清潔能源比重過半,福建省如何建設輔助服務市場?

每家電廠都想盡量多發電,多賣電。但電力市場的出現給了企業新思路:也可以少發電,賣輔助服務。

輔助服務是指為維護電力系統的安全穩定運行,保證電能質量,除正常電能生產、輸送、使用外,由發電企業、電網企業和電力用戶提供的服務,包括:一次調頻、自動發電控制、調峰、無功調節、備用、自動電壓控制、黑啟動等,目前主要由發電企業承擔。

在這些輔助服務品種中,調峰是所有清潔能源大省的痛點。

過去十多年中,發電企業只能被動接受調度發出的調峰指令,被動獲取固定補償。清潔能源佔比越高,調峰任務越重,由於缺乏合理的激勵,發電企業對於這項低迴報的任務普遍缺乏興趣。調峰輔助服務市場的建設,正是要改變這一局面——還原輔助服務的商品屬性,調動發電企業的積極性。

對於有調節能力的火電、水電、核電等機組來說,發電還是調峰?這將成為一道選擇題。而對於缺乏調節能力的風電、光伏來說,市場化改革意味著為保障消納支付服務成本走向常態。

福建省正是這樣一個樣本。

激發電廠調峰意願

福建省電源品種豐富,核電、風電、光伏、水電等清潔能源裝機和發電量均佔一半以上,低谷調峰壓力大。2017年初,國家能源局將福建列為電力輔助服務市場試點,福建成為全國首批四個試點省區之一。

福建省電力輔助服務市場從2018年1月開始正式運行,前期主要以交易深度調峰和啟停調峰兩個品種作為起步。

深度調峰交易主要解決系統低谷時段(每日0點到6點)的電力實時平衡,採取“日前報價、實時出清”。每天11:00前,有意願提供輔助服務的機組在系統中為次日交易報價。但深度調峰市場並非每天啟動,只有省統調系統需要將一臺及以上機組負荷降至有償調峰基準值以下(火電機組負荷率低於60%)的條件下才會啟動。啟動後,調度系統將按照機組報價出清結果,按總成本最低原則由低到高的順序調用。

市場初期,在深度調峰交易中,賣方暫定為燃煤火電和核電機組,買方為系統負荷低谷時段所有在運機組。交易規則為賣方劃定有償調峰基準,煤電機組為負荷率的60%,核電機組為負荷率的75%。機組主動調減出力到基準以下形成的未發電量為深度調峰電量。發電企業以機組有償調峰基準負荷率為起點,採用下調容量比率形式分檔報價。

深度調峰交易分檔報價區間

下調容量比率

申報價格M

(元/兆瓦時)

(0,5%]

M≤100

(5%,10%]

M≤200

(10%,15%]

M≤400

(15%,20%]

M≤500

20%及以上

M≤600

報價上限與市場建立之前的固定補償標準相比有大幅提高。以煤電為例,原來規定負荷率為50%-60%,對比60%額定出力少發的電量按照50元/兆瓦時補償,在新的交易規則中,機組最高可以報價200元/兆瓦時。

啟停調峰交易是指機組根據調度指令,在日內通過啟停以緩解電網調峰壓力的交易。賣方為水電機組和煤電機組,買方為當日在運機組。啟停調峰機組按啟停次數計算收益,機組根據額定容量對應的報價區間報價。由於水電比煤電有更大的成本優勢,啟停調峰報價以水電為主。

啟停調峰交易報價區間

機組額定容量級別

(兆瓦)

申報價格M

(萬元/臺次)

[50,150]

M≤6

(150,250]

M≤8

(250,400]

M≤100

(400,700]

M≤130

(700,1100]

M≤160

兩個品種的費用來源暫都沿用了市場建立之前的分攤思路,由交易中的買方,也就是交易時段的各類在運機組,在計費週期內按上網電費比例承擔。

輔助服務市場建設的方案一敲定,福建的發電企業就開始研究起了這套新規則。火電企業最為積極。

對於火電機組來說,少發電意味著少用煤,但少發電有少發電的成本。

福建一家火電企業介紹,降低出力會改變煤炭的燃燒狀態,增加機組煤耗,環保成本也可能因此增加。低負荷狀態下,煤炭燃燒狀態改變,氮氧化物等汙染物排放值可能出現波動。省環保部門對於火電機組附近的空氣質量進行監測,每五分鐘取一個值,超標就要罰錢。這就要求火電機組的脫硫脫銷裝置更加靈敏。

在測算好成本的前提下,火電機組可以基於成本儘量報出低價,提高中標幾率。

不過市場剛剛建立,發電企業有時候也感覺沒有完全摸出門道。“明明報價很低了,為什麼也沒有中標呢?到底是安全校核沒通過呢還是因為有人報價更低?”一位參與者有些困惑。

每家電廠都想知道別家的報價,但這是企業的秘密。有人設想,如果一個集團有兩家相同規模的電廠,那麼分別採取不同的報價策略,也許可以摸清楚其中的規律。

福建省一家發電企業的相關人士告訴eo,輔助服務比拼的是機組的調節能力。裝機較小的火電(熱電)機組和庫容調節能力弱的徑流式水電機組,仍然以分攤費用為主。大的水電機組在汛期以發電為主,保證清潔能源消納,需要為輔助服務付費,枯水期則有較大空間提供輔助服務,從中獲利。

根據福建能源監管辦提供的數據,2017年11月-2018年3月(2017年11月、12月為試運行階段),電力輔助服務市場化調峰交易費用約為原來區域“兩個細則”調峰費用的1.65倍,承擔主要調峰任務的火電獲得補償大部分費用。

在一位電力行業從業者看來,輔助服務市場改革大幅提高了火電參與調峰的收益,另一方面,煤價高企、市場化電量擴大,火電企業的利潤一直在收縮。一加一減,輔助服務收益對於如今的火電企業已經不再是“小錢”了。

打破補償“大鍋飯”

在各地開始探索建立輔助服務市場前,十多年裡,“兩個細則”一直是輔助服務領域的金科玉律。

2006年原國家電監會制定並實施《發電廠併網運行管理規定》(電監市場[2006]42號)和《併網發電廠輔助服務管理暫行辦法》(電監市場[2006]43號),之後東北、西北、華北、華中、華東、南方等六大區域根據這兩份文件要求各自制定了相應細則,簡稱“兩個細則”。“兩個細則”涉及調峰、調頻、無功調節、自動電壓控制、備用、黑啟動等多項內容,各省可以根據本省情況對區域規則做出微調。

“兩個細則”有兩大特點。一是按需調度,事後記賬。按需調度不必改變電網原來的調度方式。二是費用取之於電廠,用之於電廠。發電企業按照實際調用情況獲取補償,同時也要交“份子錢”——按照上網電量或者上網電費成比例分攤補償費用。

業內普遍認為,這套辦法簡單易行,但是“吃大鍋飯”。不同機組提供輔助服務的能力差異巨大,按照“兩個細則”,機組獲得的回報卻差異不大,發電企業缺乏積極性。在很長一段時間裡,輔助服務收入是發電企業不太在乎的“小錢”。

儘管有不足之處,這套規則仍然穩定運行了十餘年,為規範調用行為、促進系統穩定運行起到了積極作用。但十年間,電源結構逐漸變化,輔助服務領域的壓力也不斷積累。

在規則頒佈的2006年,中國的發電總裝機容量為6.2億千瓦,火電佔77.6%,水電佔20.9%,最主要的兩類電源都有著較強的調節能力。到了2017年,中國的裝機容量達到17.8億千瓦,火電降到62.24%,風電、光伏則從幾乎為零一躍而上,合計佔到16.54%。

而對於福建這樣的清潔能源大省來說,調峰壓力尤甚。福建省除了風電、光伏,還有八臺核電機組和比重不小的徑流式水電。風電、光伏和徑流水電都缺乏調節能力,核電也有一定調峰能力,但主要作為基荷運行。

系統安全要保證,清潔能源要消納,就必須讓有調節能力的電源配合調峰。

“兩個細則”不足以彌補調節電源少發電的損失,福建嘗試給規則打補丁。

據eo此前報道,自2013年起,福建省政府和寧德核電站、福清核電簽署了超發補償協議,核電發電超出7000小時部分讓利一部分給政府,由政府統籌用於彌補其他電廠因減少發電利用小時數帶來的損失。

當然用這個辦法的不是福建獨一家。棄水嚴重的四川也選擇用水電超發的收益來補償煤電欠發的損失。

但即使是政府部門,也不看好這種行政手段。從企業手上拿到錢,還是要有一套辦法保證公平公正發放,發放不恰當可能招來審計風險。

2014年,國網福建省電力公司與寧德核電簽訂了寧德晴川核電廠調峰補償協議,晴川核電廠每臺核電機組按實際年發電利用小時情況,向國網福建電力支付調峰補償費,用於仙遊抽水蓄能電站的容量電費補償。仙遊抽水蓄能電站2013年年底全部投產,沒能等到次年發佈的兩部制價格政策。

雖然想了不少辦法,但在電力需求放緩的大背景下,消納形勢依然嚴峻。2015、2016兩年,福建省核電利用小數均在7000小時以下。與此同時,火電企業也因為頻繁參與調峰,發電利用小時數降低,不同電源之間經營矛盾增大。

福建能源監管辦有關人士介紹,福建解決清潔能源消納問題主要從兩方面著手,對外找市場,通過跨省區交易把電輸送給其他省份,對內提高本省電力系統的調節能力,建設輔助服務市場正是提升調節能力的重要手段。

從“電量”到“電力”

建市場,發電企業各有各的想法。

對於煤電和水電來說,以前只有發電一個選擇,輔助服務是被動行為。現在是發電和調峰兩個選項,哪個有利選哪個。

在電能相對過剩、發電利用小時有限的形勢下,福建啟動輔助服務市場後,較多燃煤火電機組主動轉向調峰運行,發電上網電量之外拓展電力調節服務收益,逐步從過去主力發電為主的“電量型”向今後調節發電為主的“電力型”電源轉變,以適應未來清潔能源電力佔主導的市場形勢。

但對於其他電源品種,接受改變是一個過程。

兩年前,核電企業不願意調峰。

2016年全國兩會,多名來自核電企業的全國政協委員聯名建議從政策上明確核電按基本負荷方式運行,不參與調峰。反對理由是調峰影響核電安全。

也是在2016年,福建能源監管辦會商華東能源監管局修訂了《華東區域併網發電廠輔助服務管理實施細則(試行)》部分內容,增加了福建省內核電參與調峰的內容。根據這一規則,福建省調度管轄的核電機組,也就是福清核電和寧德核電,降出力調峰應給予補償,暫定負荷率為75%-95%時提供的調峰比95%額定出力少發的電量,按10元/兆瓦時進行補償。

2017年,國家發改委和國家能源局出臺的《保障核電安全消納暫行辦法》終結了爭議。這一文件認可核電企業對於安全的擔憂,提出為提高核電機組安全性和減少三廢排放,電網企業應儘量減少安排核電機組調峰。

但暫行辦法鼓勵核電廠營運單位應按直接參與或購買輔助服務方式參與系統調峰。對於不具備日調峰能力的存量機組,要按照“補償成本、合理受益”的基本原則,購買輔助服務或支付輔助服務補償費用。

最終,在福建省的市場設計中,核電可以選擇參與降負荷調峰或者購買服務(分攤費用)堅持發電。自市場啟動以來,核電企業目前更傾向於後者。

風電、光伏、徑流水電沒有調節能力,在電力系統中依靠其他可調節電源來平抑波動性。但對於支付服務費,這些企業最初並不情願。

2014年,西北能監局修訂了“兩個細則”,正式將風電、光伏納入考核範圍。當時的一家光伏行業網站報道了此事, 受訪光伏企業評價輔助服務考核“簡直就是搶錢”。業內人士介紹,即使各區域“兩個細則”都逐漸規定考核風電光伏,規則執行並不規範。

福建省建設輔助服務市場後,輔助服務補償標準大幅提高,風光企業運營成本將增加。監管機構給企業做工作:就好比你要把一車1000塊的貨推到市場去賣,路上需要爬坡,光靠自己推不上去。有人幫你推車,你才能到達市場,推車服務是10塊。如果你不願付出這10塊,後面的1000塊也得不到。這10塊錢,就是輔助服務費。

不僅是福建省,幾乎所有受消納問題困擾的省份,風光企業最終都接受了承擔一定輔助服務費用的事實。東北是電改9號文頒佈以後首個輔助服務市場專項改革試點地區,從2016年底開始,風電、核電等要為深度調峰交易買單。甘肅省輔助服務市場在2018年4月1日,風電、光伏和水電等也均是深度調峰交易的買方。

根據國家能源局在2017年底發佈的《完善電力輔助服務補償(市場)機制工作方案》,未來要“促進各種類型發電機組在同一平臺公平承擔電力輔助服務義務”。

發電企業低調佈局未來

到現在,福建省輔助服務市場運行已接近半年,發電企業對於信息公開有迫切需求。每一天,發電企業可以在交易系統中看到自己的成交情況。每個月,企業可以從能監辦和調度獲取月度交易的總體情況,得知競爭對手在輔助服務領域的盈虧。

不過,每一個交易日裡的成交價格是什麼範圍,發電企業還不得而知。有火電企業希望調度機構能在交易之後公開這部分信息,以便於機組優化報價策略。

但對於市場規則的設計者來說,他們則更擔心市場力的問題。成交價的公佈是可以考慮的,但在什麼時間公開,以什麼樣的方式公開還需要實踐和探討。如果處理不當,發電企業很容易就可以聯合起來,或者形成某種“默契”。

兩個調峰品種起步後,福建能源監管辦也在考慮下一步把“兩個細則”其他輔助服務品種也納入市場。

今年一季度,福建跨省外送交易成交電量達108.02億千瓦時,成交規模是去年同期的3.7倍,其中核電外送電量達64.14億千瓦時。棄風、棄水、棄光的現象都沒有出現。這讓福建省大鬆一口氣。

電廠的營銷人員比以前忙得多,作用顯得更加重要。福建一家發電集團營銷崗位人士告訴eo,以前營銷部門只需要面對政府部門和電網調度部門,多爭取電量計劃,再把電量落實好就行。現在計劃電量越來越少,要學文件,跑用戶,爭取年度雙邊協商電量,輔助服務市場推出後需要研究報價策略,此外,還要為即將到來的月度競價交易做好準備。

發電企業除了應對眼前的遊戲規則變化,也在輔助服務領域低調佈局。4月20日,位於福建省寧德市的周寧抽水蓄能電站下水庫成功截流,電站下水庫工程建設全面鋪開。這是華電集團在福建建設的首個抽水蓄能電站。

福清核電站也與福建省投資開發集團合作,參股了位於福州市永泰縣的永泰抽水蓄能電站,電站在2016年初開工建設。

抽水蓄能電站的基本定位就是為電力系統提供輔助服務。在過去的很多年中,抽水蓄能主要由電網企業建設和運營,國家電網旗下有國網新源控股有限公司,南方電網旗下有南方電網調峰調頻發電公司。現在,市場導向,玩家正在增多。

和不少省份一樣,福建省輔助服務市場剛剛起步,抽水蓄能電站也沒有納入市場範圍內。抽水蓄能電站和一般發電企業的價格機制不同,實行租賃費制或是兩部制電價,又多是電網企業的電站,市場的設計者選擇在早期先“屏蔽”這個複雜因素,留市場平穩啟動後再解決抽水蓄能電站參與市場的問題。

福建省調度有關人士表示,長期來看,第三產業用電和居民用電將不斷增長,第二產業用電增速放緩,未來電力系統峰谷差必將增大,投資抽水蓄能的發電企業正是看到了這個大趨勢。


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