分布式储能参与广东电力市场的规则研究

引言

2018年8月,南方能源监管局、广东省经济和信息化委员会、广东省发展和改革委员会共同发布了《广东电力市场运营基本规则(征求意见稿）》和配套的关键实施细则等多份文件,对广东省电力市场的中长期交易、现货电能量交易、调频市场交易、市场结算、信息披露、市场准入退出管理和信用管理等方面制定了实施细则,广东省电力现货市场开始启动。本文对广东电力现货市场的规则进行了简要分析,总结了影响储能的关键政策以及与分布式储能密切相关的政策,并对广东地区构建分布式储能参与电力市场交易提出了建议。

1广东省电力现货市场规则分析

与《广东电力市场运营基本规则(征求意见稿）》同时下发的一共9个配套文件,形成了"1＋8"模式的电力现货市场规则体系。不同于以往的电力市场,电力现货市场有以下几个主要特点:

1.1采用节点电价

传统的调度运行模式是节能调度、"三公"调度,以能耗最低或电量完成率均衡作为安排机组发电的目标。现货市场采用节点电价定价机制。

节点电价指在满足当前输电网络设备约束条件和各类其他资源工作特点的情况下,在某一节点增加单位负荷需求时的边际成本。电力现货市场中,根据发电机组的报价,以全社会发电成本最低为目标安排机组发电。

目前,在市场初期考虑到售电公司暂时不具备按照节点申报电量电价的能力,采用的是区域式节点电价,售电公司把它所代理的用户进行打包,统一进行电量申报,不用区分用户在哪个区域、哪个节点,简化了售电公司的申报复杂性。而对于用户地区电价差异问题,在输配电价上已经体现了这部分的差异,最终用户电度电价同样也会反映出不同地区的电价。

1.2中长期交易品种复杂

现货市场建立后,中长期市场也将迎来重大变化。中长期交易合约由物理合约转变为差价合约,同时交易品种大为丰富,交易频次提高。中长期市场交易品种基本情况如表1所示。现货市场启动后,价差模式将成为历史。电能量市场交易中,市场主体申报以及成交的价格为电能量的绝对价格,不再采用现行的价差传导模式进行交易。

1.3调频辅助服务市场采用市场化竞价

调频是目前广东唯一一个已经进入试运行状态的现货品种。201+年底,南方(以广东起步）调频辅助服务市场开始模拟运行,2018年9月1日转入试运行。与山西、京津唐等地区的调频市场不同,广东将把常规水电机组纳入市场主体范围,天生桥一级水电站、天生桥二级水电站、龙滩电厂属于点对网送广东电厂,也属于调频市场主体。调频市场交易组织采用日前报价、日内出清的模式。

2019年+月的运行数据显示,广东市场共交易调频里程37942万.M,调频总收益6772万元,平均日调频补偿费用2w+48万元,机组平均申报价格94w7元/.M,平均成交价格1343元/.M。无论从补偿总额还是从成交单价来看,广东省的调频辅助服务在全国都处于领先位置。

2广东省电力市场规则对分布式储能的影响

2.1电价模式改变

利用峰谷电价差,削峰填谷套利,是目前用户侧分布式储能系统最主要的收益模式。在广东省电力现货市场环境下,电价将不再有人为设定的高峰、低谷时段,需要根据现货市场的需求而变化,这加大了分布式储能系统,尤其是用户侧储能系统经济性测算的难度,对储能充放电操作的策略也提高了要求。

现货市场下,发电侧、用户侧、电网企业的电价及收益情况如表2所示。

在现货市场下,供需关系决定出清价格,储能充放电需跟随负荷的高峰低谷变化时段去安排,储能的收益,也不再是简单的价差套利,而是考虑结合申报的负荷曲线去考量,结合基本电费的计算方案,在用户侧布局分布式储能,尽可能挑选负荷曲线跟地区负荷曲线基本一致的用户,才能获取更好的收益。

另外,在新的电价体系下,随着输配电价的制定,用户侧还将同时被征收基本电费,如深圳。在用户采用按最大需量缴纳基本电费的前提下,用户侧分布式储能可以通过合理安排放电时间,削减用户的最高用电需量,从而降低用户用电费用。这也是现有电价体系下,用户侧分布式储能比较能容易量化的收益。

2.2多重应用

2.2.1调频辅助服务

广东省调频辅助服务的申报按每小时进行,原则上用户侧储能装置可以制定相关的充放电策略,在削峰填谷时段,为体系提供调频辅助服务,从而增加储能收益,用户侧分布式储能装置在计划的削峰填谷时段以外,可根据调度指令,提供调频服务。

根据《广东调频辅助服务市场交易规则(试行）》的相关规定,调频辅助服务市场将允许由省级及以上电力调度机构调管的独立第三方辅助服务提供者提供调频辅助服务。独立第三方辅助服务提供者包括储能装置、储能电站等,相关实时细则另行制定。

由于分布式储能大部分位于用户侧,即计量表之后,并且并不能被调度机构直接调度,因此尽管从原理上可行,但目前却没有实际可操作的条件,分布式储能参与电力市场的机制尚未建立,需要继续关注改革的推进程度。

2.2.2调峰辅助服务

在电力现货市场相关规则的推进过程中,南方监管局在2018年1月发布了《南方区域电化学储能电站并网运行管理及辅助服务管理实施细则(试行）》,该《细则》将电化学储能电站纳入了调峰体系,南方区域地市级及以上电力调度机构直接调度的并与电力调度机构签订并网调度协议的容量为半小时2Mw及以上的储能电站均可为电网提供调峰服务,对充电电量按照o.05万元/Mwh进行补偿。

显然,这也拓宽了储能的收益来源,但需要地市级及以上电力调度机构直接调度规定,也暂时将用户侧分布式储能排除在此外,分布式储能为电力市场提供辅助服务在市场准入、参与方式等方面还有很大欠缺。

3广东地区构建分布式储能参与市场化交易规则的建议

借鉴国外分布式储能应用模式、聚合参与电力市场的机制以及国外市场规则修改的情况,针对广东电力市场发展的不同阶段,提出相应建议。

3.1现阶段,即政策激励下的需求响应模式阶段

加强宣传培训力度,提高各主体对于需求响应的认识。推动电力数据共享,降低信息获取成本,加强用能信息化建设,继续推动电力能源与信息通信基础设施深度融合。建立健全需求计量与采集的标准规范体系,加强引导需求响应共性技术研究,出台需求响应工作规范,引导约束需求响应工作的顺利开展。

设置合理的需求响应激励标准并解决资金来源问题,目前国内需求响应的激励标准普遍偏低且资金来源不可持续,成为导致需求侧机动调峰能力建设无法达到国家政策法规要求的主要因素之一。

为解决资金来源问题,考虑当前国内电力机制和广东地区具体发展情况,建议广东增加尖峰电价并以尖峰电价增收资金为来源的资金池,将尖峰电价的收入用于吸引用户参与需求响应。

资金池中费用全部用于补贴成功实施需求响应的集成商用户和普通用户,形成了尖峰电价与用户需求响应自闭环运作机制,使得需求响应资源逐步走向市场化,促进需求响应长效化、健康化发展。

资金补贴也可考虑按资源建设费、需求响应容量费、实际响应量进行补贴,另外可增加激励种类,如对参与响应的电力用户放开有序用电等。

3.2电力市场建设初期,即市场机制下的需求响应模式阶段

建设高性能的智能电网信息通信技术,广东省可以借鉴PJM的做法,开展先进技术试点项目,积极参与到需求响应相关技术的研发应用中,一方面可以保持自身在相关技术上的了解程度与敏锐度,另一方面可以带动相关产业发展并向大众展示最新的需求响应技术。培育市场主体,为全面参与电力市场做准备。

《输配电定价成本监审办法》明确规定储能不计入输配电定价成本,电网公司投资储能放缓,可进行相关的服务平台建设,创建更利于分布式储能参与市场的环境,充分发挥独立第三方供应商的灵活性特点,促进储能渗透到各个应用领域中,进行效益叠加。

探索分布式储能聚合参与电力市场面临的准入与协调问题,市场设计和监管机制将最终决定市场能够将储能服务进行货币化的能力,现有的储能产品也需要在电力市场规则中被定义和包含,以便于被货币化。从美国、英国、德国、澳大

利亚[10]等市场规则修改的情况来看,这些国家已经针对既具备发电属性,又具备用电属性,同时具备快速响应能力的储能做了一些规则调整与修改,包括市场准入最低门槛、设置新的储能产品类别等,使得储能能够更容易和公平的参与到有竞争、有组织的电力市场中去。

目前,我国电力市场尚处于构建过程中,有机会从一开始就将储能的特殊属性纳入规则制定的考虑中,减少储能与电力市场之间的磨合与调整。

3.3电力市场改革完成期,即虚拟电厂模式阶段

加强虚拟电厂在市场参与体系和可行路径方面的探索,在市场机制方面,虚拟电厂可以参与现货市场中的能量交易,同时可以为系统提供调峰、调频、备用等辅助服务。作为等同的发电资源,其还可以参与中长期电量交易,甚至将容量市场的竞标引入电网,合理进行中长期规划。理清虚拟电厂全面参与电力市场面临的监管、经济与技术问题并予以解决,研究并优化在参与各类市场之间的运行机制、策略、接口等,由于参与不同的电力市场面临不同的准入、计量和遥测等要求,因此需要理顺虚拟电厂参与不同电力市场之间的协同机制。研究虚拟电厂市场博弈策略,协调不同主体、不同价值流的利益分配,实现资源的帕累托最优配置。

3.4成熟的电力市场期,即共享云储能模式阶段

借力互联网技术,构建多方互动的能源系统,对分布式储能数据进行双向挖掘,既为系统运营提供便利,又为用户提供增值服务。

融合区块链技术,实现用户"点对点"交易,未来的能源系统将主要由分散的发电单元、分散的用电单元以及分散的储能单元构成,同一个节点还可能具有多重角色,区块链作为一种去中心化的交易手段,未来将很有希望改变传统的电力交易模式,为能源互联网提供基础交易服务,融合包括储能在内的能源系统关键技术和信息物理能源系统支撑技术,形成完善的能源互联网。

4结语

分布式储能大量散落在用户端,如何通过聚合大量分布式储能参与电力市场交易成为多个国家研究的重点。目前,美国、英国、德国和澳大利亚等国家正在着手通过降低市场准入规模门槛、设定新的市场主体、为分布式储能开放更多市场等方式,消除分布式储能参与电力市场的障碍。

本文在分析了广东地区电力市场现状的基础上,提出了广东电力市场对分布式储能的影响,此外,针对电力市场发展的不同阶段,提出了广东地区构建分布式储能参与电力市场交易的建议。