面向新型電力系統(tǒng)靈活性提升的國(guó)內(nèi)外輔助服務(wù)市場(chǎng)研究綜述

　　我國(guó)傳統(tǒng)輔助服務(wù)市場(chǎng)的參與主體與市場(chǎng)機(jī)制無法應(yīng)對(duì)未來新型電力系統(tǒng)的靈活性挑戰(zhàn)，當(dāng)前面向電力系統(tǒng)靈活性提升的輔助服務(wù)相關(guān)研究尚缺乏國(guó)外成熟市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，未全面提出新型電力系統(tǒng)輔助服務(wù)市場(chǎng)的發(fā)展思路。

　　上海電力大學(xué)電氣工程學(xué)院的邊曉燕教授團(tuán)隊(duì)在2023年第6期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，從靈活性資源和市場(chǎng)設(shè)計(jì)角度綜合提出面向新型電力系統(tǒng)靈活性提升的輔助服務(wù)市場(chǎng)發(fā)展思路。

　　首先從源網(wǎng)荷儲(chǔ)角度對(duì)靈活性資源進(jìn)行分類并作特征比較，分析國(guó)內(nèi)外輔助服務(wù)市場(chǎng)中靈活性資源的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景;然后從市場(chǎng)設(shè)計(jì)角度總結(jié)出輔助服務(wù)產(chǎn)品多元化、管理方式本地化、價(jià)格機(jī)制合理化與跨省區(qū)資源共享化的靈活性提升方案;最后提出面向靈活性提升的我國(guó)輔助服務(wù)市場(chǎng)發(fā)展思路。

　　研究背景

　　隨著風(fēng)電、光伏及主動(dòng)負(fù)荷等不確定性資源的比重不斷上升，僅依靠傳統(tǒng)電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)調(diào)節(jié)手段，已無法滿足新能源持續(xù)大規(guī)模并網(wǎng)消納的需求，電力系統(tǒng)正面臨著靈活性需求激增而靈活調(diào)節(jié)能力不足的挑戰(zhàn)，需要統(tǒng)籌源網(wǎng)荷儲(chǔ)側(cè)資源，多維度提升系統(tǒng)靈活性。

　　一方面要挖掘不同環(huán)節(jié)的靈活性資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié);另一方面要完善市場(chǎng)機(jī)制，給予資源一定的激勵(lì)與補(bǔ)償。電力市場(chǎng)輔助服務(wù)作為提升電力系統(tǒng)靈活性的手段之一，主要包括一次調(diào)頻、自動(dòng)發(fā)電控制、調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、備用、黑啟動(dòng)等。

　　然而，傳統(tǒng)輔助服務(wù)主要由火電廠提供，調(diào)節(jié)能力有限且缺乏環(huán)保性，原有的輔助服務(wù)參與主體與市場(chǎng)機(jī)制已不能滿足電力系統(tǒng)靈活性需求，亟需探索輔助服務(wù)提升電力系統(tǒng)靈活性的新途徑。

　　論文所解決的問題及意義

　　該文綜合考慮未來新型電力系統(tǒng)靈活性挑戰(zhàn)下我國(guó)輔助服務(wù)市場(chǎng)的發(fā)展需求，對(duì)國(guó)內(nèi)外最新文獻(xiàn)和項(xiàng)目報(bào)告進(jìn)行研究，從輔助服務(wù)角度探討提升新型電力系統(tǒng)靈活性的思路，該文能夠?yàn)樾滦碗娏ο到y(tǒng)下我國(guó)輔助服務(wù)市場(chǎng)的建設(shè)提供新思路，特別是為輔助服務(wù)提升系統(tǒng)靈活性提供研究方向。

　　論文方法及創(chuàng)新點(diǎn)

　　該文借鑒國(guó)內(nèi)外最新研究成果與項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，提出面向新型電力系統(tǒng)靈活性提升的輔助服務(wù)發(fā)展思路。

　　首先分析新型電力系統(tǒng)的靈活性挑戰(zhàn)以及當(dāng)前我國(guó)輔助服務(wù)市場(chǎng)存在的問題;然后充分挖掘源網(wǎng)荷儲(chǔ)側(cè)多元資源的調(diào)節(jié)潛力，分析國(guó)內(nèi)外輔助服務(wù)市場(chǎng)中靈活性資源的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景;同時(shí)，由于市場(chǎng)制度決定了靈活性資源的配置效率，從市場(chǎng)設(shè)計(jì)角度，提出輔助服務(wù)產(chǎn)品多元化、管理方式本地化、價(jià)格機(jī)制合理化、跨省區(qū)資源共享化的靈活性提升方案;最后，在借鑒國(guó)外輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)及靈活性提升手段的基礎(chǔ)上，切實(shí)考慮我國(guó)輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)的實(shí)際情況，提出未來面向靈活性提升的我國(guó)輔助服務(wù)市場(chǎng)發(fā)展思路。

圖1 輔助服務(wù)市場(chǎng)發(fā)展整體思路

圖2 靈活性資源特征對(duì)比

圖3 北歐、美國(guó)德州、中國(guó)輔助服務(wù)產(chǎn)品

　　結(jié)論

　　該文針對(duì)面向靈活性提升的我國(guó)輔助服務(wù)市場(chǎng)總結(jié)出以下四點(diǎn)發(fā)展思路：

　　1)挖掘靈活性資源調(diào)節(jié)潛力，形成多元化輔助服務(wù)市場(chǎng)參與主體。鼓勵(lì)并引導(dǎo)儲(chǔ)能、可控負(fù)荷、電動(dòng)汽車等多元資源參與輔助服務(wù)，進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)主體范圍，以市場(chǎng)化手段激勵(lì)多元主體釋放靈活調(diào)節(jié)潛力。

　　2)探索開發(fā)多元輔助服務(wù)產(chǎn)品。健全備用、調(diào)頻等輔助服務(wù)產(chǎn)品類型，在新能源比例較高的地區(qū)，探索建立快速頻率響應(yīng)、快速爬坡等輔助服務(wù)產(chǎn)品。

　　3)輸配結(jié)合管理輔助服務(wù)資源。引導(dǎo)更多配網(wǎng)中的分布式資源參與輔助服務(wù)市場(chǎng)，由DSO管理本地靈活性資源，TSO與DSO協(xié)同運(yùn)營(yíng)輔助服務(wù)市場(chǎng)。同時(shí)還應(yīng)探索跨省區(qū)輔助服務(wù)市場(chǎng)，打破省間電力交易壁壘，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域資源合理備用。

　　4)完善輔助服務(wù)價(jià)格機(jī)制。采用市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)方式確定輔助服務(wù)的提供方，精細(xì)量化評(píng)估不同資源提供輔助服務(wù)的能力，因地制宜區(qū)分不同類別用電特性電力用戶的分擔(dān)標(biāo)準(zhǔn)，公平核算不同輔助服務(wù)對(duì)應(yīng)的價(jià)格，根據(jù)“誰提供，誰獲利;誰受益、誰承擔(dān)”的原則，將輔助服務(wù)成本疏導(dǎo)至用戶側(cè)。

　　團(tuán)隊(duì)介紹

　　研究人員隸屬于上海電力大學(xué)電氣工程學(xué)院新能源電力系統(tǒng)與智能配用電研究所，該文通訊作者邊曉燕博士、教授、IEEE Senior Member、Associate Editor of IET Generation,Transmission&Distribution，近年來，在IEEE Trans on Power systems、IET GTD、中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)、電工技術(shù)學(xué)報(bào)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、電網(wǎng)技術(shù)、電力自動(dòng)化設(shè)備、高電壓技術(shù)等期刊和國(guó)際會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇;申請(qǐng)發(fā)明專利56項(xiàng)、其中授權(quán)24項(xiàng);參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，主持完成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，參與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng);授權(quán)軟件著作權(quán)5項(xiàng)。獲得省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)6次。主持包括國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科委重點(diǎn)科技攻關(guān)、電網(wǎng)公司科技項(xiàng)目等20余項(xiàng)縱橫向項(xiàng)目。

　　吳珊，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)靈活性、低碳電力技術(shù)等。

　　邊曉燕，博士，教授，主要研究方向?yàn)樾履茉床⒕W(wǎng)與消納、電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制、綜合能源系統(tǒng)極端自然災(zāi)害防御與恢復(fù)等。

　　本文編自2023年第6期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“面向新型電力系統(tǒng)靈活性提升的國(guó)內(nèi)外輔助服務(wù)市場(chǎng)研究綜述”。本課題得到國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目的支持。