連續試運行時間已超過一年,市場建設正由試點探索階段走向全面建設。
輔助服務市場方面,2022年,我國輔助服務總費用361億元,分品種來看,調峰、調頻、備用輔助服務費用比重分別為59%、19%和13%。全國有28個地區啟動了調峰市場,11個地區啟動調頻市場,9個地區啟動備用市場,江蘇省開展了可調負荷市場。
在容量市場方面,我國目前只有山東省探索試行了容量補償電價機制。山東方案建立了發電側兩部制電價機制,打通了發電企業固定成本的回收渠道,但容量成本尚未真正向用戶側疏導。
在需求響應方面,江蘇、浙江、上海等省市長期致力于培育需求響應市場化建設,廣東、山東、華北等地區積極推動需求響應與現貨、輔助服務市場協同運行。
二、系統調節能力建設存在的主要問題
我國以煤電為主的電源結構和龐大的需求側資源具備充足的靈活調節能力,關鍵是搭配與之相適應的政策體系和市場機制。目前系統調節能力建設主要存在以下四方面問題:
一是市場激勵不足,靈活調節能力難以有效釋放。
輔助服務費用難以公平合理疏導是當前輔助服務市場規模較小、補償標準較低、對靈活調節資源激勵不足的根本原因。我國輔助服務市場規模和補償費用明顯偏低,“輔助服務費用占全社會總電費的比重”是衡量市場對系統調節能力激勵程度的重要指標,根據國際經驗,一般在3%以上,目前,我國新能源裝機占比為30%,輔助服務費用占總電費比重為0.64%;美國PJM新能源裝機占比5%,輔助服務費用占比1.6%;英國新能源裝機占比40%,輔助服務費用占比5%。
二是容量保障不足,系統可靠容量尚未做到長期安全充裕。
隨著新能源占比逐步提高,煤電較低的利用小時將成為常態,現有的單一電量電價無法回收固定成本,煤電等調節保障性電源投資意愿不強,系統缺乏有效容量支撐。
三是供需互動不足,需求側調節潛力有待進一步挖掘。
主要問題在于尚未形成穩定可靠的需求側資源庫,需求響應組織實施尚未形成常態化、市場化的系統調節手段。
四是發展統籌不足,系統調節能力與新能源有待協同發展,同步推進。
一方面,調節能力建設和新能源發展缺乏統籌,新能源裝機增速過快將導致系統調節能力供需失衡;另一方面,新能源發展消納和利用率缺乏統籌,利用率過高既不經濟、也將限制新能源發展規模。
三、有關建議
一是優化完善輔助服務市場機制,有效激勵各類調節資源發揮作用。
合理設置輔助服務費用在發用兩側的分擔比例,進一步擴大輔助服務市場規模,逐步推動調頻、備用輔助服務市場與現貨市場聯合出清;按照“誰受益、誰補償”的原則,確定煤電機組靈活性改造有償調峰的補償水平,輔助服務補償范圍應包括靈活性改造投資、新增加的運維成本,以及煤電機組低負荷運行期間增加的煤耗和少發電量等因素。
二是建立健全容量保障機制,確保系統長期安全充裕。
應結合各地電力市場建設情況,設計和實施容量補償機制;市場建設初期,可先引入煤電機組容量補償機制,逐步積累經驗,再逐步推廣到各調節品種;煤電機組容量補償機制應按照“統一補償標準、公平疏導費用”的原則,分省合理確定容量補償成本和統一的基準容量電價。長遠來看,應逐步將容量補償機制過渡到容量市場機制。
三是建立市場化需求響應機制,釋放用戶側調節潛力。
加快構建以行業類型、用電類型為主要分類標準的需求響應體系,形成穩定可靠的資源庫,在靈活的電價政策基礎上,提高需求響應的激勵效果。
四是更好發揮政府在規劃、標準方面的引領作用。統一規劃調節資源與新能源建設,發揮規劃引領和市場引導作用;按照“量率協同,多元消納”原則,設定新能源合理消納目標。