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【关注】现货市场真的威胁电力平衡和系统安全吗?

北极星售电网  来源:电力市场研究  作者:谷峰 谷平  2017/7/7 13:02:42  我要投稿  

北极星售电网讯:电改9号文印发后,电力市场建设成了业界热议的话题,尤其是最近浙江省以4000万人民币全球招标浙江现货交易规则,更是让电力现货市场赚足了眼球。了解电力市场的业内人士普遍共识:现货市场是电力市场的核心。另外一种声音就是:中国长期未出现大面积电力系统事故主要原因就是控制权高度集中的传统计划调度方式,现货市场本质就是改变传统的计划调度方式,安全约束下的经济优化相对传统计划调度安全性有所下降,甚至有可能影响电力平衡和可靠供电。由此,得出的结论就是:暂时不启动现货市场,或者应当选择用电量较小、远离政治经济中心的地区开展试点。那么现货市场威胁电力平衡和安全吗?笔者认为答案是恰恰相反的,现货市场是目前保持电力平衡和系统安全最佳的方式,没有之一。

为了保证电力平衡和系统安全,需要满足四方面基本要求:一是调度命令执行顺畅,二是系统调节资源充裕,三是安全规则清晰明确,四是运行风险全面预控。下面就从这四个方面就计划调度和现货市场进行一个对比,以证明现货市场运行模式,上述四点都将得到有效加强。

1、从调度指挥与执行来看

在现行模式下,由于发电企业的自身利益只有通过电量上网才能获得,因此,在系统需要减少发电量时,发电企业从内心不愿意降低功率,造成调度命令往往响应迟钝,调度命令往往在最迟时限才能得到执行,甚至极端情况下存在“阳奉阴违”的情况。在现货市场运行模式下,由于价格信号是由所有机组出力优化形成的,只有响应调度指令,才能使发电企业通过报价体现的经营策略得到落实,能耗最低的机组优先发电,能耗相对较高机组减少发电量,获得经济补偿,全部发电机组获得最大的经济效益,反之,将蒙受经济损失。因此,现货市场运行方式下,机组响应更加迅速,调度命令将得到更有效执行。

2、从系统调节资源来看

在现行模式下,发电企业提供调节能力,往往影响其上网电量,有可能损害其自身的经济效益(如投油助燃和增加检修费用),所以发电企业往往以供热限制、防冻要求、辅机缺陷、影响机组寿命等理由回避调峰、调频及启停责任。只有发电企业最清楚自身调节能力的极限是多少,电力调度并没有办法全面准确掌握每个电厂的真实情况,政府有关部门缺乏在线监管的能力,事前逐个机组认定成本又过高,而且不能充分考虑运行状态的约束,最终由于上述原因导致系统调节能力不足。在现货市场运行模式下,系统调节能力的稀缺,将产生有吸引力的价格信号,发电企业的自身利益与系统运行需求的目标一致,多劳才能多得。这不仅有助于发电企业充分释放其现有的全部调节能力,而且,将引导发电企业通过设备治理与改造,提供更多更快速的调节资源,甚至,将激发社会活力,促进电池、飞轮、空气储能等新技术提供调频、调峰,从而进一步提高系统调节资源的充裕度。

3、从安全规则来看

在现行模式下,由于各发电企业的利益保障是一个长周期的过程,部分安全运行控制规则不够清晰,人为因素较多,实时运行不够精细,只有安全职能承担单位关心安全规则,安全规则也难以做到全面、精确。在现货市场运行模式下,由于安全规则将对所有市场成员的利益产生影响,因此,市场成员不经动员就会一致要求安全规则必须清晰、明确。对照美国PJM电力市场的安全规则,我国电力系统普遍在不同气象条件下的安全设防标准、调节需求与实时监测、设备控制限额等方面存在不足,因此,通过现货市场建设,在市场成员的共同努力下,将能够有效促进形成更全面、清晰、明确的安全规则,将更有助于从根本上保障电网的安全运行。

4、从运行风险预控来看

提前预测电网方式,进行风险分析预控,是提高电网安全稳定运行水平的重要手段,但这样做的前提是预测方式与实际方式偏差不大。在现行模式下,日前计划安排虽然也进行了较充分的风险分析,但由于没有明确的优化目标,用户自身没有主动配合系统运行,实时运行时,机组发电出力安排与日前计划往往不一致,或者说大部分机组都存在不一致的时段,很大程度上改变了日前安排方式,不利于运行风险预防和控制。在配套文件现货市场模式下,日前市场和实时市场(平衡机制)都是基于满足电网安全约束条件下成本(或调节成本)最小的原则出清,控制目标一致,为了保证市场成员的利益,形成的日前、实时发电出力曲线必须偏差不大。因此,日前对风险制定的预控措施,对实时运行就有更大参考价值,无论从准备时间上,还是分析的覆盖面上都更加充分,大大提高了电网安全运行水平。

5、从电力平衡保障来看

在现行模式下,由于均为目录电价,即使使用峰谷电价,电力用户实际峰谷也与静态划分的峰谷不重合。造成电力用户的用电行为与系统负荷高低无关,电力用户没有动力“移峰填谷”,加大了尖峰时刻电力平衡的难度。在现货市场运行模式下,日前市场给出的次日尖峰时段的价格信号,将引导发电企业为了获得更大的经济效益,通过准备优质燃料,加强重点时刻设备监控等措施,保证高峰时段的设备运行健康水平。同时,也将引导电力用户主动减少次日尖峰时段的用电行为,从而更好的保障整个系统的电力平衡。

总体来说,与现行模式相比,现货市场运行模式,更好的将发电企业和电力用户的自身利益与系统的运行要求相结合,形成更有效的激励手段,以此为基础,基于清晰明确的运行规则和工作流程,将更有利于保证电力平衡和系统安全。

为了更好的说明以上问题,我们可以用驾车出行,做一类比,来说明保证安全的措施。

假设有两个驾驶水平完全相同的司机(相当于基于同样熟练的电力调度人员、发电企业、电网企业生产运行人员),其行车是否安全,需要有四方面的基本要求。

1、是否服从警察指挥(调度命令执行是否顺畅)。我们知道,在某些路口,警察将直接指挥交通。如果司机为了赶时间(火电机组希望增加上网电量),警察要求停车时(低谷时刻,为了保证风电发电,需要火电机组减出力),硬闯路口(火电机组不服从指令,不降低或以各种借口缓慢降低发电出力),将导致撞车(系统联络线潮流超过稳定限额,系统频率越限)。

2、是否有充分发挥好车的性能(系统调节资源是否充裕)。我们都有这个体会,由于路上交通情况复杂,需要司机及时通过加速超车、减速让行来保证安全。如果我们有一部好车,发动机燃油程序能够充分发挥马力强劲,油门反应快(系统调频资源充裕,响应迅速)的特点,将有助于需要加速超车时,安全通过。反之,如果我们开的是一部燃油程序糟糕的汽车,加速拖泥带水,可能在超车时,将面临较大危险。同样,在前方有情况,需要减速时,如果我们的车况好,刹车灵敏(系统具有足够的调峰能力,且调整速度快),将有效保障安全。反之,刹车响应慢,甚至可能车毁人亡。现货市场运行模式就能够区分出车性能发挥的好坏,并按性能发挥效果给予一定的报酬,而在现行模式下,车性能发挥的好坏不是获得报酬考虑的因素。

3、是否遵守清晰明确的限速规则(电力运行控制安全规则是否清晰明确)。我们都有这个体会,在路况好的高速公路上行驶,如果限速是120公里,我们开100公里时,都觉得安全游刃有余、可控在控。而在崎岖的山路开车时,如果遇到多弯路段,即使只开30公里的速度,仍然心惊肉跳。所以,单一固定的限速并不是行车安全唯一指标。现货市场运行模式相当于又由全体驾驶人提出感受,按不同路况、不同天气设置更为细致合理的限速(依据各类电力设备的运行年限、工况,基于不同的气象条件,设置合理的运行限额),并严格遵守限速,才是保证行车安全的根本。

4、是否对行车路线、可能的突发状况等心中有数(运行风险是否能全面预控)。我们都有这个经验,对于自己每天的行车路线,开起来心里比较有底。如果去一个陌生的地方(日计划偏离实际执行),既不知道路况(由于用户不参加优化造成负荷预测偏差大),又不知道到哪里能找到停车位(新情况难以预测造成预先制定的应急措施不准确),开车时的心理压力就会大一些。好司机(现货市场运行模式下)为什么出事故少,甚至不出事故,有一个非常重要的原因,就是他们总是提前分析并规划行车路线(通过日前计划制定,提前预测电网方式,进行风险分析和预控)。他们会关注哪个路段比较好走,哪个路段交通情况比较差,哪里容易出现行人横穿马路,目的地的停车场有哪些等等,如果去完全陌生的地方,他们会使用GPS导航而不是凭感觉开车,这样,由于准备充分,对突发情况心中有数,能够比较好的保证行车安全。

如果上述还属于国外经验或者纸上谈兵,那么可以参考原国家电监会自2006年开展的辅助服务补偿机制建设,当时也有很多反对意见认为对发生在实时调度阶段的辅助服务,给予经济激励,会导致发电企业追逐经济利益,引发不可预料的问题,威胁安全,不建议首先在政治和经济中心开展。当时这项工作的决策者顶住压力,在京津唐地区首先开展辅助服务补偿机制建设工作,该项机制的执行结果充分证明了预想:自2009年京津唐两个细则实施以来,有效的激励手段促使发电企业主动改进管理、改造设备,其中调频等辅助服务性能指标提高3倍以上,改变事故情况下辅助服务紧缺的局面,切实保障了电网安全稳定运行.

考虑到现货市场相对计划调度在保持电力平衡和系统安全上具有如此多的优点,那么现货市场应该作为电力市场建设首选工作开展,并且在经济和负荷中心更要优先采用这一先进的手段,确保电力平衡和系统安全,进而保障经济社会的用电需要。

原标题:现货市场真的威胁电力平衡和系统安全吗?

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