電力市場(chǎng)環(huán)境下分布式電源交易模式分析

摘" 要：分布式發(fā)電是一種有著廣闊發(fā)展前景的發(fā)電方式。但是，在技術(shù)與管理?xiàng)l件及市場(chǎng)機(jī)制的限制下，其交易模式依然以集中式發(fā)電供電模式為主，其在電力利用節(jié)能、經(jīng)濟(jì)及安全等方面的作用并沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)。在我國(guó)電力體制改革不斷深化的背景下，分布式電源迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇，甚至有望成為配電網(wǎng)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的組成部分。該文重點(diǎn)針對(duì)電力市場(chǎng)環(huán)境下的分布式電源交易模式進(jìn)行詳細(xì)分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力市場(chǎng)；分布式電源；交易模式；分布式發(fā)電系統(tǒng)；配電網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM73" " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2023）13-0126-04

Abstract： Distributed generation is a kind of power generation with broad development prospects. However， under the limitation of technology and management conditions and market mechanism， its transaction mode is still centralized power supply mode， and its role in energy saving， economy and security of power utilization has not been reflected. In the context of the deepening reform of power system in China， distributed power generation has ushered in an unprecedented development opportunity， and is even expected to become the most critical part of the distribution network system. This paper focuses on the detailed analysis of the distributed power transaction mode in the electricity market environment for reference.

Keywords： power market; distributed power supply; transaction mode; distributed generation system; distribution network

分布式發(fā)電，指的是一種借助清潔型能源進(jìn)行電能供應(yīng)的供電模式。與傳統(tǒng)的供電模式相比，不僅在能源效率具有明顯的優(yōu)勢(shì)，還不會(huì)對(duì)周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生較大的污染，是我國(guó)甚至全球能源的發(fā)展新趨勢(shì)。近幾年來(lái)，我國(guó)對(duì)分布式電源的發(fā)展予以了大力的扶持。部分電力用戶也開(kāi)始考慮將分布式電源作為其主要的供電方式。雖然分布式電源在我國(guó)的發(fā)展速度較快，但是在市場(chǎng)化程度偏低、公共服務(wù)體系不完善、管理制度不健全等因素的影響下，分布式電源的發(fā)展速度依然有很大的提高空間。結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段的電力市場(chǎng)運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)一種專(zhuān)門(mén)的分布式電源自由交易系統(tǒng)，并加強(qiáng)這一系統(tǒng)的有效應(yīng)用，可以進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

1" 分布式電源概述

1.1" 分布式發(fā)電的定義

所謂分布式發(fā)電，指的是利用本地獲取方式便捷的化石類(lèi)燃料，例如天然氣，或者各種可再生能源或分散存在的能源，例如太陽(yáng)能、小型風(fēng)能、小型水能、生物質(zhì)能等進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)。作為一種中小型發(fā)電設(shè)施，分布式電源的容量在數(shù)百千瓦和兆瓦級(jí)之間。分布式電源的應(yīng)用，表現(xiàn)出了靈活、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的特點(diǎn)。但是，某些可再生能源具有較強(qiáng)的隨機(jī)性與間歇性特點(diǎn)，所以單純依靠自身的調(diào)節(jié)能力，分布式發(fā)電系統(tǒng)很難保證負(fù)荷功率的平衡性。所以，分布式電源還需要與其他電源結(jié)合在一起。目前，比較成熟的分布式發(fā)電技術(shù)主要包含以下幾種：分布式風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、分布式光伏發(fā)電技術(shù)、分布式燃料電池技術(shù)、分布式微型汽輪機(jī)技術(shù)等。

1.2" 分布式光伏發(fā)電技術(shù)

所謂分布式光伏發(fā)電，指的是在用戶需求側(cè)進(jìn)行中小型發(fā)電設(shè)施的建設(shè)，然后利用專(zhuān)門(mén)的太陽(yáng)組件對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之成為能夠?yàn)槿藗兪褂玫碾娔艿囊环N新型發(fā)電方式。與傳統(tǒng)的火力發(fā)電方式相比，這種新型發(fā)電方式的應(yīng)用表現(xiàn)出了以下四大優(yōu)勢(shì)。首先，分布式光伏發(fā)電產(chǎn)生的輸出功率較小，且以模塊化運(yùn)行為主，具有較強(qiáng)的靈活性。其次，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行，不會(huì)對(duì)周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生很高的污染，生態(tài)性較強(qiáng)。并且，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，還不會(huì)產(chǎn)生噪音污染。再次，白天光照強(qiáng)烈，光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行在白天優(yōu)勢(shì)更加突出，可以對(duì)某些地區(qū)供電緊張的情況進(jìn)行有效緩解。最后，分布式光伏發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電與用電并存。戶用分布式光伏系統(tǒng)如圖1所示。

1.3" 分布式發(fā)電系統(tǒng)的組成與動(dòng)態(tài)特性

分布式發(fā)電系統(tǒng)主要由2部分組成：第一部分是分布式電源，第二部分是控制系統(tǒng)。分布式發(fā)電系統(tǒng)與外部電網(wǎng)的連接，需要以電氣接口為媒介。具體如圖2所示。

各種分布式發(fā)電技術(shù)之間的差異性導(dǎo)致其所使用的分布式電源在動(dòng)態(tài)特性方面表現(xiàn)出了極大的差異。首先，分布式發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性體現(xiàn)在其電源本身的特性方面。其次，受到分布式發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性影響，少數(shù)分布式電源可以直接并網(wǎng)，多數(shù)分布式電源可以通過(guò)電力電子裝置并網(wǎng)。最后，分布式發(fā)電系統(tǒng)的電力電子變流器及其控制系統(tǒng)也具有一定的特殊性。很多分布式電源的運(yùn)行，容易受到外界各種條件的約束與限制。站在數(shù)學(xué)學(xué)科角度分析，分布式發(fā)電系統(tǒng)主要是由多種要素相互耦合的強(qiáng)非線性系統(tǒng)，其表現(xiàn)出來(lái)的動(dòng)態(tài)特性，也是其多種元件在不同時(shí)間尺度上動(dòng)態(tài)特性的疊加體現(xiàn)。也正因?yàn)槿绱耍植际桨l(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析具有一定難度。但是，對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行深入的了解，可以幫助相關(guān)工作人員更好地管理分布式電源，將分布式發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。

2" 分布式電源交易模式的成因

2.1" 分布式電源的交易模式

分布式電源的交易模式主要包含3種。首先，是直接交易模式。這是分布式電源市場(chǎng)化的主要模式，指的是分布式發(fā)電項(xiàng)目直接與電力用戶之間進(jìn)行交易，用戶直接將“過(guò)網(wǎng)費(fèi)”支付給電網(wǎng)企業(yè)。這種交易模式的應(yīng)用，受到接入點(diǎn)上一級(jí)變壓器供電范圍的限制，所以交易范圍比較小[1]。其次，是委托電網(wǎng)企業(yè)代售電模式，指的是電網(wǎng)企業(yè)按照綜合售電價(jià)格，將分布式發(fā)電量銷(xiāo)售給電力用戶，然后向電力用戶收取電費(fèi)。在扣除“過(guò)網(wǎng)費(fèi)”之后，再將剩余金額轉(zhuǎn)付給分布式發(fā)電項(xiàng)目單位。最后，是電網(wǎng)企業(yè)按照標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)收購(gòu)模式。即以國(guó)家核定的發(fā)電標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)為標(biāo)準(zhǔn)，電力企業(yè)對(duì)上網(wǎng)電量進(jìn)行全額收購(gòu)，然后國(guó)家再給予電網(wǎng)企業(yè)一定金額的度電補(bǔ)貼。只是，度電補(bǔ)貼需要將配電網(wǎng)區(qū)域最高電壓等級(jí)用戶對(duì)應(yīng)的輸配電價(jià)進(jìn)行扣除。

在電力市場(chǎng)環(huán)境下，分布式電源的交易模式主要有4種：第一種是電力庫(kù)模式、第二種是雙邊交易模式、第三種是混合模式、第四種是多邊交易模式。

2.2" 分布式電源交易模式的成因

國(guó)內(nèi)的分布式光伏發(fā)電起步并不晚。國(guó)家在2002年提出的“送電到鄉(xiāng)工程”，代表著國(guó)內(nèi)分布式光伏發(fā)電的興起。2009年提出的“金太陽(yáng)”工程和“光伏建筑一體化”工程，代表著國(guó)家開(kāi)始大力支持分布式光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，并通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼方式，加快了分布式光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展速度。截至2015年6月，國(guó)內(nèi)分布式光伏電站的裝機(jī)容量已經(jīng)提高到了3 578萬(wàn)kW。分析分布式電源交易模式的運(yùn)行原因，發(fā)現(xiàn)主要與以下3方面因素有關(guān)。首先，分布式發(fā)電要么位于我國(guó)現(xiàn)有的電力消費(fèi)場(chǎng)所內(nèi)，要么與電力消費(fèi)場(chǎng)所距離非常接近，所以沒(méi)有遠(yuǎn)距離送電或升降壓送電等方面的困擾。其次，分布式發(fā)電方式與集中式發(fā)電供電方式相比優(yōu)勢(shì)非常突出，不僅不會(huì)在電力傳輸過(guò)程中產(chǎn)生較大的能量消耗，電力傳輸成本可控，其電源設(shè)施的建設(shè)，不需要占用較大的空間資源，而且還可以對(duì)附近的清潔型能源或者分散存在的化石類(lèi)能源進(jìn)行有效的應(yīng)用，具體如圖3所示。最后，國(guó)家發(fā)改委在2013年出臺(tái)了《分布式發(fā)電管理暫行辦法》，并圍繞分布式電源的應(yīng)用與推廣，制定了一系列方針政策。同時(shí)，各級(jí)電網(wǎng)企業(yè)也圍繞分布式發(fā)電與電網(wǎng)運(yùn)行制定了系統(tǒng)的服務(wù)制度和工作機(jī)制。

2.3" 分布式電源交易的影響

分布式發(fā)電交易模式的應(yīng)用需要有一定的技術(shù)支持，例如并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)、輸電技術(shù)、電力用戶用電可靠性保障技術(shù)等[2]。這些都需要由電力企業(yè)來(lái)提供。另外，分布式發(fā)電量、用電量的統(tǒng)計(jì)及相關(guān)電費(fèi)收繳等工作的開(kāi)展，也需要由電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)。這些工作的開(kāi)展，都會(huì)使電網(wǎng)企業(yè)產(chǎn)生較大的運(yùn)營(yíng)成本。由此可見(jiàn)，分布式電源交易模式的應(yīng)用，會(huì)使電網(wǎng)企業(yè)產(chǎn)生更大的運(yùn)營(yíng)成本。

另外，售電公司是分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目與用戶之間的價(jià)值橋梁。售電公司需要通過(guò)代理購(gòu)售電合同的簽訂或打包交易等方式，為光伏企業(yè)和企業(yè)承擔(dān)電力交易過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)。在這樣的風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境下，售電公司必然會(huì)不斷地提高企業(yè)內(nèi)部的運(yùn)行效率和專(zhuān)業(yè)水平，進(jìn)而積極主動(dòng)地參與到更多電力用戶的購(gòu)售電業(yè)務(wù)當(dāng)中。

3" 電力市場(chǎng)環(huán)境下的分布式電源交易模式系統(tǒng)

在售電市場(chǎng)化程度較高，分布式電源相對(duì)普及的形勢(shì)下，對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的電力體制改革進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上提出一種由多方主體共同參與的多邊交易模式，即保持電力調(diào)度與電力交易之間的獨(dú)立性，電網(wǎng)企業(yè)負(fù)責(zé)電力調(diào)度及電量分配，電力交易中心負(fù)責(zé)電力交易及交易糾紛的處理。由電力交易中心和配電網(wǎng)企業(yè)共同負(fù)責(zé)管理的分布式電源智能交易系統(tǒng)，具體如圖4所示。

這種分布式電源交易模式系統(tǒng)的交易過(guò)程需要經(jīng)過(guò)以下4個(gè)環(huán)節(jié)。首先，各分布式電源的運(yùn)營(yíng)商，將電價(jià)、電量及時(shí)間段等發(fā)電信息上報(bào)給電網(wǎng)能源管理平臺(tái)和電力交易中心，然后電網(wǎng)企業(yè)按照具體要求，將相應(yīng)的電能傳輸給分布式電源運(yùn)營(yíng)商。其次，在智能交易平臺(tái)上，電力交易中心直接將各種發(fā)電信息提供給電力用戶。電力用戶確認(rèn)無(wú)誤后，可以與相應(yīng)的分布式電源運(yùn)營(yíng)商簽訂合同，然后再支付預(yù)付款[3]。再次，電能交易中心對(duì)電力用戶與分布式電源運(yùn)營(yíng)商之間的真實(shí)交易量進(jìn)行衡量，并對(duì)其中的差額進(jìn)行妥善處理。如果合同約定的電量沒(méi)有完成，則需要實(shí)施處罰責(zé)任方或者補(bǔ)償受損方的措施。最后，當(dāng)完成電能交易之后，電力交易中心需要負(fù)責(zé)相應(yīng)收益的分配。在這一過(guò)程中，分布式電源運(yùn)營(yíng)商既可以進(jìn)行電能的生產(chǎn)與銷(xiāo)售，也可以進(jìn)行電能的購(gòu)買(mǎi)。分布式電源與配電網(wǎng)之間的電能具有雙向流動(dòng)性。分布式電源賬戶與第三方支付平臺(tái)之間的資金流動(dòng)也是雙向的。

3.1" 管理平臺(tái)

管理平臺(tái)，即分布式電源管理平臺(tái)，是電網(wǎng)企業(yè)專(zhuān)門(mén)用來(lái)分配和調(diào)度管理各分布式電源運(yùn)營(yíng)商容量的平臺(tái)。如果分布式電源出現(xiàn)以下幾種問(wèn)題，并對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行安全可靠性產(chǎn)生影響，電網(wǎng)企業(yè)則需要采取切出分布式電源的措施：第一，分布式電源提供的電能質(zhì)量較差，并網(wǎng)要求得不到滿足；第二，上網(wǎng)電價(jià)過(guò)高；第三，分布式電源出現(xiàn)運(yùn)行故障等[4]。另外，電力交易中心，也可以利用這一管理平臺(tái)，對(duì)交易雙方是否遵守合同約定，對(duì)電能交易額進(jìn)行充分的完成進(jìn)行核算。如果發(fā)現(xiàn)某一方?jīng)]有履行約定，則應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

3.2" 交易平臺(tái)

交易平臺(tái)，即分布式電源交易平臺(tái)，是電力交易中心發(fā)布各類(lèi)發(fā)電信息的平臺(tái)，是電力用戶自由選擇分布式電源運(yùn)營(yíng)商，并與之簽訂合同，進(jìn)行電能交易的平臺(tái)。在這一交易平臺(tái)上，所有的資金既可以在電力交易中心流通，也可以委托給第三方支付平臺(tái)，由第三方支付平臺(tái)的介入來(lái)保障電力交易的公平性與公正性。如果引入第三方交易憑條，那么電力交易中心只需要負(fù)責(zé)資金管理即可。

4" 電力市場(chǎng)環(huán)境下的分布式電源交易模式主體

4.1" 電力用戶

電力用戶又是電網(wǎng)終端的消費(fèi)者，當(dāng)分布式電源并入配電網(wǎng)后，電力用戶的購(gòu)電選擇途徑就會(huì)增多。即除了傳統(tǒng)的集中式電能，例如火電、水電或核電之外，電力用戶還可以進(jìn)行分布式電能的購(gòu)買(mǎi)。而且，集中式電能與分布式電能之間的價(jià)格不同，用戶可以直接根據(jù)自己的需求購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的電能。另外，集中式電能與分布式電能之間競(jìng)爭(zhēng)，還可以讓電力用戶享受更大的利益[5]。如果電力用戶自己建設(shè)了分布式電站或具備微網(wǎng)設(shè)備，那么還可以在電價(jià)相對(duì)較低的時(shí)候，購(gòu)進(jìn)大量的電能；在電價(jià)上漲的時(shí)候，將電能出售給電網(wǎng)企業(yè)。這樣一來(lái)，擁有消費(fèi)者身份的電力用戶，還可以成為分布式電源的運(yùn)營(yíng)商，讓自己享有更大的利益。

4.2" 運(yùn)營(yíng)商

分布式電源運(yùn)營(yíng)商是電能的生產(chǎn)者，可以通過(guò)電能出售的方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)利益的獲取。為了在市場(chǎng)化的電力市場(chǎng)中獲得優(yōu)勢(shì)，分布式電能運(yùn)營(yíng)商會(huì)不斷地思考降低電能生產(chǎn)成本的方式，并降低其在交易過(guò)程中需要承擔(dān)的成本。一般情況下，運(yùn)營(yíng)商需要承擔(dān)的成本主要包含以下幾種：第一，生產(chǎn)成本，即分布式電站的建設(shè)成本和運(yùn)行維護(hù)成本；第二，電能交易成本，即使用配電網(wǎng)電能輸送通道需要交納的服務(wù)費(fèi)用、電力交易中心的服務(wù)費(fèi)、因?yàn)榭陀^因素?zé)o法將預(yù)售電能傳輸給電力用戶所產(chǎn)生的違約費(fèi)用。為了保證運(yùn)營(yíng)商的正常收益，如果其他運(yùn)營(yíng)商提供的電能比自己的生產(chǎn)成本低，那么可以化身為消費(fèi)者，購(gòu)買(mǎi)其他運(yùn)營(yíng)商出售的電能。

4.3" 配電企業(yè)

配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與運(yùn)行成本非常高。分布式電源運(yùn)營(yíng)商，可以直接利用配電企業(yè)的輸配電線路傳輸電能，然后將一定量的服務(wù)費(fèi)支付給配電網(wǎng)企業(yè)。無(wú)論是傳統(tǒng)的集中式電源，還是新型的分布式電源，都可以利用輸配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電能的輸送。只是集中式電源生產(chǎn)的電能更加穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)、安全。而分布式電源則容易受到天氣因素的影響，電能質(zhì)量稍差。配電企業(yè)更愿意將輸配電線路提供給集中式電源供應(yīng)商[6]。在這種情況下，為了扶持分布式電源運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展，其向配電企業(yè)繳納的服務(wù)費(fèi)中，應(yīng)當(dāng)包含以下幾部分費(fèi)用：第一，電能正常輸送的通道使用費(fèi)用；第二，配電線路的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；第三，未能按照約定輸送相應(yīng)電能產(chǎn)生的違約費(fèi)用等。

4.4" 交易中心

電力交易中心的主要工作內(nèi)容包含以下幾方面。首先，對(duì)分布式電源智能交易系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。其次，將各大分布式電源運(yùn)營(yíng)商未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)電能預(yù)售信息發(fā)布出來(lái)，并對(duì)電力用戶的購(gòu)電信息進(jìn)行妥善處理。最后，妥善處理運(yùn)營(yíng)商與電力用戶之間的電能交易糾紛，并將交易過(guò)程中產(chǎn)生的收益進(jìn)行合理分配。

5" 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在電力市場(chǎng)環(huán)境下，分布式電源交易模式系統(tǒng)主要包含管理平臺(tái)和交易平臺(tái)。在分布式電源交易模式的運(yùn)行下，電力用戶、分布式電源運(yùn)營(yíng)商、配電企業(yè)及交易中心均屬于市場(chǎng)主體。但是，要想進(jìn)一步促進(jìn)分布式發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，提高分布式電源在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的普及度，還需要對(duì)電力體制進(jìn)行更為深入的改革，對(duì)分布式電源交易模式進(jìn)行有效的創(chuàng)新和推廣。

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