在(zai)我國的(de)(de)碳(tan)(tan)(tan)排放結(jie)構中,能源行(xing)業(ye)碳(tan)(tan)(tan)排放占比超過(guo)80%,電力(li)行(xing)業(ye)碳(tan)(tan)(tan)排放在(zai)能源行(xing)業(ye)中的(de)(de)占比超過(guo)40%。建設新(xin)型電力(li)系統(tong)可從(cong)源頭大幅(fu)降低碳(tan)(tan)(tan)排放,從(cong)系統(tong)結(jie)構、運行(xing)方(fang)式上推(tui)進能源革命,是實現碳(tan)(tan)(tan)達(da)峰、碳(tan)(tan)(tan)中和目標的(de)(de)基(ji)礎支(zhi)撐。
從系(xi)(xi)統(tong)(tong)供需結構(gou)上看,新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)型(xing)(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)主(zhu)要由兩類基礎要素構(gou)成:一(yi)是電(dian)(dian)源(yuan)主(zhu)體從傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)以(yi)火電(dian)(dian)為(wei)主(zhu)轉變為(wei)以(yi)風(feng)電(dian)(dian)、光伏發電(dian)(dian)等新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)能源(yuan)為(wei)主(zhu);二是支(zhi)(zhi)撐系(xi)(xi)統(tong)(tong)安(an)全(quan)穩(wen)定(ding)運行的(de)(de)(de)(de)(de)多種靈活性資源(yuan),包括轉變職能角(jiao)色的(de)(de)(de)(de)(de)火電(dian)(dian)資源(yuan)和抽(chou)水蓄能、電(dian)(dian)化(hua)學(xue)等儲(chu)能資源(yuan),以(yi)及(ji)亟(ji)待深度挖掘的(de)(de)(de)(de)(de)廣大(da)負荷(he)資源(yuan)。從系(xi)(xi)統(tong)(tong)演化(hua)及(ji)運行方式(shi)上看,新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)型(xing)(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)呈(cheng)(cheng)現“雙峰”“雙隨機(ji)”等特征,其中“雙峰”即(ji)新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)型(xing)(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)在夏季、冬季均出現負荷(he)高峰,且峰谷差(cha)逐(zhu)漸(jian)擴大(da),對系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)調峰調頻能力(li)(li)提(ti)出了新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)要求;“雙隨機(ji)”即(ji)新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)型(xing)(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)供給側與(yu)(yu)需求側均呈(cheng)(cheng)現隨機(ji)性特征,對系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)安(an)全(quan)穩(wen)定(ding)運行提(ti)出了新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)挑戰。那(nei)么,新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)型(xing)(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)如何在補貼退坡趨(qu)勢中實現可持續發展?如何與(yu)(yu)碳交易市場等相關舉措(cuo)協同?筆者認(ren)為(wei),構(gou)建匹(pi)配(pei)的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)型(xing)(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)市場,是新(xin)(xin)(xin)(xin)(xin)型(xing)(xing)電(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)安(an)全(quan)穩(wen)定(ding)有序發展的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要支(zhi)(zhi)撐。
新型(xing)電力市場(chang)以風電、光伏發電等新能(neng)源(yuan)為(wei)供應主(zhu)體,以火電、儲(chu)能(neng)、負荷等靈活性(xing)資源(yuan)為(wei)輔助服務(wu)主(zhu)體,與碳(tan)交(jiao)易(yi)(yi)市場(chang)和綠(lv)證交(jiao)易(yi)(yi)市場(chang)關聯協同,可(ke)充分釋放各主(zhu)體的市場(chang)價值,體現(xian)電力商品的經濟、低碳(tan)、綠(lv)色(se)價值。具體而言(yan),建(jian)設新型(xing)電力市場(chang)具有以下重要意義:
為新(xin)能源持續穩定發展(zhan)提供市場(chang)(chang)平臺。新(xin)型電力市場(chang)(chang)將推動風電、光伏(fu)發電等新(xin)能源提升(sheng)發展(zhan)水平,全面(mian)參與市場(chang)(chang)交(jiao)易,在競(jing)爭(zheng)中實現健康發展(zhan);全面(mian)替代(dai)政(zheng)(zheng)府補貼機制,大幅減少政(zheng)(zheng)府財政(zheng)(zheng)壓力。
支(zhi)持靈(ling)活性資源(yuan)獲得合理(li)收益,體(ti)現其價值。新型電(dian)力市(shi)場可充分挖掘火電(dian)、儲能、負荷等(deng)靈(ling)活性資源(yuan)的(de)潛能,支(zhi)撐系統安(an)全穩定運(yun)行,并為其獲得合理(li)收益提供(gong)市(shi)場平臺。
有(you)效梳(shu)理電(dian)力(li)與(yu)碳(tan)排(pai)放(fang)等關(guan)系,助力(li)實現碳(tan)達峰(feng)、碳(tan)中(zhong)和(he)。新型電(dian)力(li)市場(chang)可緊密關(guan)聯碳(tan)交易市場(chang)和(he)綠證(zheng)交易市場(chang),協(xie)調(diao)電(dian)力(li)與(yu)碳(tan)排(pai)放(fang)、能源(yuan)綠色價值的關(guan)系,并(bing)與(yu)其他外部市場(chang)協(xie)同(tong)發(fa)展(zhan),助力(li)實現碳(tan)達峰(feng)、碳(tan)中(zhong)和(he)。
結(jie)合市場結(jie)構、市場功能、外部屬(shu)性等(deng)新(xin)內(nei)涵和外延特(te)征,新(xin)型(xing)電力(li)市場建設需解決(jue)市場機(ji)制(zhi)、協(xie)同(tong)機(ji)制(zhi)、靈活性資源(yuan)支(zhi)持(chi)、關鍵技術支(zhi)撐等(deng)問題。
構建(jian)(jian)系統完整(zheng)的(de)市(shi)場(chang)機制是關鍵(jian)。在當前的(de)電(dian)力市(shi)場(chang)中(zhong),電(dian)力中(zhong)長(chang)期和現(xian)貨交易(yi)機制主要面向火電(dian)設(she)(she)計,因此,需(xu)建(jian)(jian)立健(jian)全符(fu)合(he)新(xin)(xin)能源(yuan)物理、經(jing)濟、環(huan)境(jing)等多(duo)方面特點的(de)新(xin)(xin)型(xing)(xing)電(dian)力市(shi)場(chang)交易(yi)機制。在支撐新(xin)(xin)能源(yuan)并網(wang)消納(na)的(de)靈活(huo)性(xing)資源(yuan)市(shi)場(chang)機制建(jian)(jian)設(she)(she)方面,應厘清火電(dian)、儲能、負荷等資源(yuan)靈活(huo)性(xing)價(jia)值(zhi),設(she)(she)計符(fu)合(he)其價(jia)值(zhi)的(de)多(duo)品種輔助服務市(shi)場(chang)機制。此外,屋頂(ding)光伏等分布(bu)式(shi)能源(yuan)是新(xin)(xin)型(xing)(xing)電(dian)力系統的(de)重(zhong)要組(zu)成,應充分考(kao)慮其分散、體量小、靠(kao)近需(xu)求側等特點,建(jian)(jian)立點對點等靈活(huo)多(duo)樣的(de)分布(bu)式(shi)發(fa)電(dian)交易(yi)市(shi)場(chang)機制。
綠證交(jiao)(jiao)易(yi)(yi)市(shi)場(chang)(chang)、碳(tan)交(jiao)(jiao)易(yi)(yi)市(shi)場(chang)(chang)協(xie)同發(fa)(fa)展是(shi)基礎(chu)。要建立上(shang)述(shu)兩大市(shi)場(chang)(chang)的(de)碳(tan)成本傳導機(ji)(ji)制、電力(li)碳(tan)排放(fang)價(jia)格形成機(ji)(ji)制。同時,新(xin)型電力(li)市(shi)場(chang)(chang)與(yu)(yu)綠證交(jiao)(jiao)易(yi)(yi)市(shi)場(chang)(chang)是(shi)風電、光伏(fu)發(fa)(fa)電等新(xin)能(neng)源通(tong)過(guo)市(shi)場(chang)(chang)方(fang)式實現可(ke)持續發(fa)(fa)展的(de)重要依(yi)托,構建協(xie)同機(ji)(ji)制將合理(li)體現新(xin)能(neng)源的(de)電力(li)屬性(xing)價(jia)值與(yu)(yu)綠色價(jia)值,也是(shi)新(xin)型電力(li)市(shi)場(chang)(chang)、綠證交(jiao)(jiao)易(yi)(yi)市(shi)場(chang)(chang)、碳(tan)交(jiao)(jiao)易(yi)(yi)市(shi)場(chang)(chang)有(you)序發(fa)(fa)展的(de)關鍵。
需(xu)挖掘、調動系統的調節資源(yuan),提升(sheng)市場靈活性(xing)(xing)。應(ying)加(jia)快轉變火電(dian)(dian)職能,推進火電(dian)(dian)靈活性(xing)(xing)改造(zao),從電(dian)(dian)源(yuan)側提供(gong)充足的調節資源(yuan);深(shen)度挖掘負荷側資源(yuan),實施電(dian)(dian)力(li)需(xu)求(qiu)響應(ying);加(jia)大抽水蓄(xu)能、電(dian)(dian)化學等儲(chu)能設(she)施建設(she)規模(mo),凸顯儲(chu)能靈活性(xing)(xing)調節作(zuo)用……這些措施將提升(sheng)、釋(shi)放新型電(dian)(dian)力(li)市場的靈活調節能力(li)。
關鍵(jian)支持技術不可或缺。風電、光伏發電等(deng)(deng)新能(neng)(neng)源出力(li)具有隨機、間歇、波(bo)動等(deng)(deng)特(te)性,為提(ti)高(gao)新能(neng)(neng)源的并網消(xiao)納水平,需配套精準(zhun)的新能(neng)(neng)源長(chang)、中、短期出力(li)預測技術;開(kai)發負(fu)荷聚集調控技術,聚合(he)多元(yuan)分(fen)(fen)散的負(fu)荷資源;完善市場合(he)約的相關計量結算技術,關聯新能(neng)(neng)源供需的時(shi)空分(fen)(fen)布,研(yan)究(jiu)、厘清(qing)靈活性資源的實際作(zuo)用。
針對以上特點(dian),應從以下四個方(fang)面(mian)開展新型電力市(shi)場建設:
進行新(xin)型電(dian)力市(shi)場(chang)頂層規劃設計。建立(li)帶曲線(xian)的新(xin)型電(dian)力市(shi)場(chang)交(jiao)易(yi)機(ji)制,形成適合新(xin)能源的交(jiao)易(yi)體系,有效銜接(jie)電(dian)力中長期和現貨交(jiao)易(yi)。同時,建設輔(fu)(fu)助(zhu)服務(wu)市(shi)場(chang),形成面向火電(dian)、負荷(he)、儲能等多元靈(ling)活(huo)性(xing)資源,涵(han)蓋(gai)調(diao)峰(feng)、調(diao)頻、備用(yong)、電(dian)力需求響應等多種模(mo)式的輔(fu)(fu)助(zhu)服務(wu)市(shi)場(chang),充(chong)分挖掘(jue)、釋放靈(ling)活(huo)性(xing)資源的價值。
此外,還需圍繞電價(jia)(jia)、碳(tan)價(jia)(jia)、綠證(zheng)價(jia)(jia)格,對各市場主體的交易行為特征、價(jia)(jia)格形成機(ji)制等進行系(xi)統研(yan)究(jiu),統籌協調發展(zhan)新型電力市場、碳(tan)交易市場和(he)綠證(zheng)交易市場。
推(tui)進(jin)新(xin)(xin)技(ji)(ji)術(shu)(shu)研發(fa)、新(xin)(xin)模式(shi)(shi)應用。應創新(xin)(xin)能(neng)源電(dian)(dian)力大(da)(da)數(shu)據實時監測技(ji)(ji)術(shu)(shu),結合氣象預警系(xi)統等技(ji)(ji)術(shu)(shu),提高(gao)風(feng)電(dian)(dian)、光伏發(fa)電(dian)(dian)等新(xin)(xin)能(neng)源出力的預測水平。同時,加大(da)(da)多元資(zi)源聚(ju)合調(diao)(diao)控技(ji)(ji)術(shu)(shu)開發(fa)力度,推(tui)廣綜合能(neng)源服(fu)務、虛擬電(dian)(dian)廠等新(xin)(xin)模式(shi)(shi),實現多元、分(fen)散的分(fen)布式(shi)(shi)能(neng)源、儲能(neng)、負荷(he)等資(zi)源靈活聚(ju)合調(diao)(diao)控;加快區(qu)塊(kuai)鏈等信息(xi)物(wu)理技(ji)(ji)術(shu)(shu)在(zai)新(xin)(xin)型電(dian)(dian)力市場(chang)的應用,保障各市場(chang)主體智能(neng)、實時、公平交(jiao)易及(ji)精準計(ji)量結算。
開發新(xin)型電力市(shi)(shi)場(chang)仿(fang)真(zhen)平(ping)(ping)臺。目前新(xin)型電力市(shi)(shi)場(chang)尚(shang)無政策、案例、數(shu)據、經驗等(deng)(deng)支持,因此需開發電力市(shi)(shi)場(chang)仿(fang)真(zhen)平(ping)(ping)臺,研究新(xin)型電力市(shi)(shi)場(chang)規劃、設(she)計(ji)、驗證、優(you)化等(deng)(deng)問(wen)題。仿(fang)真(zhen)平(ping)(ping)臺應(ying)(ying)涵蓋(gai)綠(lv)色電力交易市(shi)(shi)場(chang)、分(fen)布式發電交易市(shi)(shi)場(chang)、輔(fu)助服(fu)務市(shi)(shi)場(chang)、電力需求(qiu)響應(ying)(ying)及電-碳協(xie)同(tong)等(deng)(deng)內容,應(ying)(ying)用系統仿(fang)真(zhen)理(li)論與方(fang)法,為新(xin)型電力市(shi)(shi)場(chang)機制設(she)計(ji)、驗證、優(you)化、預測(ce)和評價提供決策支持。
開(kai)展新型電(dian)力(li)市場試點(dian)、示(shi)范。應(ying)因地制宜建設綜(zong)合(he)(he)能(neng)(neng)(neng)源系(xi)統(tong),整合(he)(he)多元分(fen)散資源,通過(guo)系(xi)統(tong)多能(neng)(neng)(neng)互補與源網(wang)荷儲一體化(hua)管理,以及分(fen)布式(shi)能(neng)(neng)(neng)源交易實現(xian)內部(bu)自平(ping)衡(heng),以此作為集成系(xi)統(tong)參(can)與新型電(dian)力(li)市場。
同(tong)時,建設(she)新(xin)(xin)能源云平臺,通過數據實時采(cai)集系統和處理模(mo)塊(kuai)對發電側(ce)、電網(wang)側(ce)、用(yong)電側(ce)主體(ti)進行電力碳(tan)排放監測,為(wei)新(xin)(xin)型電力市場(chang)有效運行提(ti)供數據支撐,為(wei)電力市場(chang)與碳(tan)交易(yi)市場(chang)、綠證交易(yi)市場(chang)協同(tong)發展(zhan)提(ti)供平臺。此(ci)外,還要積極開(kai)展(zhan)綠電交易(yi),探索帶曲線的(de)綠電交易(yi)模(mo)式,形(xing)成新(xin)(xin)能源就近消(xiao)納與跨(kua)省跨(kua)區交易(yi)的(de)同(tong)步運行機制。
如前所述,建(jian)設新型電力系統,新型電力市場是(shi)關鍵,需從頂層設計、關鍵技(ji)術研(yan)發、仿真平臺(tai)建(jian)設、試點應(ying)用等多方面(mian)同步開展(zhan),為碳(tan)達峰、碳(tan)中和目標實現提供(gong)市場保障。
注:本文作者為曾鳴 張碩 劉強,供職于華北電力大學能源互聯網研究中心。