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隨著可再生能源的大規模接入，電力系統的靈活性越來越引起各方面的關注。2018年11月13日，國際能源署發布的世界能源展望提出“靈活性是電力系統的新口號”。在世界范圍，風電和光伏發電的快速增長都對電力系統的靈活性提出了前所未有的要求。

在我國(guo)，由(you)于(yu)棄(qi)風棄(qi)光問題(ti)嚴重(zhong)，提高(gao)電網(wang)調峰能(neng)(neng)(neng)力與開展火電靈活(huo)性改造(zao)已成為國(guo)家有關部門(men)關注的(de)(de)重(zhong)點。電力系統“靈活(huo)性”的(de)(de)定義(yi)目前還比較含糊，可(ke)以認為是電力系統應對發電、負(fu)荷和電網(wang)擾動的(de)(de)預期的(de)(de)和非預期的(de)(de)變化情(qing)況(kuang)的(de)(de)一種能(neng)(neng)(neng)力。靈活(huo)性涉及(ji)電力系統規劃、運行、控制(zhi)各個層(ceng)面(mian)，時間跨度可(ke)以從(cong)秒、分鐘、小時到日(ri)、月、年以及(ji)多年，從(cong)電網(wang)的(de)(de)空間尺度上則(ze)可(ke)分為就地、區域(yu)以及(ji)全網(wang)。靈活(huo)性資源(yuan)包括調峰資源(yuan)、調頻資源(yuan)、儲能(neng)(neng)(neng)、需(xu)求側響應、電網(wang)靈活(huo)控制(zhi)等(deng)。

如何評價資源的靈活性

與其(qi)他電能產品一樣，價(jia)格(ge)(ge)形成(cheng)機制(zhi)(zhi)也是(shi)靈(ling)活(huo)性資(zi)源發(fa)展的關鍵。價(jia)格(ge)(ge)形成(cheng)機制(zhi)(zhi)的研究主要包(bao)括兩個(ge)部分：一是(shi)靈(ling)活(huo)性資(zi)源成(cheng)本分析（即什么是(shi)合(he)理價(jia)格(ge)(ge)），二是(shi)市(shi)場中的價(jia)格(ge)(ge)形成(cheng)機制(zhi)(zhi)（集中競價(jia)、雙邊協商或其(qi)他交易(yi)機制(zhi)(zhi)）。成(cheng)本分析是(shi)衡量(liang)價(jia)格(ge)(ge)是(shi)否合(he)理的基礎(chu)，但(dan)最(zui)終(zhong)價(jia)格(ge)(ge)要通過市(shi)場機制(zhi)(zhi)來形成(cheng)。

由(you)于(yu)電(dian)(dian)(dian)能(neng)在物(wu)(wu)理(li)上(shang)的(de)同質化(hua)特征，電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)作用像水池(chi)，因(yin)(yin)此從物(wu)(wu)理(li)電(dian)(dian)(dian)能(neng)的(de)角度(du)，實(shi)際上(shang)是(shi)無法分(fen)清產銷方(fang)的(de)。因(yin)(yin)此電(dian)(dian)(dian)力(li)市場(chang)中(zhong)交(jiao)易的(de)并非物(wu)(wu)理(li)的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)，而(er)是(shi)發電(dian)(dian)(dian)權與用電(dian)(dian)(dian)權，最終通過(guo)調(diao)度(du)計(ji)劃來實(shi)現(xian)，因(yin)(yin)此電(dian)(dian)(dian)網(wang)調(diao)度(du)也(ye)成為整個電(dian)(dian)(dian)力(li)市場(chang)的(de)“交(jiao)通指揮中(zhong)心(xin)”。電(dian)(dian)(dian)力(li)市場(chang)交(jiao)易則完全基于(yu)所(suo)采(cai)用的(de)調(diao)度(du)、控(kong)制模型，資源靈活(huo)性也(ye)通過(guo)調(diao)度(du)、控(kong)制層面(mian)體現(xian)出來。

電(dian)源(yuan)和(he)負(fu)荷實(shi)時(shi)平衡是電(dian)力系(xi)統安全穩定運行的(de)(de)基本條(tiao)件，而(er)當前電(dian)力系(xi)統中由于風、光等新能(neng)源(yuan)的(de)(de)大(da)量(liang)接入(ru)，在電(dian)源(yuan)側引入(ru)大(da)量(liang)的(de)(de)隨機性(xing)和(he)波動性(xing)，給(gei)電(dian)網的(de)(de)調度運行帶來(lai)諸(zhu)多(duo)困難。因此，應在電(dian)力市場設計時(shi)考(kao)慮(lv)功率曲線在時(shi)間維度上的(de)(de)形狀(zhuang)，考(kao)慮(lv)不同(tong)電(dian)能(neng)商(shang)品的(de)(de)靈(ling)活(huo)性(xing)品質。

由于(yu)電(dian)(dian)(dian)能(neng)難(nan)以(yi)大(da)量(liang)儲存，發用功(gong)率必須實時平衡(heng)，從(cong)對(dui)電(dian)(dian)(dian)力(li)系統調度(du)運行和(he)功(gong)率平衡(heng)的(de)(de)(de)(de)影響看，筆者認為，電(dian)(dian)(dian)能(neng)商(shang)品(pin)(pin)(pin)品(pin)(pin)(pin)質(zhi)(zhi)應從(cong)波動性(xing)(xing)、易控(kong)(kong)(kong)性(xing)(xing)、隨機性(xing)(xing)3個(ge)維(wei)度(du)進行衡(heng)量(liang)。其中波動性(xing)(xing)指功(gong)率相對(dui)于(yu)自身容量(liang)的(de)(de)(de)(de)變化幅度(du)；易控(kong)(kong)(kong)性(xing)(xing)指將功(gong)率在一(yi)定范圍內(nei)自由調節(jie)的(de)(de)(de)(de)難(nan)易程度(du)。隨機性(xing)(xing)與易控(kong)(kong)(kong)性(xing)(xing)有一(yi)定的(de)(de)(de)(de)關聯，隨機性(xing)(xing)大(da)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)或負(fu)(fu)荷(he)一(yi)定難(nan)于(yu)控(kong)(kong)(kong)制，而(er)(er)隨機性(xing)(xing)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)或負(fu)(fu)荷(he)可能(neng)易控(kong)(kong)(kong)，如(ru)(ru)可靈活調節(jie)的(de)(de)(de)(de)資源(yuan)(yuan)(yuan)，也(ye)可能(neng)難(nan)控(kong)(kong)(kong)，如(ru)(ru)功(gong)率相對(dui)固定的(de)(de)(de)(de)資源(yuan)(yuan)(yuan)。對(dui)當前各類常見供方（電(dian)(dian)(dian)廠）所生產(chan)和(he)需方（負(fu)(fu)荷(he)）所消(xiao)費的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)商(shang)品(pin)(pin)(pin)品(pin)(pin)(pin)質(zhi)(zhi)可以(yi)給(gei)出表1所示(shi)的(de)(de)(de)(de)排級(ji)(ji)。需要注意的(de)(de)(de)(de)是，這(zhe)僅按一(yi)般情況依照電(dian)(dian)(dian)能(neng)商(shang)品(pin)(pin)(pin)品(pin)(pin)(pin)質(zhi)(zhi)高低(di)對(dui)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)和(he)負(fu)(fu)荷(he)進行大(da)致(zhi)分類，而(er)(er)非給(gei)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)或負(fu)(fu)荷(he)“貼標(biao)簽(qian)”。例(li)如(ru)(ru)，如(ru)(ru)果品(pin)(pin)(pin)質(zhi)(zhi)一(yi)般的(de)(de)(de)(de)煤電(dian)(dian)(dian)經過靈活性(xing)(xing)改造，可升級(ji)(ji)為高品(pin)(pin)(pin)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)調峰電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)。

可以看出，資(zi)源靈(ling)(ling)活性(xing)與這里的(de)電能商(shang)品(pin)(pin)(pin)(pin)品(pin)(pin)(pin)(pin)質是對(dui)應(ying)的(de)，品(pin)(pin)(pin)(pin)質越(yue)(yue)高的(de)電能商(shang)品(pin)(pin)(pin)(pin)，靈(ling)(ling)活性(xing)越(yue)(yue)高，而品(pin)(pin)(pin)(pin)質越(yue)(yue)低的(de)電能商(shang)品(pin)(pin)(pin)(pin)，靈(ling)(ling)活性(xing)也越(yue)(yue)低。

傳統電力現貨交易理論“失效”

當前國內外電(dian)力現貨市場的(de)(de)電(dian)能商品模型為：將交(jiao)易周期(qi)的(de)(de)功率(lv)曲線下的(de)(de)面積按等(deng)長(chang)時(shi)段(duan)(duan)(duan)切(qie)分(fen)成(cheng)若(ruo)干“條”，然后(hou)每條又(you)分(fen)為若(ruo)干可不等(deng)高的(de)(de)“段(duan)(duan)(duan)”。在發(fa)電(dian)側，在1個時(shi)段(duan)(duan)(duan)中(zhong)成(cheng)交(jiao)的(de)(de)發(fa)電(dian)商各(ge)取1“段(duan)(duan)(duan)”（即1個商品），同(tong)一時(shi)段(duan)(duan)(duan)的(de)(de)各(ge)段(duan)(duan)(duan)負荷（即所(suo)有(you)商品）的(de)(de)結算價是相同(tong)的(de)(de)，均為該(gai)時(shi)段(duan)(duan)(duan)成(cheng)交(jiao)機組的(de)(de)最(zui)高價格（見(jian)圖1）。

由(you)于“同(tong)(tong)質同(tong)(tong)價(jia)(jia)”是市(shi)(shi)(shi)(shi)場(chang)中商(shang)(shang)品(pin)定(ding)(ding)價(jia)(jia)的(de)(de)基(ji)本原則(ze)，這(zhe)(zhe)種定(ding)(ding)價(jia)(jia)方式(shi)隱(yin)含的(de)(de)假設是，同(tong)(tong)一時(shi)段負(fu)荷(he)(he)下的(de)(de)所有電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)商(shang)(shang)品(pin)是同(tong)(tong)質的(de)(de)，因(yin)(yin)(yin)此(ci)都取相同(tong)(tong)的(de)(de)價(jia)(jia)格(ge)；而(er)(er)不(bu)同(tong)(tong)時(shi)段負(fu)荷(he)(he)下的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)商(shang)(shang)品(pin)是異質的(de)(de)，因(yin)(yin)(yin)此(ci)不(bu)同(tong)(tong)時(shi)段的(de)(de)負(fu)荷(he)(he)有不(bu)同(tong)(tong)價(jia)(jia)格(ge)。可(ke)以(yi)看出，傳統(tong)的(de)(de)基(ji)于實時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)價(jia)(jia)理(li)論的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)現貨（批發）市(shi)(shi)(shi)(shi)場(chang)設計忽(hu)略了電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)生(sheng)產(chan)和(he)消費(fei)的(de)(de)時(shi)間連(lian)續(xu)性(xing)(xing)這(zhe)(zhe)個十分重(zhong)要的(de)(de)特(te)征，并假設同(tong)(tong)一時(shi)段的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)商(shang)(shang)品(pin)都是同(tong)(tong)質的(de)(de)，因(yin)(yin)(yin)此(ci)無法(fa)區別(bie)基(ji)荷(he)(he)、腰荷(he)(he)和(he)峰(feng)荷(he)(he)機組區別(bie)明顯(xian)的(de)(de)技術特(te)征及成(cheng)(cheng)(cheng)本構成(cheng)(cheng)(cheng)，也無法(fa)分辨(bian)不(bu)同(tong)(tong)品(pin)質的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)商(shang)(shang)品(pin)并進(jin)(jin)行合理(li)定(ding)(ding)價(jia)(jia)。在(zai)這(zhe)(zhe)種定(ding)(ding)價(jia)(jia)方式(shi)下，由(you)于光伏、風電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)近(jin)零邊(bian)際(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)本的(de)(de)特(te)點(dian)，將傳統(tong)火力(li)發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)以(yi)邊(bian)際(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)本為(wei)準的(de)(de)競價(jia)(jia)交易中擠出，使得市(shi)(shi)(shi)(shi)場(chang)出清價(jia)(jia)格(ge)降低，甚至出現負(fu)值，因(yin)(yin)(yin)此(ci)火力(li)發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)難(nan)以(yi)生(sheng)存。而(er)(er)同(tong)(tong)時(shi)，光伏和(he)風電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)隨機性(xing)(xing)、波(bo)動(dong)性(xing)(xing)，給電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)的(de)(de)運(yun)行和(he)控制(zhi)帶來重(zhong)大(da)挑戰，對靈活性(xing)(xing)的(de)(de)需求急劇增加。在(zai)可(ke)再生(sheng)能(neng)(neng)源大(da)規模接入的(de)(de)背景(jing)下，世界各國基(ji)于這(zhe)(zhe)種定(ding)(ding)價(jia)(jia)機理(li)所建立的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)市(shi)(shi)(shi)(shi)場(chang)運(yun)行紛(fen)(fen)紛(fen)(fen)出現問題，因(yin)(yin)(yin)此(ci)都在(zai)改進(jin)(jin)市(shi)(shi)(shi)(shi)場(chang)設計，比(bi)如(ru)引入另外的(de)(de)靈活性(xing)(xing)資源交易品(pin)種。

亟需探索建立價格形成新機制

對(dui)于發電(dian)機組，靈活性(xing)的提(ti)升主要體現在：深(shen)度調峰（降低最小技術出力）、快速(su)(su)啟停、增強(qiang)爬坡能力（即提(ti)高加減負(fu)荷速(su)(su)度）。對(dui)于熱電(dian)機組，熱電(dian)解耦也是增強(qiang)靈活性(xing)的方(fang)式。

在(zai)美(mei)國加(jia)州電(dian)力市(shi)場(chang)（CAISO）和中部大(da)陸(lu)電(dian)力市(shi)場(chang)（MISO），建立了(le)靈活爬坡產品交易，取得了(le)良好的效果。我國在(zai)實(shi)踐中總結出來的深度調峰定價方式值得肯定。該定價方式首先在(zai)東北(bei)電(dian)力輔(fu)助服務市(shi)場(chang)建立，并(bing)且在(zai)全國推廣。作為國家電(dian)力體制改(gai)革(ge)專項試點(dian)，自(zi)2017年1月(yue)在(zai)東北(bei)地區啟(qi)動以來成效顯著(zhu)，深入挖(wa)掘了(le)電(dian)網調峰潛力，促進了(le)風電(dian)核電(dian)等清潔(jie)能源消納，顯著(zhu)提高(gao)了(le)電(dian)網安全運行水平和供熱可靠性。

東(dong)北調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)市場(chang)體現(xian)公平、自愿的原(yuan)則，并(bing)實(shi)現(xian)全電網(wang)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)最低。根據火電機(ji)(ji)組(zu)(zu)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)深度的不同，采用“階梯式”補償(chang)(chang)及分攤機(ji)(ji)制(zhi)，按照非線性比例“多減(jian)多得、少減(jian)多罰(fa)”的原(yuan)則加大(da)獎罰(fa)力度，以(yi)激勵(li)發(fa)電企業加大(da)提(ti)供(gong)(gong)(gong)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)的意愿。調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)分為(wei)基(ji)本(ben)(ben)(ben)（無(wu)償(chang)(chang)）調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)以(yi)及有(you)償(chang)(chang)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)（針(zhen)對靈活性供(gong)(gong)(gong)方）。基(ji)本(ben)(ben)(ben)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)指機(ji)(ji)組(zu)(zu)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)率(lv)小(xiao)于等于48%時所提(ti)供(gong)(gong)(gong)的輔(fu)助服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)；有(you)償(chang)(chang)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)指機(ji)(ji)組(zu)(zu)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)率(lv)大(da)于48%或按調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)度要(yao)(yao)求進行啟停(ting)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)所提(ti)供(gong)(gong)(gong)的服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)。假設(she)某火電廠提(ti)供(gong)(gong)(gong)了深度調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)有(you)償(chang)(chang)調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)服(fu)(fu)(fu)(fu)務(wu)，其發(fa)電曲線如圖2所示，則以(yi)每檔(dang)電價與積(ji)分電量計算(suan)每檔(dang)補償(chang)(chang)，三檔(dang)補償(chang)(chang)總計為(wei)其補償(chang)(chang)費用。由于火電機(ji)(ji)組(zu)(zu)參與深度調(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)(diao)峰(feng)有(you)必要(yao)(yao)進行穩燃技術(shu)改造，并(bing)且可能(neng)需要(yao)(yao)投油，增大(da)發(fa)電成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)，這(zhe)種降低發(fa)電功(gong)率(lv)反(fan)而(er)增大(da)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)的情況是無(wu)法通過國外的現(xian)貨價格來真實(shi)反(fan)映的。

作為靈活性資(zi)源市場化交易的(de)(de)初步嘗(chang)試，東(dong)北(bei)調峰服務(wu)市場算是成功的(de)(de)。但也有(you)一些缺陷(xian)，特別(bie)是人為指(zhi)定的(de)(de)參數太(tai)多，需要在(zai)實踐中進一步深入研究。

為實現國家(jia)發展(zhan)改革(ge)委(wei)、國家(jia)能源(yuan)局提(ti)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)提(ti)升電力系(xi)統靈(ling)(ling)活(huo)(huo)性(xing)(xing)、促進可再生能源(yuan)消(xiao)納的(de)(de)(de)(de)(de)目標，靈(ling)(ling)活(huo)(huo)性(xing)(xing)資(zi)源(yuan)價格形(xing)成(cheng)(cheng)機制的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)與(yu)建立已(yi)成(cheng)(cheng)當務之急。如(ru)前所述(shu)，傳統的(de)(de)(de)(de)(de)電力現貨市場(chang)解決(jue)不了(le)靈(ling)(ling)活(huo)(huo)性(xing)(xing)資(zi)源(yuan)合理(li)定價的(de)(de)(de)(de)(de)問題。有(you)關(guan)部門及專家(jia)應在充分總(zong)結國內外已(yi)有(you)實踐經驗的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)上，拓寬思路，在更先進的(de)(de)(de)(de)(de)電力市場(chang)理(li)論的(de)(de)(de)(de)(de)指導(dao)下研(yan)(yan)究(jiu)和構建新(xin)(xin)型的(de)(de)(de)(de)(de)靈(ling)(ling)活(huo)(huo)性(xing)(xing)資(zi)源(yuan)交易機制，保障合理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)投資(zi)回(hui)報，促進相關(guan)新(xin)(xin)技術的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)。