基于山西電力現貨市場交易規則下新能源項目計量點設置研究

華潤新能源投資有限公司山西分公司 張艷鋒 王兵兵 侯 丁 閆麗偉

山西啟申綜合能源服務有限公司 郭建華 山西泰和智達機電工程有限公司 李 強

為踐行“碳達峰、碳中和”國家雙碳戰略目標，山西省在全國率先啟動雙邊電力現貨市場不間斷試運行。在山西現貨分時段運行結算機制下，項目普遍采用以“減法”計量，研究發現新能源項目在現貨規則下，計量電量的“跳點”“負電量”問題對新能源發電企業收益影響較大。因此，從計量點設置角度提出基于國網和發電企業雙方共贏的思考建議，為新能源的可持續健康發展提供借鑒。

截至2022年年底，山西省裝機12080萬kW，其中煤電裝機7107萬kW，新能源裝機4013萬kW。根據山西“十四五”規劃，到2025年風電3000萬kW、光伏5000萬kW、水電（含抽蓄）224萬kW以上、生物質能發電100萬kW以上，全省可再生能源發電裝機達到8300萬kW以上，實現新能源和清潔能源裝機容量占比達到50%的目標。近年來，山西電網新能源裝機快速增加，電網接入資源不足，普遍存在新能源發電企業聯合送出接入電網和多期項目接入同一升壓站。

電力現貨市場試運行是對電力改革的深化和延伸，是還原電力商品屬性的體現。山西省作為現貨市場試點，建設電力現貨市場，可實現省內省外電力市場協同運作，有利于實現電力資源在更大范圍共享互濟和優化配置，保障電網安全的同時進一步提升新能源消納水平，對推動電力體制改革意義重大。據電能計量裝置技術管理規程規定，新能源發電場電能關口計量點設置在下列位置：風力發電場與電網產權分界點；具有電氣聯系的不同風力發電場之間的產權分界點；同一風力發電場內不同上網電價風力發電機組的分界點。目前，風電場也存在不同項目接入同一升壓站，存在同一變電站不同項目計量點較多，通過代數計算確定最終計量方式。

1 目前計量點設置方式在電力現貨交易中分析

2021年4 月開始，山西省電力現貨交易步入全年不間斷試運行，新能源采用“報量不報價”方式參與現貨，新能源電量結算以電網公司批復計量方式為依據，場站1天的實際上網電量以96個時段形成計量電量結算曲線，出清按照上報功率預測出力曲線進行日前現貨出清，新能源作為現貨價格的被動接受者進行現貨偏差結算，運行中，采用國網計量中心計量數據進行貿易結算?，F貨交易中發現不同投資主體之間新能源場站互接聯合送出，或一個變電站存在多期項目的情況下，在現貨市場結算規則體系下，以最終“減法”計量的場站普遍存在計量“跳點”和計量“負電量”問題，該場景下貿易結算曲線與實際發電功率曲線解耦，造成電場電費收入大幅降低，增加了企業的經營壓力。

1.1 A風電場介紹

A風電場總裝機170MW，分二期建設，采用35kV分段接線方式，經主變升壓至220kV，220kV采用單母線接線方式。經AC線輸送至C變電站，有B風電場接入A風電場220kV母線。

圖1 A風電場電氣主接線圖

1.2 A風電場各項目關口計量情況介紹

A風電場站內關口計量點包含B風電場計量表計（單獨計量）和A風電場二期關口計量表計（單獨計量），A風電場一期計量電量=對側站總關口計量電量（國網）-B風電場計量表計（單獨計量）-A風電場二期關口計量表計（單獨計量），3個關口倍率各不相同，詳情如下：B風電場。該場站通過220kV線路212開關接入變電站，計量表計安裝在站內，開關編號212，倍率880000；A風電場二期風電場。通過35kV線路接入變電站，計量表計安裝在站內，開關編號321、322、323，倍率140000；對側站（國家電網）。C變電500kV站，關口編號2203，倍率1760000。

按設備產權歸屬、調度范圍劃分及雙方合同約定的計量點設置，A風電場一期、二期關口計量方式明確如下：A321（受）、A322（受）、A323（受）用于計量A風電場二期上網電量；A212（受）用于計量B風電場上網電量；A風電場一期上網電量計量方法為：C2203（受）-A321（受）-A322（受）-A323（受）-A212（受）；C2203（送）作為省對地關口用于計量省網對地區網供電量。

通過公式發現，以計量點代數加減的方式確定貿易結算電量，存在包括由于互感器變比不同、有效數值等原因，產生“跳點”計量和“負電量”計量問題。

1.3 場站“跳點”計量和“負電量”計量數據統計

以山西省電力交易平臺數據，進行不間斷試運行數據分析。2022年1～4月共120天，累計11520段計量數據，結果表明：A風電場一期“負電量”計量時段共計3207段，占全時段比例的28%；A風電場一期“跳點”計量時段共計1241段，占全時段比例的11%；A風電場一期“0”電量計量時段共計1297段，占全時段比例的11%；A風電場一期“正常點”計量時段共5775段，占全時段比例的50%；A風電場一期“異常計量”累計占比50%，“正?！庇嬃坷塾嬚急?0%。

以大風日數據分析，A風電場一期實際上網電量為199.50萬kWh，其中96時段中有4個時段量電量合計114.98萬kWh，上網電量占比57.63%，“跳點”計量較嚴重，嚴重偏離該日新能源大發下實際發電曲線（如圖2所示），同時單點統計電量遠超該風場理論下最大發電能力；其次，有52個時段電量為負電量，占一天96個時段比例為54.16%，通過比對該場站實發功率曲線與實際計量曲線不匹配（如圖3所示）。

圖2 大風月某日計量曲線與日前出清曲線

圖3 大風月某日實發功率與日前功率

1.4 場站在該計量模式下收益分析

據《山西省電力市場規則匯編（試運行V12.0）》規則，新能源計量曲線直接影響場站各時段（96點）實時現貨市場下的偏差電量（實時市場偏差電量=計量電量-日前出清電量）的電能量電費收益（實時市場電費收益=實時市場偏差電量×實時市場現貨價格）和新能源超額獲利回收費用（規則如下），這兩項指標均按照每15min進行逐時段計算，計量異常造成電費損失較大，增加企業經營壓力。

1.4.1 省內實時市場電能電費（R省內實時）機組根據省內實時市場結算量與省內實時市場節點電價計算電費，計算公式如下：R省內實時=∑（Q省內實時,t×P省內實時,t），式中：R省內實時為機組在省內實時市場結算電費；Q省內實時,t為機組在t時段的省內實時結算電量，即機組在t時段實際上網電量與省間中長期交易合約分解電量、省間日前結算電量、省間日內結算電量、省內日前結算電量、省內中長期交易合約分解電量的差額；P省內實時,t為機組在t時段的省內實時節點電價。

1.4.2 新能源超額獲利回收費用

對新能源申報分時偏差電量超出允許偏差范圍的，將新能源允許偏差外的價差收益，納入市場運營費用處理。當Q申報,h＞Q實際,h×（1+λ新能源1），且k×P標桿+（1-k）×P日前,h＞P實時,h時，R新能源超額獲利回收費用=Σ{[Q申報,h－Q實際,h×（1+λ新能源1）]×[k×P標桿+（1-k）×P日前,h－P實時,h]}；當Q申報,h＜Q實際,h×（1-λ新能源2），且k×P標桿+（1-k）×P日前,h＜P實時,h時，R新能源超額獲利回收費用=Σ{[Q實際,h×（1-λ新能源2）－Q申報,h]×[P實時,h－k×P標桿-（1-k）×P日前,h]}。

式中：R新能源超額獲利回收費用為新能源超額獲利回收費用；Q實際,h為h時段機組上網電量；Q申報,h為日前市場申報的該時段上網電量（由申報發電量折算上網電量，并按15min累計至小時）；P日前,h為該機組日前市場h時段算術平均節點電價；P實時,h為該機組實時市場h時段算術平均節點電價；λ新能源1為允許的新能源偏差比例上限，λ新能源2為允許的新能源偏差比例下限；其中k=Q政府定價，h/Q申報，h，Q政府定價，h為新能源該時段實際分配的政府定價電量。

若該時段計量電量為負電量，Q省內實時,t將會二次放大負偏差電量比例，該時段實時市場電能電費將會為負值，代表企業電費收入為負電費，與該場站實際發電收入不符；同時計量電量為負電量和跳點電量，超出該時段允許日前申報電量與實際計量電量±40%約束要求，該場站將根據規則進行超額獲利回收，再次出現電費回收，該場景下因為計量異常出現企業實際發電而電費收入為負值現象，屬于非主觀因素，影響如下。

以2022年1～12月共12個月度結算口徑進行統計，其中：A風電場1～12月電量平均電價（元/MWh）、新能源超額單位回收電價（元/MWh）分別為：216/-11、265/-17、188/-7、278/-8、249/-10、286/-20、363/-21、409/-13、334/-10、305/-12、303/-11、321/-12，小計287/-12；B風電場1～12月電量平均電價（元/MWh）、新能源超額單位回收電價（元/MWh）分別為：235/-12、277/-9、208/-3、262/-3、250/-5、323/-13、350/-13、440/-7、379/-9、312/-3、313/-4、306/-4，小計295/-6。B風電場與A風電場屬于與電力現貨同節點同項目屬性、同交易策略下且剔除其他干擾項進行數據對標分析。結果在此計量方式下A風電場累計直接損失電費收入343萬元。

表1 2022年1～12月對標結果

分析結論：A風電場一期計量曲線與實發功率曲線，無論是在新能源大發場景和小發場景下均存在如下情況：一是跳點較為普遍且計量電量遠超理論上發電能力，超出功率預測偏差±40%約束，二是負計量電量與實發情況不符且異常電量時段占比超50%。

2 電力現貨交易下解決跳點及收益偏差的思考

在現貨運行模式下，新能源企業若將不同期的項目分開計量，做到實發功率曲線與計量曲線的耦合，從源頭避免計量方式帶來的誤差。將新能源發電企業同一期項目變比相同的集電線路計量點作為關口計量點，分期進行計量。同時，電網公司產權分界點的省地關口表作為貿易計量點定期進行校核，產生的偏差電量由發電企業根據每期上網電量比例進行分攤。此計量方案可最大程度解決了“跳點”計量和“負電量”計量的發生，也解決了電網公司電量偏差的問題，促成了電網公司和發電企業的共贏。