現(xiàn)階段多省消納抽蓄電站市場(chǎng)化運(yùn)行存在的問(wèn)題
目前，在省間電力現(xiàn)貨市場(chǎng)出清后，網(wǎng)調(diào)根據(jù)次日全網(wǎng)預(yù)測(cè)負(fù)荷統(tǒng)一制定所有多省消納抽蓄電站的抽發(fā)電力曲線，按照政府相關(guān)部門(mén)規(guī)定的分電比例分解到各省聯(lián)絡(luò)線執(zhí)行。這種做法延續(xù)了數(shù)十年，也得到政府相關(guān)部門(mén)和省級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。但是近年來(lái)，隨著風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)的迅猛增長(zhǎng)和電力市場(chǎng)建設(shè)的快速推進(jìn)，這種做法存在的問(wèn)題和引發(fā)的矛盾也日益明顯。
分省抽發(fā)電力曲線未能很好地滿足省級(jí)電網(wǎng)負(fù)荷需求
多省消納抽蓄電站抽發(fā)電力曲線制定的依據(jù)是區(qū)域電網(wǎng)預(yù)測(cè)負(fù)荷曲線。但是從省級(jí)電網(wǎng)角度考慮，由于受各省外購(gòu)電情況不同、風(fēng)光新能源出力情況不同、省內(nèi)機(jī)組檢修情況不同等因素影響，省級(jí)電網(wǎng)凈負(fù)荷曲線形狀與區(qū)域電網(wǎng)負(fù)荷曲線形狀必然不同，因此，對(duì)抽蓄電站的抽發(fā)時(shí)間、抽發(fā)出力的要求也不盡相同。也就是說(shuō)，網(wǎng)調(diào)下發(fā)的分省抽發(fā)電力曲線是固定的，沒(méi)有考慮省調(diào)的個(gè)性化需求，事實(shí)上也無(wú)法考慮分省個(gè)性化需求，因?yàn)椴煌》葜g的個(gè)性化需求可能是矛盾的。例如在中午時(shí)段，光伏裝機(jī)較大的省調(diào)要求抽蓄電站抽水，而光伏裝機(jī)較小的省調(diào)可能要求抽蓄電站發(fā)電，而這種同一時(shí)段部分抽蓄機(jī)組發(fā)電、部分抽蓄機(jī)組抽水的做法，因?yàn)閾p害了社會(huì)福利是被禁止的。從自身角度出發(fā)，部分省調(diào)甚至省級(jí)政府相關(guān)部門(mén)認(rèn)為其承擔(dān)了份額內(nèi)抽蓄機(jī)組的容量成本，但是并沒(méi)有完全享受這部分抽蓄容量的運(yùn)行收益，對(duì)此頗有微詞。
多省消納抽蓄電站利用小時(shí)數(shù)偏高
多省消納抽蓄電站抽發(fā)電力曲線每日制定，也就是說(shuō)，抽蓄電站每天都要進(jìn)行抽發(fā)運(yùn)行。事實(shí)上，一年中除了在保供和保消納時(shí)段抽蓄電站必須調(diào)用且抽蓄容量不夠用外，在其余大部分時(shí)段電網(wǎng)的調(diào)峰需求完全可以通過(guò)火電機(jī)組正常出力調(diào)整來(lái)滿足，這個(gè)代價(jià)是非常小的。在無(wú)需調(diào)用抽蓄電站進(jìn)行調(diào)峰的時(shí)段調(diào)用抽蓄，其代價(jià)是損失20%～25%左右的抽發(fā)轉(zhuǎn)換電量，這意味著帶來(lái)巨額社會(huì)福利的損失。此外，無(wú)效的抽蓄調(diào)用還將導(dǎo)致抽蓄電站年度利用小時(shí)數(shù)虛高，給抽蓄電站規(guī)劃投資發(fā)出錯(cuò)誤的經(jīng)濟(jì)引導(dǎo)信號(hào)。
抽蓄份額容量跨省轉(zhuǎn)讓困難
在部分時(shí)段，部分省份可能無(wú)須使用份額內(nèi)抽蓄容量，這就存在抽蓄容量省間互濟(jì)的可能性。建立相應(yīng)的抽蓄容量跨省轉(zhuǎn)讓市場(chǎng)機(jī)制本是體現(xiàn)大電網(wǎng)互聯(lián)互濟(jì)優(yōu)勢(shì)、優(yōu)化電力資源配置的好事，但是在實(shí)踐過(guò)程中遇到了較大困難。抽蓄容量轉(zhuǎn)讓的本質(zhì)是抽發(fā)電能轉(zhuǎn)讓?zhuān)鲎屖》菡J(rèn)為應(yīng)該在出讓時(shí)段考慮容量成本的回收，否則就是省份利益流失。由于抽蓄電站的容量成本巨大，且轉(zhuǎn)讓時(shí)段有限，因此，平攤?cè)萘砍杀竞笳鬯愕碾娔苻D(zhuǎn)讓價(jià)格居高不下，甚至可能高達(dá)10元/千瓦時(shí)。這個(gè)電價(jià)遠(yuǎn)高于省間電力現(xiàn)貨市場(chǎng)和省級(jí)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的出清限價(jià)，也高于需求側(cè)響應(yīng)電價(jià)。在這種情況下，抽蓄容量受讓省份將對(duì)受讓抽蓄容量失去興趣，轉(zhuǎn)而通過(guò)購(gòu)買(mǎi)其他途徑更低價(jià)的電能來(lái)滿足省內(nèi)需求。這是抽蓄份額容量跨省轉(zhuǎn)讓面臨的最大困難，也是建立抽蓄容量省間互濟(jì)市場(chǎng)機(jī)制的最大堵點(diǎn)。
多省消納抽蓄電站運(yùn)行和容量成本分?jǐn)倷C(jī)制的改進(jìn)建議
針對(duì)多省消納抽蓄電站在運(yùn)行和容量成本分?jǐn)倷C(jī)制方面存在的問(wèn)題，在考慮歷史和國(guó)情的基礎(chǔ)上，提出以下兩方面改進(jìn)建議：
以按需調(diào)用為原則改進(jìn)多省消納抽蓄電站調(diào)用流程
在多省消納抽蓄電站抽發(fā)電力曲線制定方面，建議改目前網(wǎng)調(diào)單方制定模式為網(wǎng)調(diào)省調(diào)共同制定模式，具體做法為：省調(diào)根據(jù)個(gè)性化需求在份額容量?jī)?nèi)自行制定抽發(fā)平衡的抽發(fā)電力曲線上報(bào)網(wǎng)調(diào)，網(wǎng)調(diào)對(duì)所有省調(diào)上報(bào)曲線進(jìn)行平衡修改后，最終確定需要物理執(zhí)行的抽蓄電站抽發(fā)電力曲線。這個(gè)改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是，其一滿足了省調(diào)個(gè)性化需求;其二避免了分散決策可能帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)，網(wǎng)調(diào)在平衡修改時(shí)可以考慮抽發(fā)電量上限約束，避開(kāi)抽蓄機(jī)組振動(dòng)區(qū)等安全問(wèn)題;其三釋放了巨大的社會(huì)福利，不同省調(diào)個(gè)性化需求之間存在互補(bǔ)的可能性。例如在某時(shí)段，A省調(diào)要求抽水10萬(wàn)千瓦，B省調(diào)要求發(fā)電10萬(wàn)千瓦，網(wǎng)調(diào)平衡結(jié)果是抽蓄機(jī)組停機(jī)。同樣是抽蓄機(jī)組停機(jī)，現(xiàn)行做法是A省和B省的口子計(jì)劃變量為0，兩個(gè)省調(diào)的個(gè)性化需求均未滿足。而改進(jìn)做法是A省口子計(jì)劃變量為-10，B省口子計(jì)劃變量為10，兩個(gè)省調(diào)的個(gè)性化需求均得到滿足。網(wǎng)調(diào)在平衡省調(diào)需求后，抽水電量必然大于發(fā)電量對(duì)應(yīng)的所需抽水電量，需要調(diào)減抽水電量，這實(shí)質(zhì)上是個(gè)性化需求互補(bǔ)帶來(lái)的增量社會(huì)福利，可以按照平分或其他原則分?jǐn)傊粮魇≌{(diào)。需要指出的是，在有需求的時(shí)段，省調(diào)可以突破自己的份額容量來(lái)制定抽發(fā)電力曲線，前提是擁有相應(yīng)份額容量的其他省調(diào)沒(méi)有申報(bào)使用需求，這個(gè)機(jī)制既保證了抽蓄容量的按需調(diào)用，又避免了抽蓄容量的浪費(fèi)。
以按實(shí)分?jǐn)倿樵瓌t改進(jìn)多省消納抽蓄電站容量成本分?jǐn)倷C(jī)制
目前，多省消納抽蓄電站容量成本分?jǐn)偙壤c分電比例相同，均是固定不變。相比電量成本，抽蓄電站的容量成本要大得多。因此，分?jǐn)偟娜萘砍杀緹o(wú)法通過(guò)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)來(lái)改變，這個(gè)事實(shí)在一定程度上抑制了省調(diào)優(yōu)化抽蓄容量運(yùn)行的積極性，也造成了部分時(shí)段的無(wú)效調(diào)用。在抽蓄電站抽發(fā)曲線改由省調(diào)個(gè)性化制定之后，建議抽蓄電站容量成本分?jǐn)偞蚱片F(xiàn)有的固定分?jǐn)偙壤臑楦鶕?jù)各省年度實(shí)際利用小時(shí)數(shù)比例進(jìn)行分?jǐn)偅泽w現(xiàn)“多用多分”的市場(chǎng)原則，這將促進(jìn)對(duì)抽蓄容量的有效調(diào)用，減少無(wú)效調(diào)用帶來(lái)的社會(huì)福利損失。此外，真實(shí)有效的利用小時(shí)數(shù)將發(fā)出正確的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)信號(hào)，準(zhǔn)確引導(dǎo)抽蓄電站的中長(zhǎng)期規(guī)劃投資。在改革初期，為了避免省間利益的過(guò)大調(diào)整，可以考慮先從多省消納抽蓄電站容量成本中拿出10%按照實(shí)際利用小時(shí)數(shù)比例進(jìn)行分?jǐn)偅溆?0%容量成本仍然按照現(xiàn)有辦法分?jǐn)?，然后逐年提高按?shí)分?jǐn)偙壤?，直至最終實(shí)現(xiàn)完全按實(shí)分?jǐn)?。從?shí)施效果上分析，按實(shí)分?jǐn)傇谝欢ǔ潭壬象w現(xiàn)了多省消納抽蓄電站容量的省間互濟(jì)能力。
電力現(xiàn)貨市場(chǎng)環(huán)境下抽蓄電站的發(fā)展模式探討
抽蓄電站作為發(fā)電側(cè)靈活性調(diào)節(jié)資源，其在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中占有重要地位。截至目前，考慮全壽命周期的抽蓄電站度電成本仍然低于電化學(xué)儲(chǔ)能度電成本。因此，抽蓄電站的發(fā)展前景光明，其在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)環(huán)境下的發(fā)展模式受到了政府相關(guān)部門(mén)和社會(huì)各界的高度關(guān)注。在考慮新型電力系統(tǒng)建設(shè)和電力現(xiàn)貨市場(chǎng)推進(jìn)這兩個(gè)最重要影響因素的基礎(chǔ)上，以下對(duì)抽蓄電站在電力市場(chǎng)化改革中發(fā)展的數(shù)個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行分析探討并提出初步結(jié)論，以期拋磚引玉，共同推動(dòng)抽蓄電站的高質(zhì)量發(fā)展。
抽蓄電站的發(fā)展前景應(yīng)該讓市場(chǎng)決定
隨著風(fēng)光裝機(jī)的快速增長(zhǎng)，負(fù)荷峰谷差日益加大，電網(wǎng)安全運(yùn)行的難度也隨之增大，這是近年來(lái)抽蓄電站建設(shè)加速的主要原因，也是國(guó)家政策將抽蓄電站容量成本納入省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)回收的主要考量點(diǎn)之一。但是我們應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)環(huán)境下負(fù)荷峰谷差仍然巨大的主要原因是電力市場(chǎng)化改革還沒(méi)有完全到位，負(fù)荷側(cè)未能真正參與市場(chǎng)調(diào)節(jié)。國(guó)內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)普遍采用用戶(hù)側(cè)報(bào)量不報(bào)價(jià)和發(fā)電節(jié)點(diǎn)加權(quán)平均電價(jià)作為用戶(hù)側(cè)統(tǒng)一電價(jià)的方式，這使得市場(chǎng)出清電價(jià)無(wú)法有效傳導(dǎo)至用戶(hù)側(cè)，電價(jià)激勵(lì)信號(hào)在用戶(hù)側(cè)出現(xiàn)失靈。隨著電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)的深入推進(jìn)，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，用戶(hù)側(cè)將直接按節(jié)點(diǎn)電價(jià)結(jié)算。此時(shí)，節(jié)點(diǎn)電價(jià)調(diào)節(jié)用電行為的功效將真正發(fā)揮出來(lái)。在電價(jià)激勵(lì)下，負(fù)荷將自動(dòng)調(diào)節(jié)用電曲線以謀求收益最大化，高價(jià)時(shí)段用電負(fù)荷將減小，低價(jià)時(shí)段用電負(fù)荷將增加。電網(wǎng)運(yùn)行的峰谷差將因市場(chǎng)負(fù)荷用電行為的改變而變小。換句話說(shuō)，在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)環(huán)境下，具有負(fù)荷價(jià)格彈性的用戶(hù)就是抽蓄電站最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，并且與抽蓄電站相比，用戶(hù)參與調(diào)峰的優(yōu)勢(shì)相當(dāng)明顯，其一是不存在抽發(fā)轉(zhuǎn)換帶來(lái)的20%～25%的電能損耗;其二是節(jié)省了抽蓄電站建設(shè)的巨大投資，也沒(méi)有后續(xù)的折舊費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。
可見(jiàn)，在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)環(huán)境下我們是否需要抽蓄電站，需要多大容量規(guī)模的抽蓄電站，這些問(wèn)題的答案最終將取決于用戶(hù)的選擇。如果用戶(hù)對(duì)電價(jià)敏感，積極參與調(diào)峰，那么電網(wǎng)的峰谷差將變小，峰谷價(jià)差也將隨之變小，此時(shí)抽蓄電站的功能和發(fā)展空間將十分有限。反之，如果用戶(hù)對(duì)電價(jià)不敏感，不愿意參與調(diào)峰，那么巨大的峰谷價(jià)差將為抽蓄電站提供足夠的發(fā)展空間。此外，目前抽蓄電站容量成本計(jì)入輸配電價(jià)的做法可能也存在爭(zhēng)議。首先是公平性問(wèn)題，抽蓄電站容量成本能進(jìn)輸配電價(jià)，為何功能相同的電化學(xué)儲(chǔ)能電站容量成本不能進(jìn)輸配電價(jià)?其次由于單個(gè)抽蓄電站投資巨大，大量抽蓄電站投產(chǎn)運(yùn)行后將使得省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)不堪重負(fù)，長(zhǎng)期來(lái)看可能難以為繼。
抽蓄電站參與的市場(chǎng)品種應(yīng)該多元化
目前，國(guó)內(nèi)試點(diǎn)的省級(jí)電力市場(chǎng)均采用節(jié)點(diǎn)電價(jià)體系。節(jié)點(diǎn)電價(jià)實(shí)質(zhì)上是統(tǒng)一邊際電價(jià)的高級(jí)形式。統(tǒng)一邊際電價(jià)鼓勵(lì)發(fā)電機(jī)組按照邊際成本報(bào)價(jià)。在新型電力系統(tǒng)中，由于風(fēng)光機(jī)組占比上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)出清的邊際機(jī)組通常是風(fēng)光機(jī)組，而風(fēng)光機(jī)組的邊際成本為零。也就是說(shuō)，在新型電力系統(tǒng)發(fā)展后期，風(fēng)光等新能源機(jī)組之間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將促使市場(chǎng)出清電價(jià)趨于零。
由于新能源發(fā)電的能量來(lái)源存在高度不確定性，風(fēng)光機(jī)組難以提供合格的輔助服務(wù)，從而使得目前電力系統(tǒng)中稀松平常的輔助服務(wù)將變成新型電力系統(tǒng)中的稀缺資源，其價(jià)格有可能大幅上漲。目前，輔助服務(wù)價(jià)格通常占電能價(jià)格的3%～5%，在新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下，這個(gè)占比將大幅上升，甚至可能出現(xiàn)輔助服務(wù)價(jià)格與電能價(jià)格倒掛的情況。
綜合考慮新型電力系統(tǒng)中的市場(chǎng)特點(diǎn)，抽蓄電站必須充分發(fā)揮自身機(jī)組響應(yīng)速度快、無(wú)最小技術(shù)出力約束等固有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，積極參與多品種市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
電力現(xiàn)貨市場(chǎng)。這是目前國(guó)內(nèi)抽蓄電站參與的主要市場(chǎng)品種，抽蓄電站以報(bào)量報(bào)價(jià)或者報(bào)量不報(bào)價(jià)(價(jià)格接受者)的方式參與，通過(guò)抽水與發(fā)電工況的轉(zhuǎn)換，賺取不同時(shí)段節(jié)點(diǎn)電價(jià)的差價(jià)。在目前負(fù)荷側(cè)尚未放開(kāi)的情況下，差價(jià)空間較大;當(dāng)負(fù)荷側(cè)放開(kāi)后，一方面隨著用戶(hù)對(duì)電價(jià)激勵(lì)的自主響應(yīng)，電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差的量必定減小，另一方面隨著抽蓄電站、電化學(xué)儲(chǔ)能電站的不斷投產(chǎn)，靈活性調(diào)峰資源的供應(yīng)將持續(xù)增加。在需求減少、供應(yīng)增加的市場(chǎng)環(huán)境下，指望差價(jià)空間變大是不現(xiàn)實(shí)的，因此，單靠電力現(xiàn)貨市場(chǎng)收益可能難以“養(yǎng)活”抽蓄電站。
電力輔助服務(wù)市場(chǎng)。利用抽蓄電站響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)精度高的自身技術(shù)特點(diǎn)提供優(yōu)質(zhì)的輔助服務(wù)。在某些輔助服務(wù)品種上，抽蓄電站存在天然優(yōu)勢(shì)。抽蓄電站可以參與的輔助服務(wù)市場(chǎng)包括：轉(zhuǎn)動(dòng)慣量市場(chǎng)、一次調(diào)頻市場(chǎng)、AGC調(diào)頻市場(chǎng)、備用市場(chǎng)和爬坡市場(chǎng)。此外，抽蓄電站還能提供不適合市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的輔助服務(wù)品種，如無(wú)功支持、黑啟動(dòng)等。在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量市場(chǎng)、一次調(diào)頻市場(chǎng)和爬坡市場(chǎng)，抽蓄電站具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，只是目前在國(guó)內(nèi)前兩個(gè)輔助服務(wù)市場(chǎng)尚未建立。電力輔助服務(wù)市場(chǎng)應(yīng)該是抽蓄電站未來(lái)主攻的市場(chǎng)方向。
容量市場(chǎng)。在國(guó)內(nèi)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)電價(jià)上限偏低的情況下，必須考慮建設(shè)機(jī)組容量成本回收的容量市場(chǎng)。近期，國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)的煤電機(jī)組容量電價(jià)機(jī)制就是容量市場(chǎng)的一種表現(xiàn)形式。在容量成本不計(jì)入輸配電價(jià)假設(shè)前提下，抽蓄電站作為可以頂峰發(fā)電的電源理應(yīng)享有容量市場(chǎng)收益。在容量市場(chǎng)，抽蓄電站應(yīng)該和火電機(jī)組享有同等待遇;對(duì)于存量抽蓄電站，由政府相關(guān)部門(mén)制定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行容量補(bǔ)償;對(duì)于增量抽蓄電站，可直接參與容量市場(chǎng)競(jìng)價(jià)出清。
在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)環(huán)境下，抽蓄電站的收入來(lái)源將呈現(xiàn)多樣化，但輔助服務(wù)市場(chǎng)可能是抽蓄電站最重要的利潤(rùn)來(lái)源，建議抽蓄電站做好兩件事：其一是積極呼吁推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等相關(guān)輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè);其二是深入研究相關(guān)輔助服務(wù)市場(chǎng)并做好相應(yīng)的人才儲(chǔ)備。
