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新型电力市场建设势在必行

作者:曾鸣 张硕 刘强 来源:中国能源报 发布时间:2021-10-14 浏览:
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在我国的碳排放结构中,能源行业碳排放占比超过80%,电力行业碳排放在能源行业中的占比超过40%。建设新型电力系统可从源头大幅降低碳排放,从系统结构、运行方式上推进能源革命,是实现碳达峰、碳中和目标的基础支撑。

从系统供需结构上看,新型电力系统主要由两类基础要素构成:一是电源主体从传统的以火电为主转变为以风电、光伏发电等新能源为主;二是支撑系统安全稳定运行的多种灵活性资源,包括转变职能角色的火电资源和抽水蓄能、电化学等储能资源,以及亟待深度挖掘的广大负荷资源。从系统演化及运行方式上看,新型电力系统呈现“双峰”“双随机”等特征,其中“双峰”即新型电力系统在夏季、冬季均出现负荷高峰,且峰谷差逐渐扩大,对系统的调峰调频能力提出了新要求;“双随机”即新型电力系统的供给侧与需求侧均呈现随机性特征,对系统的安全稳定运行提出了新挑战。那么,新型电力系统如何在补贴退坡趋势中实现可持续发展?如何与碳交易市场等相关举措协同?笔者认为,构建匹配的新型电力市场,是新型电力系统安全稳定有序发展的重要支撑。

新型电力市场以风电、光伏发电等新能源为供应主体,以火电、储能、负荷等灵活性资源为辅助服务主体,与碳交易市场和绿证交易市场关联协同,可充分释放各主体的市场价值,体现电力商品的经济、低碳、绿色价值。具体而言,建设新型电力市场具有以下重要意义:

为新能源持续稳定发展提供市场平台。新型电力市场将推动风电、光伏发电等新能源提升发展水平,全面参与市场交易,在竞争中实现健康发展;全面替代政府补贴机制,大幅减少政府财政压力。

支持灵活性资源获得合理收益,体现其价值。新型电力市场可充分挖掘火电、储能、负荷等灵活性资源的潜能,支撑系统安全稳定运行,并为其获得合理收益提供市场平台。

有效梳理电力与碳排放等关系,助力实现碳达峰、碳中和。新型电力市场可紧密关联碳交易市场和绿证交易市场,协调电力与碳排放、能源绿色价值的关系,并与其他外部市场协同发展,助力实现碳达峰、碳中和。

结合市场结构、市场功能、外部属性等新内涵和外延特征,新型电力市场建设需解决市场机制、协同机制、灵活性资源支持、关键技术支撑等问题。

构建系统完整的市场机制是关键。在当前的电力市场中,电力中长期和现货交易机制主要面向火电设计,因此,需建立健全符合新能源物理、经济、环境等多方面特点的新型电力市场交易机制。在支撑新能源并网消纳的灵活性资源市场机制建设方面,应厘清火电、储能、负荷等资源灵活性价值,设计符合其价值的多品种辅助服务市场机制。此外,屋顶光伏等分布式能源是新型电力系统的重要组成,应充分考虑其分散、体量小、靠近需求侧等特点,建立点对点等灵活多样的分布式发电交易市场机制。

绿证交易市场、碳交易市场协同发展是基础。要建立上述两大市场的碳成本传导机制、电力碳排放价格形成机制。同时,新型电力市场与绿证交易市场是风电、光伏发电等新能源通过市场方式实现可持续发展的重要依托,构建协同机制将合理体现新能源的电力属性价值与绿色价值,也是新型电力市场、绿证交易市场、碳交易市场有序发展的关键。

需挖掘、调动系统的调节资源,提升市场灵活性。应加快转变火电职能,推进火电灵活性改造,从电源侧提供充足的调节资源;深度挖掘负荷侧资源,实施电力需求响应;加大抽水蓄能、电化学等储能设施建设规模,凸显储能灵活性调节作用……这些措施将提升、释放新型电力市场的灵活调节能力。

关键支持技术不可或缺。风电、光伏发电等新能源出力具有随机、间歇、波动等特性,为提高新能源的并网消纳水平,需配套精准的新能源长、中、短期出力预测技术;开发负荷聚集调控技术,聚合多元分散的负荷资源;完善市场合约的相关计量结算技术,关联新能源供需的时空分布,研究、厘清灵活性资源的实际作用。

针对以上特点,应从以下四个方面开展新型电力市场建设:

进行新型电力市场顶层规划设计。建立带曲线的新型电力市场交易机制,形成适合新能源的交易体系,有效衔接电力中长期和现货交易。同时,建设辅助服务市场,形成面向火电、负荷、储能等多元灵活性资源,涵盖调峰、调频、备用、电力需求响应等多种模式的辅助服务市场,充分挖掘、释放灵活性资源的价值。

此外,还需围绕电价、碳价、绿证价格,对各市场主体的交易行为特征、价格形成机制等进行系统研究,统筹协调发展新型电力市场、碳交易市场和绿证交易市场。

推进新技术研发、新模式应用。应创新能源电力大数据实时监测技术,结合气象预警系统等技术,提高风电、光伏发电等新能源出力的预测水平。同时,加大多元资源聚合调控技术开发力度,推广综合能源服务、虚拟电厂等新模式,实现多元、分散的分布式能源、储能、负荷等资源灵活聚合调控;加快区块链等信息物理技术在新型电力市场的应用,保障各市场主体智能、实时、公平交易及精准计量结算。

开发新型电力市场仿真平台。目前新型电力市场尚无政策、案例、数据、经验等支持,因此需开发电力市场仿真平台,研究新型电力市场规划、设计、验证、优化等问题。仿真平台应涵盖绿色电力交易市场、分布式发电交易市场、辅助服务市场、电力需求响应及电-碳协同等内容,应用系统仿真理论与方法,为新型电力市场机制设计、验证、优化、预测和评价提供决策支持。

开展新型电力市场试点、示范。应因地制宜建设综合能源系统,整合多元分散资源,通过系统多能互补与源网荷储一体化管理,以及分布式能源交易实现内部自平衡,以此作为集成系统参与新型电力市场。

同时,建设新能源云平台,通过数据实时采集系统和处理模块对发电侧、电网侧、用电侧主体进行电力碳排放监测,为新型电力市场有效运行提供数据支撑,为电力市场与碳交易市场、绿证交易市场协同发展提供平台。此外,还要积极开展绿电交易,探索带曲线的绿电交易模式,形成新能源就近消纳与跨省跨区交易的同步运行机制。

如前所述,建设新型电力系统,新型电力市场是关键,需从顶层设计、关键技术研发、仿真平台建设、试点应用等多方面同步开展,为碳达峰、碳中和目标实现提供市场保障。

(作者供职于华北电力大学能源互联网研究中心)

关键字:新型电力市场

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