创新点
负荷低谷时，风电出力往往处于较高水平；负荷高峰时，风电出力则处于较低水平，增大了系统峰谷差。为此，《电力现货市场基本规则》提出，推动储能、分布式发电、负荷聚合商、虚拟电厂和新能源微电网等灵活性资源参与电力市场交易，丰富爬坡、转动惯量等辅助服务品种。文章对新能源渗透下 “源网荷储” 灵活性调节能力进行分析, 助力提升电力新质生产力发展水平。
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挖掘灵活性资源消纳新能源以提升电力新质生产力
作者：程佳璐1， 樊江川1，希尔扎提·依不拉依木2，许长清1，李凌云1，谭忠富2
单位：1.国网河南省电力公司 经济技术研究院 2.华北电力大学 经济与管理学院
摘要与关键词
摘要：对新能源渗透下“源网荷储”灵活性调节能力进行分析，灵活性调节包括深度调峰 （向下调峰或向上顶峰）、快速调频（快速上下爬坡）和启停能力；对“源网荷储”各自的调节能力进行对比分析；不同类型灵活性资源可以提供不同的电力辅助服务产品，如调峰、调频、备用、黑启动等，以此参与不同的电力辅助服务市场。市场机制可以引导不同的灵活性资源发挥出更大的能力，从而提升新质生产力。
关键词：灵活性资源；“源网荷储”；调峰；调频；新质生产力
灵活性资源为消纳新能源提供的辅助服务分析
1）灵活性资源提供辅助服务的市场准入分析
根据一些地方政策，允许需求侧灵活性资源以综合能源服务形式参与启停调峰市场，调频市场，也可以虚拟电厂的形式参与可调负荷辅助服务市场，辅助服务市场准入条件见表6。灵活性资源参与采用按申报价格出清方案，市场主体除申报技术参数外，还需申报调节价格，采用集中竞价的方式，按照调节价格由低到高排序后出清。
2）灵活性资源提供辅助服务的品种分析
不同国家根据自身电力系统的特点和需求，发展出了多样化的辅助服务市场交易品种，涵盖了频率调节、备用服务、无功服务等多个方面，在保障电力系统可靠性、安全性和经济性方面发挥着关键作用。
随着可再生能源比例的不断提升，我国电力辅助服务市场需要引入爬坡类产品、系统惯性、快速调频等；电力辅助服务品种主要包括调峰、调频、系统备用3类，三者之和占市场份额约为90％。灵活性资源主体主要包含火电、火储联合、储能电站、水电、燃气、储能电站（包括新型储能、独立储能、共享储能、新能源配储、抽水蓄能等）、第三方独立主体（电动汽车及充电桩、高载能企业、负荷聚合商、虚拟电厂）等。
3）灵活性资源提供辅助服务的方式分析
灵活性资源提供辅助服务的方式从调节方式和时间尺度两个维度进行分析。在调节方式上，根据电力供需情况的不同，灵活性资源可提供供给向上、需求向下、供给向下和需求向上灵活性调节。从时间尺度维度来看，灵活性资源在不同时间尺度下所提供的产品和发挥的作用也有所差异。
4）灵活性资源提供辅助服务的成本分摊
电力辅助服务的成本大部分在发电企业之间分摊，但影响电力系统平衡的因素却来源于发用电两侧，需要将成本向用户疏导。我国不同区域现有辅助服务成本疏导及分摊主体见表10。2024年开始，煤电容量电价按照回收煤电机组一定比例固定成本的方式确定，2024—2025年多数地方为30％左右，部分煤电功能转型较快的地方适当提高至50％左右；2026年起，将各地通过容量电价回收的固定成本的比例提升至不低于50％（云南等地可进一步提升至70％）。煤电容量电费纳入系统运行费用，每月由工商业用户按当月用电量比例分摊。
5）灵活性资源提供辅助服务的补偿方式
电力辅助服务补偿方式主要分为义务提供、固定补偿、市场化方式补偿3种，对于不同种类的辅助服务以及具体辅助服务品种，补偿时的参考因素有所不同，具体见表11。2023年上半年，全国电力辅助服务费用占上网电费 1.9％， 共278亿元，市场化补偿费用204亿元，固定补偿费用74亿元；调峰补偿167亿元，占比 60.0％； 调频补偿54亿元，占比19.4％；备用补偿45亿元，占比16.2％；火电企业获得补偿254亿元，占比91.4%。
6）典型省份灵活性资源参与调峰辅助服务市场机制
各地区调峰辅助服务市场机制在交易品种、出清方式、准入条件、分摊方式等方面存在不同特点，反映了各地能源结构、电网需求和政策导向的差异。选取江苏、山东、青海等地区作为典型地区，总结不同地区参与调峰辅助服务市场机制。
结论
随着新能源渗透率的不断提升，灵活性调节资源需要开发与配置更多。源网荷储不同的灵活性资源特征不同、功效不同、成本不同，为此需要进行组合性的配置与调度。发电侧灵活性资源需要提供深度调峰（向下调峰或向上顶峰）、快速上下爬坡、启停及备用能力。发电机组最小技术出力越低、启动时间越短、爬坡率越大，表明灵活性越强。网侧灵活性资通过互联互济、微电网与柔性输电技术来提升对新能源的调节能力。电网互联互济可以挖掘更大范围的发电与用电两侧资源，某地发电资源已经达到最大出力但不能满足当地用电需求时，可以由邻近地区的发电资源来满足需求，也可以利用各地区用电的非同时性进行负荷调整，实现跨区发电及用电资源的共享，减少装机容量和备用容量，又可以减少各区域间的负荷波动。储能侧灵活性资源主要包括电化学储能、抽水蓄能、新能源制氢、超导储能、飞轮储能、空气压缩储能等，可以将新能源进行时段置换。论文当前主要侧重于综述，后续将针对多时间尺度配置、 调峰调频市场、多种灵活性资源组合调度优化等问题进行深度研究。
部分图表
表1 煤电机组调峰不同负荷率下供电煤耗
表2 负荷侧工商业灵活性资源调控设备、响应时间及响应潜力
表3 P2X作为灵活性资源的主要技术形式
表4 电化学储能的应用场景、功能与规模
表5 各类灵活性资源调节能力及优劣势对比
表6 灵活性资源参与辅助服务市场准入条件
表7 国外辅助服务市场交易品种
表8 不同区域的电力辅助服务品种
表9 灵活性资源提供辅助服务的方式
表10 辅助服务成本的疏导与分摊
表11 电力辅助服务品种及其补偿方式
表12 火电、水电机组参与调峰辅助服务市场机制
表13 用户及储能灵活性资源参与调峰辅助服务市场机制
图1 煤电灵活性改造技术方式
通讯作者
《煤炭经济研究》编委
谭忠富
谭忠富，现为华北电力大学经济与管理学院教授、博士生导师；北京能源研究基地首席专家。先后培养了全日制硕士毕业生110多人、博士毕业生40多人、博士后研究人员5位；与香港理工大学联合指导3名博士生。先后被评为教育部新世纪优秀人才、北京市优秀人才、北京市教育先锋先进个人、陕西省“百人计划”、上海电力大学“光明学者”特聘教授、延安大学特聘教授等。美国学习期间，被伊利诺伊理工大学聘为Visiting professor，协助指导2名博士生研究中国能源问题；被授予芝加哥地区荣誉公民；被评为IEEE Senior member。多年来一直从事能源电力风险管理、运行优化研究。作为负责人，先后主持过国家自然科学基金7项、国家社科基金1项、教育部新世纪优秀人才基金1项、国家科技支撑计划子课题1项、教育部哲学社科重大项目子课题1项、教育部博士点基金1项、教育部人文社科基金1项、北京教委与高校联合研究基金3项、北京社科基金重点2项、北京社科基金2项、北京优秀人才支持项目1项；主持能源行业委托项目90多项。在能源领域国际期刊《Energy policy》《Applied energy》《Energy》《Energy and Buildings》《Journal of Energy Engineering》，《 Energy Conversion and Management》《Renewable & Sustainable Energy Reviews》《 Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 》《Sustainability》等发表论文70余篇；在中国管理领域、电力领域期刊《系统工程理论与实践》《中国管理科学》《中国软科学》《中国工业经济》《数量经济与技术经济》《中国电机工程学报》《电工技术学报》等发表论文90多篇。担任《中国电力百科全书》编委并负责分支撰写；担任《能源大词典》审稿专家。在科学出版社出版著作3部，经济管理出版社出版著作1部，中国电力出版社出版著作3部。获得过中国产学研合作创新成果奖一等奖（排序第一）；国家能源局软科学优秀成果二等奖（排序第一）、二等奖（排序第二）；中国商业联合会科技创新奖一等奖（排序第二）、二等奖（第一）、技术创新个人奖（排序第一）；黑龙江省省长特别奖（排序第五）。
作者简介
程佳璐，女，河南商丘人，硕士，助理工程师，主要研究方向为技术经济。
引用来源
程佳璐，樊江川，希尔扎提·依不拉依木，等.挖掘灵活性资源消纳新能源以提升电力新质生产力[J]. 煤炭经济研究，2024，44（10）：25-36.
