曾雪彤,譚建成
(廣西大學電氣工程學院國家級實驗教學示范中心,南寧 530004)
據(jù)能源局統(tǒng)計,2018 年風電機組裝機容量達到1.84 億kW,發(fā)電量3 660 億kWh,棄風電量277 億kWh,其中新疆、甘肅和蒙古三省棄風率占全國棄風電量的84%[1]。 雖然風機并網(wǎng)容量和發(fā)電量在逐年提升,但仍存在棄風問題,尤其是風電資源富足地區(qū)。 可見,棄風消納問題嚴重制約著我國風電的發(fā)展。 風電消納已成為我國當前風電發(fā)展過程中亟需解決的問題,已有許多學者通過風電特性分析[2-3]對棄風消納產(chǎn)生原因進行了研究[4-5],主要原因分為三類,從新能源發(fā)電側(cè)、輸電網(wǎng)及系統(tǒng)電源容量角度進行分析,具體如下:
(1)由于風電具有隨機性、間歇性、反調(diào)節(jié)性等特點,在電網(wǎng)中產(chǎn)生電壓波動、電壓閃變和高次諧波,以及風機啟動過程中產(chǎn)生的沖擊電流都會影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
(2)電網(wǎng)輸送能力有限。 我國供電與需求呈逆向分布,需遠距離輸送,但網(wǎng)架結(jié)構(gòu)簿弱,阻礙了風電向外輸送,因此不得不棄風。
(3)調(diào)節(jié)電源稀缺,導致系統(tǒng)調(diào)峰能力不足。風電反調(diào)峰特性增大了系統(tǒng)等效負荷曲線的峰谷差,容易發(fā)生爬坡事件,需對電源進行調(diào)節(jié),但傳統(tǒng)的調(diào)峰機組受到機組出力約束,不能及時響應調(diào)峰指令。
因此,IEA(國際能源署)總結(jié)了風電接入可能對電力系統(tǒng)造成影響的理論框架[6],結(jié)合風電評價指標覆蓋的時空尺度,得到對應各應用領(lǐng)域的指標體系。 各個國家紛紛出臺了激勵風電發(fā)展的各項政策[7]以及并網(wǎng)要求[8-9],鼓勵相關(guān)企業(yè)對新能源上網(wǎng)技術(shù)加大投入,從而增加新能源的裝機數(shù)量并且改善風電質(zhì)量。
目前,風電企業(yè)主要依靠補貼或固定上網(wǎng)電價維持其收益,文獻[10]表明風電使用固定上網(wǎng)相較于考慮價格-風相關(guān)性的電價,提高其市場價值。 因此,風電補貼取消已成必然趨勢,市場成為促進風電消納重要途徑[11-12]。 風電的預測精度及滲透率是影響市場的主要因素,文獻[13]基于風電與傳統(tǒng)發(fā)電的發(fā)電數(shù)據(jù),利用統(tǒng)計學原理,得出風電在電力市場高滲透情況下會使電價降低。 文獻[14]發(fā)現(xiàn)在風電高滲透率、低預測精度下節(jié)點電價波動幅度會增大。 文獻[15]探索了風電對輔助費用的影響,發(fā)現(xiàn)風電會增加輔助費用,但與其他能源聯(lián)合會降低價格影響。 但文獻[16]發(fā)現(xiàn)風電經(jīng)濟性主要體現(xiàn)在環(huán)境效益大于風電上網(wǎng)的附加成本。 文獻[17]探討了當風電場參與電網(wǎng)調(diào)頻時對風電運行價值的影響,發(fā)現(xiàn)風電場可以通過參與調(diào)頻提高電網(wǎng)綜合風電的運行價值。隨著市場機制成熟、風電技術(shù)提高,風電產(chǎn)業(yè)終究會進入完全競爭。
風電企業(yè)如何適應電力市場競爭改革成為亟待解決的問題。 本文從政策和市場角度進行闡述分析,對現(xiàn)有政策展開討論,對比各激勵政策的優(yōu)劣,并給政策制定者提出相關(guān)建議。 然后,闡述集中式風電的電量交易、輔助調(diào)節(jié)及風險轉(zhuǎn)移的市場運營模式,為風電企業(yè)參與市場競爭提供參考,有利于引導風電企業(yè)采取市場決策。 同時,歸納分散式風電在市場消納的配套機制和技術(shù)支撐。 最后,總結(jié)歸納風電參與電力市場中的關(guān)鍵問題及展望。
風能作為一種可再生能源,蘊量巨大,分布范圍廣,其自身的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益非常顯著,能夠緩解能源供給緊張的形勢、減少發(fā)電成本、降低碳排放。 因此,越來越多國家開始重視風電在全球能源結(jié)構(gòu)中所占的地位,并鼓勵開發(fā)風電能源,加快風電機組建設(shè)、消納、資源配置及技術(shù)改進,推進風電在電力市場發(fā)展,具體政策如下:
(1)經(jīng)濟手段引導風電機組擴建。 在風電建設(shè)初期,經(jīng)濟激勵作為風電裝機容量擴張最有效政治手段之一,主要有招標計劃、稅收減免、資金補貼、貸款優(yōu)惠、固定電價、高價購買、電價補貼等[18]。 鼓勵風電建設(shè),降低風電建設(shè)者投資成本,穩(wěn)定風電收入,從而吸引投資者投資,增加風機裝機容量,從而推動可再生能源的初步部署。 在這些激勵政策下風電機組容量在大規(guī)模地迅速擴張,但并未考慮到現(xiàn)有輸送基建對風電上網(wǎng)的承受能力,加大棄風率,同時價格補貼影響終端電價[19]。
(2)配額制促進風電消納。 通過以配額制作為定向指標,衍生新的交易品種,增加風電消納的靈活性。 世界上多個國家和地區(qū)將可再生能源配額制作為支持可再生能源發(fā)展的一項重要的激勵政策。 美國愛荷華等多個聯(lián)邦州、英國、澳大利亞、日本和印度也先后引入該政策[20]。 為了保證風電能接入電網(wǎng)進行消納,國家發(fā)展改革委發(fā)布了《關(guān)于實行可再生能源電力配額制》文件[21],配額制是對各省份消納風電量的定向指標,將責任落實到各個電力企業(yè)(電網(wǎng)公司、售電公司、大用戶和擁有自備電廠的企業(yè))。 不僅明確了承擔配額義務的市場主體,還對各地區(qū)配額指標、核算方法、交易形式和考核要求進行相關(guān)闡述,將風電真正意義上納入本地能源發(fā)展規(guī)劃,從而引導電力規(guī)劃與發(fā)電計劃。 綠色證書則為配額制的衍生物,綠證為風電交易的憑證,也是配額完成量的佐證。 其交易有利于風電資源市場流動,給可再生資源稀缺地區(qū)提供風電交易渠道,對完成風電消納指標多一條途徑,同時解決風電富足企業(yè)棄風問題。 但由文獻[22]可知配額制影響發(fā)電容量的投資,抑制風電行業(yè)發(fā)展;其次,配額分配制度及標準仍未完善,以及政府監(jiān)管力度也會影響配額市場的公正性;綠色證書價格波動及有效性仍需考究完善。
(3)鼓勵分布式發(fā)電,優(yōu)化資源配置。 《關(guān)于印發(fā)2018 能源工作指導意見通知》提出風電從大規(guī)模集中發(fā)電管理模式向分散式發(fā)供電過渡[23]。我國風電供需呈逆向分布,依靠集中式發(fā)供電,消納易飽和且不易遠距離輸送,增大發(fā)生棄風事件發(fā)生概率;建立大型風電場,建造成本高,投資資金回收周期長,不利于市場競爭。 而分散小風電場可以實現(xiàn)就近消納,提高當?shù)氐娘L電消納率;其次,豐富市場多樣性,吸引更多市場主體,引入新的交易品種,使交易方式更具有多樣性;對輸電網(wǎng)而言,降低有功網(wǎng)損,減少網(wǎng)絡阻塞可能性,同時可以參與輔助市場,維護系統(tǒng)安全穩(wěn)定。 但同時由于分布式能源的滲透影響電網(wǎng)潮流分布、電壓水平及短路電流[24];通信阻塞和用戶數(shù)據(jù)隱蔽性也給調(diào)度帶來困難[25]。
(4)平價上網(wǎng)激勵風電企業(yè)技術(shù)改進。 傳統(tǒng)固定電價(溢價)加重政府的經(jīng)濟負擔,缺乏市場信號,不利于市場建立及風電企業(yè)風險分攤和利益分配。 因此,各國逐漸取消補貼,實施平價上網(wǎng)。 英國政府不僅取消對風電企業(yè)的免稅優(yōu)惠政策,還計劃從2019 年4 月開始廢止新能源發(fā)電上網(wǎng)電價補貼政策[26]。 同時隨著《關(guān)于積極推進風電、光伏發(fā)電無補貼平價上網(wǎng)有關(guān)工作的通知》頒布[27],中國也將逐漸取消風電上網(wǎng)電價補貼政策。
政策加速風電企業(yè)在電力行業(yè)發(fā)展的動力因素,但以政策引導代替市場信號扶持不利于市場配置、流動、公平及公正化;制約風電企業(yè)其技術(shù)水平發(fā)展;對傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)、輸送公司運營帶來一定利益沖擊。 電力政策制定要結(jié)合電網(wǎng)物理架構(gòu)及電力市場機制,確保政策執(zhí)行效率[28];其次,出臺相關(guān)標準,引導風電企業(yè)技術(shù)改造,文獻[29]通過發(fā)電技術(shù)改造降低補貼幅度,減輕政府財政負擔,同時降低對電價影響;最后,制定政策同時要均衡相關(guān)利益方的利益分配問題。
電力市場能夠有效調(diào)度系統(tǒng)資源配置,靈活性的市場體制是保證風電消納的重要措施。 現(xiàn)貨市場以價格激勵各方提供電量和輔助服務,即風電企業(yè)可在現(xiàn)貨市場進行電量交易,在調(diào)峰輔助服務中尋求輔助調(diào)節(jié),保證風電上網(wǎng)消納,同時可在以中長期為主金融市場規(guī)避交易風險。
運行良好的現(xiàn)貨市場是抵御系統(tǒng)凈負荷的波動和不確定性,維持系統(tǒng)供需平衡最經(jīng)濟有效的辦法,是解決高比例波動性可再生能源發(fā)電對系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)的有力工具[30]。 現(xiàn)貨市場作為一個短時交易市場,可以體現(xiàn)電力商品的市場價值,能進行實時的補充,促進市場的經(jīng)濟調(diào)度。 美國、英國及北歐等電力市場已建立與其體制相適應的現(xiàn)貨市場[31-34],具體市場方式如表1 所示。

表1 各國現(xiàn)貨市場體系比較
風電為丹麥主要的能源之一,2017 年風電機組出力為5.3 GW,占全國發(fā)電量147 億kWh 的43.6%[35],其主要參與北歐電力市場進行風電消納,因此以北歐電力現(xiàn)貨市場作為借鑒,其主要分為日前市場、日內(nèi)市場及實時平衡[36],日前市場主要基于輸電容量、市場成員的交易結(jié)果制定第二天的調(diào)度計劃;日內(nèi)市場其實是對日前的補充,其交易時間在日前市場結(jié)束后開始,以1 h為單位交易,在交易完成后,電網(wǎng)企業(yè)中輸電管理者會實時更新輸電容量信息,以明確平衡責任。
由于可再生能源發(fā)電的波動性,風電企業(yè)傾向于保守地在日前市場中出價,以避免因未能交付指定數(shù)量的能源而遭受巨額罰款[37]。 現(xiàn)貨市場可作為日前補充,其從時間尺度上提高風電預測精度,風電預測作為一種提高風電在電力系統(tǒng)有效性的重要手段,其精準性與時間尺度有關(guān),時間尺度越短其精準性越高[38]。 風電企業(yè)可在參與日前市場前進行風電短期預測[39],并在日前市場交易中明確平衡責任,雖然短期預測存在一定誤差,但粗略性、計劃性進行調(diào)峰,其誤差可在日內(nèi)市場進行平衡調(diào)整,實現(xiàn)實時調(diào)峰并減輕在平衡市場中產(chǎn)生的不平衡量[40]。 平衡市場則保證電能質(zhì)量(電壓、頻率)正常,維持系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。 平衡資源的獲取方式仍通過市場交易,明確買賣雙方,并且調(diào)度中心通過買賣關(guān)系獲取優(yōu)質(zhì)的資源,并且獲得一定收入。
調(diào)峰輔助服務是應對風電峰谷差采取的一種市場調(diào)節(jié)手段。 北歐、美國和英國作為早期風電發(fā)展中心,可借鑒其成功經(jīng)驗。
北歐將調(diào)峰服務以實時形式參與到電力市場調(diào)峰中,通過建立平衡市場,調(diào)度中心作為購買方在平衡市場中向市場參與者能提供的上、下備用,消除電網(wǎng)中不平衡電量[41];美國PJM 則將調(diào)峰義務分配到每個負荷服務企業(yè)[42],負荷服務企業(yè)則可以通過3 種途徑獲取調(diào)峰資源:利用自身擁有發(fā)電機組提供平衡資源;通過向第三方購買;采取負荷響應,減少負荷。 英國由于其電量交易主要以雙邊交易為主,通過清算雙邊交易合同得出不平衡電量,再由平衡機制獲取相關(guān)輔助服務或者通過簽訂合同向第三方購買[43]。
我國采取建立調(diào)峰輔助市場來獲取調(diào)峰資源[44]。 主要方式有機組調(diào)整處理、啟停,負荷轉(zhuǎn)移,電量轉(zhuǎn)讓和省間相互消納。 依據(jù)調(diào)峰方式將其劃分為6 類,分別為實時深度調(diào)峰、可中斷負荷、電儲能調(diào)峰、火電停機備用調(diào)峰、火電應急啟停調(diào)峰和跨省調(diào)峰。 調(diào)峰服務補償方式與供熱期、機組類型和負荷率交易模式有關(guān),主要有3種補償方式:雙邊交易價格、統(tǒng)一清出和電量價格。 具體其交易模式如表2 所示。
調(diào)峰輔助服務的分攤按照“誰受益、誰承擔”的原則進行,主要有2 種模式:
(1)由購買方向調(diào)峰輔助服務提供方購買的調(diào)峰容量費用由購買方對提供方進行補償。
(2)調(diào)度中心依據(jù)電網(wǎng)的安全需求進行調(diào)峰資源調(diào)度,該部分費用由發(fā)電側(cè)的風電、核電和省內(nèi)負荷率高于深度調(diào)峰基準的火電廠共同承擔,主要按責分攤。 責任判定依據(jù)為該電廠的上網(wǎng)量對電網(wǎng)的影響度。 在費用分攤前,會對該電廠的上網(wǎng)量進行修正,以修正的電量比例分攤調(diào)峰輔助費用。
風電企業(yè)可以通過調(diào)峰輔助服務購買調(diào)峰資源,降低風電波動,消除不平衡電量,降低不平衡電量懲罰,實現(xiàn)風電消納。 同時風電企業(yè)也可以作為調(diào)峰提供方,在傳統(tǒng)機組通過購買風電發(fā)電權(quán)降低其向下調(diào)峰時啟停成本[45]。 文獻[46]提出一種結(jié)合節(jié)能減排的調(diào)峰權(quán)交易模型。 文獻[47]構(gòu)建考慮風電波動性及頻率與聯(lián)絡線偏差考核模式下的調(diào)峰輔助服務市場交易模型。 文獻[48]為了促進大規(guī)模風電消納,提出了雙層調(diào)峰補償機制。 文獻[49]表明通過區(qū)域間相互調(diào)峰,有利于提高風電魯棒性。
金融市場作為虛擬交易,并不涉及物理分割,只是通過金融手段將未來交易價格波動風險進行轉(zhuǎn)移,主要以合約的形式進行交易,包括遠期合同、差價合約、期貨及期權(quán)等[50-53],其交易發(fā)生在電力實時交易前,結(jié)算在電力完成交易后。 現(xiàn)有電力金融產(chǎn)品概況如表3 所示。
在短期內(nèi)的電力交易中,電力價格與市場供需關(guān)系和參與者博弈競爭報價有關(guān),導致價格波動較大。 隨著風電固定上網(wǎng)電價政策取消,風電企業(yè)在電量交易的價格無法得到保證,因此風電企業(yè)可拿出部分的電量參與金融市場交易,通過合約形式將電價固定,可保證基本成本回收,規(guī)避一定價格風險。 風電企業(yè)在對風電、電價及負荷需求預測的基礎(chǔ)上,與售電企業(yè)或大用戶簽訂遠期合同,既保證風電未來某時間段的消納量,又得到一個預計能接受的價格,實現(xiàn)風險共享;其次,可購買期貨實現(xiàn)套期保值[54],彌補遠期合同可能帶來的虧損,規(guī)避價格波動風險;當由于風電間歇特性和預測偏差導致遠期合同無法按時履行時,風電企業(yè)可以以期權(quán)形式轉(zhuǎn)讓發(fā)電權(quán)利,還能獲取一筆期權(quán)費,但由于買方可依據(jù)實時電價決定其是否履行合約,導致風電企業(yè)其虧損不固定。 因此風電企業(yè)也可向其他發(fā)電企業(yè)購買期權(quán)將風險鎖在一定范圍內(nèi);當風電企業(yè)未采用遠期、期貨或是期權(quán)合同來規(guī)避風險時,可采用差價合同切斷實時電價波動,差價合同在北歐電力主要用于阻塞管理,其結(jié)算是按區(qū)域電價與系統(tǒng)電價之差作為參考電價[55],而傳統(tǒng)差價合同電價定義是合同電價與實時電價差值,無論哪種結(jié)算形式都有利于電價穩(wěn)定性。 風電企業(yè)可依據(jù)自身需求對遠期、期貨、期權(quán)及差價合同有機組合,最大化降低風險。

表2 交易產(chǎn)品的定義及交易模式
風力發(fā)電商作為現(xiàn)貨市場的參與者,其發(fā)電成本較低但需要為風力發(fā)電技術(shù)及預測的不精準承擔一定的輔助費用。 風電企業(yè)如果希望在現(xiàn)貨市場以較低邊際成本獲取市場發(fā)電權(quán),則需改進其技術(shù)與預測水平,減少對調(diào)峰費用的支付,從而獲得價格上的優(yōu)勢,進而獲得發(fā)電權(quán)對產(chǎn)生的風電進行入網(wǎng)消納,因而獲得電費收入,或者通過金融交易將在實時交易的風險進行轉(zhuǎn)移。
風電以分散的形式接入配電網(wǎng)中可以減少其對電網(wǎng)的沖擊,提高當?shù)匦履茉聪{率。 近年,國家對分布式風電出臺一系列推進政策,促進其建設(shè)發(fā)展。 但其所需的公共服務和電力市場交易還不完善,未能發(fā)揮分布式發(fā)電在電力資源優(yōu)化中的優(yōu)勢[56]。分布式風電是指電力自用,多余上網(wǎng),在配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)的風電用戶[57],現(xiàn)有研究為促進分布式能源交易設(shè)計許多市場機制,對分布式風電參與電力市場有一定借鑒性。
目前針對分布式參與市場模型主要有集中交易和點對點交易。 集中交易將以某個范圍為單位內(nèi)分布式能源(儲蓄電源,發(fā)電用戶,提供需求側(cè)響應用戶等)集合參與市場交易,具體形式有分布式能源以微網(wǎng)或虛擬電廠的形式參與批發(fā)市場交易;分布式能源以個體為單位參與配電網(wǎng)側(cè)的電力交易中心,以上2 種交易模式都需要在電力市場交易中心進行申請、報價、交易(簽訂合同)、電力校驗和市場結(jié)算。 這種集中交易模式一般采用合約市場競價機制,以雙邊協(xié)商和競價機制2種方式進行電力交易[58]。 點對點交易,即不需要在交易中心參與市場競爭,用戶與用戶之間通過信息交互,選擇合適買家和賣家進行直接電力交易,點對點交易機制賦予分布式能源和消費者在電力交易中的選擇交易權(quán),降低電能交易門檻,提供交易靈活性,在該交易機制中,已有不少研究將區(qū)塊鏈技術(shù)應用于點對點市場交易。 區(qū)塊鏈去中心化、去信任化、公開透明、不可篡改和自動執(zhí)行的特點,在開展分布式能源交易及交易主體信用管理上具有先天優(yōu)勢[59]。
分布式能源交易主體多,信息繁雜,依靠第三方交易,交易流程多、效率低、時間長[60],不利于分布式能源消納,挫傷分布式市場主體參與市場交易積極性。 因此,設(shè)計一種分布式電源自由交易系統(tǒng)通過多邊交易保證交易時效性及公平性[58]。 文獻[61]將利潤與風險作為目標函數(shù),得出最優(yōu)買賣計劃。 文獻[62]提出一種基于連續(xù)雙向拍賣機制完成交易配額,在對拍賣價格與時間雙重排序下進行交易匹配,保證電價經(jīng)濟性和交易公平性,但其報價以參與者主觀判斷決定,不能體現(xiàn)電力商品真正價值。 文獻[63]提出一種利用市場信息修正用戶報價,體現(xiàn)市場價值,實現(xiàn)價格優(yōu)化。 從社會效益分析,代理商可以以自身利用最大化作為報價系數(shù),調(diào)度中心以社會效益最大化進行出清[64]。

表3 電力金融產(chǎn)品概況
靈活調(diào)節(jié)產(chǎn)品增加系統(tǒng)運行靈活性,保證供電可靠性的輔助服務,源-荷兩側(cè)均可提供靈活性調(diào)節(jié)產(chǎn)品。 電源側(cè)以蓄電池和飛輪機組等儲能裝置為代表的快速爬坡資源引入調(diào)峰輔助服務,這種類型的爬坡資源能夠提供快速、靈敏、高效的輔助服務[65]。 其特性能夠經(jīng)濟有效平衡電網(wǎng)波動,保證電網(wǎng)安全可靠。 由于其技術(shù)與造價問題,以及現(xiàn)有輔助服務補償機制下局限了靈活性產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 負荷側(cè)可通過需求側(cè)進行調(diào)節(jié),研究表明需求側(cè)與風電聯(lián)合調(diào)度有效降低系統(tǒng)運行成本,提高系統(tǒng)調(diào)度的經(jīng)濟性,并且彈性價格有效緩解了固定需求引起的需求波動[66]。 目前靈活性負荷主要以電動汽車[67]、蓄冷蓄熱空調(diào)系統(tǒng)[68]、電熱器[69]等用電時間不敏感型電量負荷需求為主。 電力負荷的靈活調(diào)節(jié)已成為電力需求側(cè)管理技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。 因此,從政策制定者、生產(chǎn)者、調(diào)控中心以及風電企業(yè)等方面給出如下建議:
(1)政策制定者可借鑒風電初期建設(shè)發(fā)展的政策手段,以電價政策、激勵機制、政府補貼為導向,引導投資商對靈活性產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)投資與建設(shè);完善輔助服務補償機制,不應只局限在價格優(yōu)勢,應結(jié)合輔助產(chǎn)品性能,調(diào)節(jié)效果以及市場價格信息準確反映提供商成本,吸引靈活性產(chǎn)品參與輔助服務。
(2)儲能制造商應提高儲能技術(shù)降低儲能成本,開拓靈活性產(chǎn)品服務市場研究,鼓勵其積極參與輔助服務獲得補償,與傳統(tǒng)機組聯(lián)合調(diào)節(jié),從而提高傳統(tǒng)機組爬坡性能、降低儲能設(shè)備成本,實現(xiàn)資源優(yōu)化配置,與風電企業(yè)進行長期交易合作,利用儲能實現(xiàn)風電并網(wǎng)容量優(yōu)化,從而降低風電波動率并且降低儲能充電時的電量成本。
(3)調(diào)度中心應加大對含儲能裝置的分布式能源系統(tǒng)的配網(wǎng)潮流研究及源-荷相互調(diào)節(jié)靈活性的經(jīng)濟調(diào)度。 調(diào)度中心可采用用電激勵[70]、可中斷負荷[71]、電價響應[72]等用電調(diào)度方式,在保證用戶舒適度的情況下,對其可提供的靈活性可調(diào)節(jié)負荷進行有序的調(diào)度,最大化地消除自身和風力發(fā)電引起的系統(tǒng)功率不平衡。 在降低用戶用電成本同時又能促進當?shù)乜稍偕茉吹南{。
(4)風電企業(yè)通過自身性能,向電網(wǎng)提供輔助。 文獻[72]表明風電場具有良好的有功控制能力,可以提供較快的頻率支撐,同時文獻[73]指出風電廠能夠提供靈活性爬坡服務,這給風電企業(yè)帶來一個潛在選擇。 因此,風電企業(yè)應該提高其通信技術(shù)、測量技術(shù)以及控制技術(shù),從而改變在輔助服務中單一購買者身份,并且在輔助服務中獲得額外的補償。
配電網(wǎng)作為直接與負荷(用戶)直接相連的網(wǎng)端系統(tǒng),其運作的安全穩(wěn)定性直接影響負荷端安全穩(wěn)定。 由于分布式能源(風電、光伏、儲能及靈活性調(diào)度負荷)推廣以及電力市場逐步開放化使配電網(wǎng)逐漸向自動化及市場化推進。 因此,需對配電網(wǎng)進行規(guī)劃、改造及體制改革。
(1)建設(shè)智能化配電網(wǎng),提高信息互動效率。智能配電網(wǎng)成為分布式發(fā)電互聯(lián),需求側(cè)響應信息互動的關(guān)鍵技術(shù)。 依靠人為信息采集已經(jīng)不適應短時交易市場體制,因此,依靠智能端口采集信息成為未來配電網(wǎng)終端發(fā)展趨勢。 信息及時采集有利于及時反映系統(tǒng)能量動態(tài);為消費者提供價格信息,促進市場交易;便于調(diào)度中心系統(tǒng)管理和阻塞校驗。
(2)設(shè)計與分布式發(fā)電相適應的市場機制。對市場主體響應潛力建模,對參與者市場行為進行分析,建立信用評估庫,將信用度納入交易參考標準;設(shè)計市場信息互交機制,有利于信息流在市場上流通;在市場運營模式上應加快對零售市場建立,多邊交易市場機制,提高市場靈活性,給參與者提供更多選擇。
集中式風電企業(yè)可通過跨區(qū)交易進行風電消納,降低風電棄風率。 但由于受到電網(wǎng)輸送能力的制約和跨區(qū)域交易制度尚未完善,阻礙風電向外輸送。 因此,應加快輸電網(wǎng)柔直輸電建設(shè),有利于風電直接與電網(wǎng)相接,解決風電入網(wǎng)問題,又節(jié)約接入成本;建立跨省跨區(qū)交易機制,明確輸配電價及分攤機制,通過價格信號讓風電企業(yè)了解供求關(guān)系和系統(tǒng)阻塞程度,以便做出最優(yōu)決策,促進風電市場交易量。
隨著風電政策的推行,風電裝機容量大規(guī)模增長,補貼政策也隨之取消,風電企業(yè)如何在市場改革中獲得利益成為亟待解決的問題。 本文從政策和市場角度進行闡述分析。 現(xiàn)有政策主要針對風電建設(shè)、消納以及未來發(fā)展展開,引導風電企業(yè)進行市場行為。 闡述國內(nèi)外集中式風電市場運營模式,以實時電量交易的現(xiàn)貨市場主要以經(jīng)濟調(diào)度為主,有利于風電消納及資源合理配置,針對風電特性建立調(diào)峰輔助服務提供靈活調(diào)節(jié)產(chǎn)品,同時風電企業(yè)可在金融市場進行交易,轉(zhuǎn)移部分風險。 與此同時,歸納分布式風電在市場消納的市場運營模式,總結(jié)報價、出清及技術(shù)支撐的研究成果。 最后,總結(jié)歸納風電參與電力市場中的關(guān)鍵問題及展望。