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跨省输电价格在南方区域电力市场中的探索实践

作者:梁彦杰 陈梓煜 来源:南方能源观察 发布时间:2024-03-21 浏览:

中国储能网讯:传统电力市场体系中,输配电费用按照政府核定、全体用户分摊的方式,在能量市场外收取。目前,我国各省级电力市场执行《国家发展改革委关于第三监管周期省级电网输配电价及有关事项的通知》(发改价格〔2023〕526号)核定的第三监管周期的省内输电价,由用户按照电压等级和类型支付输配电价。涉及多个省区相互送受电时,则按照《跨省跨区专项工程输电价格定价办法》(发改价格规〔2021〕1455号)规定,跨省跨区专项工程输电价格实行单一电量电价制,仅在产生跨省能量交易时才产生输电费用,该机制给区域电力市场机制设计提出了新的挑战。

01.考虑跨省输电价的电力市场竞争目标

  若在市场出清环节不考虑输电费用,各省区市场主体按照申报价格参与竞争,根据报价排序出清得到成交结果,然后根据各省区中标情况和电力平衡关系形成省间输电结果,计算得到应收输电费用后再由送端和受端主体进行分摊。这种方式下,跨省输电电量越少,所需额外支付的费用越少。从用户的角度看,由于边际价格相同,在省外采购的电量需要额外支付输电费用,不如在省内采购;从电源的角度看,送出省外的电量需要额外分摊输电费用,位于边际附近的机组还有可能面临亏损,不利于电源的发展,不如在省内交易。

  理想模式下,市场主体申报的购电和售电意向,不应区分不同的对手交易主体。换句话说,在市场达到均衡时,对于受端的用户,从省外买入的电和从本地买入的电价格应该趋同;而对于送出的电源,卖到省内的收入和卖到省外的收入也应该相同。可见传统方案在理论上并不能满足市场公平性原则,跨省跨区交易存在天然的交易劣势。

  国外电力市场普遍采用容量电费的形式,将输电费用按比例在送受两端市场主体之间分摊,在场外收取。国内其他的省间交易市场则采用将省间市场与省内市场交易过程分离,对两个市场分别组织、交易和出清的方式。

  有没有一种方案可以实现跨省与省内联合出清,在同一次交易组织中,多个省区的市场主体同时开展跨省与省内交易,让用户可以在更大的范围内选择电源,电源也可以与更广泛的用户交易?

02.南方区域电力市场相关设计

  (一)竞争机制的设计

  为使各省区主体之间实现公平竞争,设计市场机制时,电源参与省外竞争情况下,叠加送到对应省的输电价;电源参与省内竞争情况下,不叠加跨省输电价。因此,南方区域电力市场采用将输电价叠加在送电潮流的方法,设计现货市场目标函数的模型。当市场主体与省外主体竞争送电时,目标函数除了调用一单位的市场主体报价以外,还需要调用一单位输电价,与受端主体同台报价竞争,实现在同一场交易中考虑输电费用后公平竞争的目标。

  在按实际输电通道输送电量收取输电费的市场中,上述模型可以很好地解决出清的问题,但当前输电费计算还需考虑一个特殊政策。根据《跨省跨区专项工程输电价格定价办法》(发改价格〔2021〕1455号),对于参与跨省跨区可再生能源增量现货交易,如有多条专项工程送电路径且最优价格路径已满送,通过其他具有空余输送能力的专项工程送电的,仍按最优路径价格执行,即输电价格收取与送电物理路径无关。对于南方区域电力系统而言,并不存在真正意义上的专线输电,即使是直流工程配套送出的点对网电厂,首先也是并入送端电网,再通过直流线路送出。举一个特殊的例子,如配套直流线路停运并不影响点对网主体向省外送电,主体可以通过送端省网与受端相连的其他有能力的物理通道送出电力,输电费仍采用原专线通道输电费。

  为了解决这个问题,南方区域电力现货市场设计了一种与送电物理路径无关的交易成分送电类型。

 (二)交易成分的设计

  南方区域跨省交易的形式主要分为两大类,即点对网跨省交易与网对网跨省交易。其中,国家指定的点对网电厂根据其消纳方案,通过点对网跨省交易路径直接参与受端省份的竞争。其余电厂通过网对网跨省交易路径,在满足省内电力平衡的基础上参与跨省交易。不同的交易路径,其交易主体、输电费用均有差异。

  以云南与广东之间的送电交易为例,存在溪洛渡、乌东德、澜上和云南省网四个送出主体,其中前三个为相应的点对网电厂,云南省网代表的是云南省内其他电厂在满足省内平衡后向外送出的部分。以广东作为受入主体,可以构成溪洛渡送广东、乌东德送广东、澜上送广东和云南省网送广东四个交易成分。

  每个交易成分有对应的输电价格,点对网交易成分按照专项输电工程建设及运营成本核定输电价格,例如,溪洛渡送广东的输电价格按照牛从直流(±500千伏溪洛渡右岸电站送电广东同塔双回直流,西起云南昭通牛寨换流站,东到广东广州从西换流站,简称“牛从直流”)的投建和运营费用进行核定。网对网交易成分按照云南省网送广东的跨省输电工程建设及运营成本核定输电价格。

  交易成分本身并不是实体存在的,因此,根据交易成分与物理通道的关系构建了映射关系,即一组封闭的物理通道总是严格地与一组可能通过该通道交易的交易成分相对应。例如,云南总送出物理通道就包括云南省网送广东、广西,各点对网送广东、广西交易成分,当市场出清需要送出一单位功率时,也必须选择一单位交易成分。

03.南方区域电力市场应用效果

  输电价模型实现了各省区的市场主体自由且公平地参与现货交易,无需提前选择跨省或者省内。以海南与广东为例,假设两省输电价为20元/兆瓦时,当海南出清价格与广东相差小于20元/兆瓦时的时候,可以通过减少海南边际机组,增加广东边际机组,同时减少海南送广东输电功率的方法,减少输电费用,使得目标函数更小,直到海南和广东价格相差等于输电价;当海南出清价格与广东相差大于20元/兆瓦时的时候,可以通过增加海南边际机组,减少广东边际机组,同时增加海南送广东输电功率的方法,增发低价机组,使得目标函数更小。因此,当市场处于均衡状态时,海南与广东的价格差正好等于输电价。

  这个现象在2023年12月南方区域电力市场全域结算试运行期间得到了有效验证。日前市场中,在1:15—3:45、5:00—8:00、10:45—13:00、17:00—17:30、19:00—23:45等时段,海南与广东联络线无阻塞,两侧关口价差等于输电价20元/兆瓦时。此时,不论海南的市场主体是向省内市场主体供电还是向省外市场主体供电,其价格均相同;对于广东市场主体来说,无论是向省内市场主体采购电能还是向省外市场主体采购电能,其价格也相同。

  南方区域电力市场跨省输电模型设计实现了在同一次交易中,跨省与省内市场主体公平竞争,为实现联合出清的现货市场和高频次的实时市场交易奠定了技术基础,为建设全国统一电力市场体系提供了南方区域的方案。


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关键字:电力市场

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