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国网能源研究院王彩霞等:市场过渡期促进中国新能源消纳的短期交易机制设计

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该文受国家电网公司科技项目(SGHAJY00GHJS1700018)资助。

原文发表在《全球能源互联网》2018年第1卷第5期,欢迎品读。

本文引文信息

王彩霞,雷雪姣,刘力华,李琼慧,李梓仟. 市场过渡期促进中国新能源消纳的短期交易机制设计[J]. 全球能源互联网,2018,1(5):565-573.

Wang Caixia, Lei Xuejiao, Liu Lihua,  Li Qionghui , Li Ziqian. Design of Short-term Renewable Energy Integration Mechanism in the Electricity Market Transition Period [J].Journal of Global Energy Interconnection, 2018,1(5):565-573.

作者:王彩霞1,雷雪姣1,刘力华2,李琼慧1 ,李梓仟1

单位:1. 国网能源研究院有限公司;2. 国家电网有限公司

1. 研究背景

近年来中国局部省份新能源消纳矛盾日益突出,新一轮电力体制改革为缓解新能源消纳困局提供新的契机。电力市场的价格信号是协调高比例新能源接入电力系统后各方利益的一种重要激励,可以为新能源消纳提供新思路。对于中国现阶段的市场过渡期,如何针对新能源波动性强、短期预测精度高的特点,设计新能源短期交易机制,补充和完善中国现有新能源交易机制,进一步调动各方消纳新能源的积极性,是当前急需解决的问题。

2. 研究现状

随着电力改革的推进,中国开展了一系列促进新能源消纳的机制研究工作,但仍存在一定局限性,已有研究主要侧重新能源交易创新的单一机制设计或中长期消纳机制总体方案设计,对于市场过渡期,在电力系统运行中如何适应新能源出力波动、难以准确预测等特点,增强系统灵活性,促进新能源消纳,缺乏详细的机制设计。目前中国已经探索跨省区新能源现货交易等短期交易实践,未来,需要结合中国现阶段市场特点,丰富短期交易品种。

3. 主要创新点

本文针对新能源出力波动性对电力系统短期运行灵活性的需求,探讨日前发电合同转让、基于日前预挂牌的电力平衡机制等促进新能源消纳的短期交易机制,为完善新能源消纳的市场机制提供参考。

3.1 市场过渡期新能源运行消纳机制总体框架设计

首先,提出市场过渡期新能源运行消纳机制总体方案;其次,分别分析年、月电量分配机制,日发电计划安排机制,以及富余新能源消纳的短期市场化交易机制。

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⬆ 图1 市场过渡期新能源消纳机制总体框架

3.2日前发电合同转让机制设计

首先,设计日前发电合同转让机制。当新能源日前出力预测曲线与经考虑电网消纳能力后的新能源出力计划偏差较大时,即新能源需要限电时,组织火电机组基数电量与新能源发电之间的发电合同转让。由火电机组让出发电空间给新能源发电机组,火电机组为出让方,新能源场站为受让方。其次,从火电、风电、电网之间的结算关系与收益方面,对比分析日前发电合同转让机制与部分省份已开展的调峰辅助服务机制。

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⬆ 图2 日前发电合同转让示意图

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 图3 各相关方结算关系

3.3基于日前预挂牌的电力平衡机制设计

首先,设计基于日前预挂牌的电力平衡机制。按“日前竞价、实时调用”原则,日前发电计划确定后,通过预挂牌方式确定实时上调机组调用次序和下调机组调用排序。实时运行过程中,当系统实际用电需求与系统日前发电计划存在偏差时,按照价格优先原则调用相应机组增发电量或减发电量,保障系统实时平衡。其次,对比分析基于日前预挂牌的电力平衡机制与调峰辅助服务机制。

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 图4 基于日前预挂牌的电力平衡机制示意图

4. 结论

本文在分析市场过渡期中国新能源消纳模式、机制现状及存在的问题的基础上,针对新能源出力波动性对电力系统短期运行灵活性的需求,对日前发电合同转让、基于日前预挂牌的电力平衡机制等促进新能源消纳的短期交易机制进行了探讨,研究表明:日前发电合同转让、预挂牌等机制下,火电与风电根据市场供需形势与各自成本收益考量,开展相应交易,可以实现共赢,是市场过渡期促进我国新能源消纳的有益方式。

 研究团队

国网能源研究院新能源与统计研究团队,长期从事新能源发展战略规划、国内外新能源和分布式能源政策与消纳机制、新能源和分布式能源与电网协调发展理论与方法、储能政策及其在电网中应用、国际能源电力统计分析等领域的研究。该团队在新能源与电网协调发展、高比例新能源运行分析与市场机制、新能源与分布式电源政策、分布式电源规划与运营管理、大规模储能在电网中应用的价值评估等方面已取得多项重要成果。曾获国家能源局软科学研究二等奖、中国能源研究会能源创新奖、北京市科技进步奖、国家电网公司科技进步二等奖等多项奖项。近5年来,团队发表论文近百篇,出版专著2部。

作者简介

 

王彩霞

博士,高级工程师,国家注册咨询师,国网能源研究院有限公司新能源所室主任

主要从事新能源政策、新能源参与电力市场机制设计、高比例新能源电力系统运行分析、大规模储能应用等研究工作

Email: wangcaixia@sgeri.sgcc.com.cn 

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雷雪姣

博士,高级工程师,国网能源研究院有限公司新能源所高级研究员

主要研究方向新能源参与电力市场机制设计、高比例新能源电力系统调度运行等研究等

Email: leixuejiao@sgeri.sgcc.com.cn

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刘力华

高级工程师,国家电网有限公司发展部专责

主要从事电力系统调度运行、发电计划管理、电力市场建设、电网前期可研等工作

Email: liu-lihua@sgcc.com.cn 

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李琼慧

国网能源研究院有限公司新能源与统计研究所所长,教授级高级工程师,国家注册咨询工程师,国家电网公司专业领军人才,国家电网公司优秀专家人才,电网电源协调发展与智能化研究领域高级专家

长期从事能源电力发展战略规划、新能源战略规划以及新能源政策研究

Email: liqionghui@sgeri.sgcc.com.cn

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李梓仟

工程师,国网能源研究院有限公司新能源所研究员

主要研究方向新能源政策、新能源参与电力市场机制设计、高比例新能源电力系统调度运行等研究

Email: liziqian@sgeri.sgcc.com.cn

编辑赵杨

审核:白恺

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