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

　　在我國,，由于棄風(fēng)棄光問題嚴(yán)重,，提高電網(wǎng)調(diào)峰能力與開展火電靈活性改造已成為國家有關(guān)部門關(guān)注的重點(diǎn)。電力系統(tǒng)“靈活性”的定義目前還比較含糊,，可以認(rèn)為是電力系統(tǒng)應(yīng)對(duì)發(fā)電,、負(fù)荷和電網(wǎng)擾動(dòng)的預(yù)期的和非預(yù)期的變化情況的一種能力。靈活性涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃,、運(yùn)行,、控制各個(gè)層面，時(shí)間跨度可以從秒、分鐘,、小時(shí)到日,、月、年以及多年,，從電網(wǎng)的空間尺度上則可分為就地,、區(qū)域以及全網(wǎng)。靈活性資源包括調(diào)峰資源,、調(diào)頻資源,、儲(chǔ)能、需求側(cè)響應(yīng),、電網(wǎng)靈活控制等,。

　　（來源：中國能源報(bào) 作者：陳皓勇）

　　如何評(píng)價(jià)資源的靈活性

　　與其他電能產(chǎn)品一樣,，價(jià)格形成機(jī)制也是靈活性資源發(fā)展的關(guān)鍵,。價(jià)格形成機(jī)制的研究主要包括兩個(gè)部分：一是靈活性資源成本分析（即什么是合理價(jià)格），二是市場中的價(jià)格形成機(jī)制（集中競價(jià),、雙邊協(xié)商或其他交易機(jī)制）,。成本分析是衡量價(jià)格是否合理的基礎(chǔ)，但最終價(jià)格要通過市場機(jī)制來形成,。

　　由于電能在物理上的同質(zhì)化特征,，電網(wǎng)的作用像水池，因此從物理電能的角度,，實(shí)際上是無法分清產(chǎn)銷方的,。因此電力市場中交易的并非物理的電能，而是發(fā)電權(quán)與用電權(quán),，最終通過調(diào)度計(jì)劃來實(shí)現(xiàn),，因此電網(wǎng)調(diào)度也成為整個(gè)電力市場的“交通指揮中心”。電力市場交易則完全基于所采用的調(diào)度,、控制模型,，資源靈活性也通過調(diào)度、控制層面體現(xiàn)出來,。

　　電源和負(fù)荷實(shí)時(shí)平衡是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基本條件,，而當(dāng)前電力系統(tǒng)中由于風(fēng)、光等新能源的大量接入,，在電源側(cè)引入大量的隨機(jī)性和波動(dòng)性,，給電網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行帶來諸多困難。因此,，應(yīng)在電力市場設(shè)計(jì)時(shí)考慮功率曲線在時(shí)間維度上的形狀,，考慮不同電能商品的靈活性品質(zhì)。

　　由于電能難以大量儲(chǔ)存，發(fā)用功率必須實(shí)時(shí)平衡,，從對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行和功率平衡的影響看,，筆者認(rèn)為，電能商品品質(zhì)應(yīng)從波動(dòng)性,、易控性,、隨機(jī)性3個(gè)維度進(jìn)行衡量。其中波動(dòng)性指功率相對(duì)于自身容量的變化幅度,；易控性指將功率在一定范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)的難易程度,。隨機(jī)性與易控性有一定的關(guān)聯(lián)，隨機(jī)性大的電源或負(fù)荷一定難于控制,，而隨機(jī)性小的電源或負(fù)荷可能易控,，如可靈活調(diào)節(jié)的資源，也可能難控,，如功率相對(duì)固定的資源,。對(duì)當(dāng)前各類常見供方（電廠）所生產(chǎn)和需方（負(fù)荷）所消費(fèi)的電能商品品質(zhì)可以給出表1所示的排級(jí)。需要注意的是,，這僅按一般情況依照電能商品品質(zhì)高低對(duì)電源和負(fù)荷進(jìn)行大致分類,，而非給電源或負(fù)荷“貼標(biāo)簽”。例如,，如果品質(zhì)一般的煤電經(jīng)過靈活性改造,，可升級(jí)為高品質(zhì)的調(diào)峰電源。

　　表一電能商品品質(zhì)（資源靈活性）排級(jí)

　　可以看出,，資源靈活性與這里的電能商品品質(zhì)是對(duì)應(yīng)的,，品質(zhì)越高的電能商品，靈活性越高,，而品質(zhì)越低的電能商品,，靈活性也越低。

　　傳統(tǒng)電力現(xiàn)貨交易理論“失效”

　　當(dāng)前國內(nèi)外電力現(xiàn)貨市場的電能商品模型為：將交易周期的功率曲線下的面積按等長時(shí)段切分成若干“條”,，然后每條又分為若干可不等高的“段”,。在發(fā)電側(cè),，在1個(gè)時(shí)段中成交的發(fā)電商各取1“段”（即1個(gè)商品）,，同一時(shí)段的各段負(fù)荷（即所有商品）的結(jié)算價(jià)是相同的，均為該時(shí)段成交機(jī)組的最高價(jià)格（見圖1）,。

　　圖一 電力現(xiàn)貨市場電能商品概念示意圖

　　由于“同質(zhì)同價(jià)”是市場中商品定價(jià)的基本原則,，這種定價(jià)方式隱含的假設(shè)是，同一時(shí)段負(fù)荷下的所有電能商品是同質(zhì)的,，因此都取相同的價(jià)格,；而不同時(shí)段負(fù)荷下的電能商品是異質(zhì)的，因此不同時(shí)段的負(fù)荷有不同價(jià)格?？梢钥闯?，傳統(tǒng)的基于實(shí)時(shí)電價(jià)理論的電力現(xiàn)貨（批發(fā)）市場設(shè)計(jì)忽略了電能生產(chǎn)和消費(fèi)的時(shí)間連續(xù)性這個(gè)十分重要的特征，并假設(shè)同一時(shí)段的電能商品都是同質(zhì)的,，因此無法區(qū)別基荷,、腰荷和峰荷機(jī)組區(qū)別明顯的技術(shù)特征及成本構(gòu)成，也無法分辨不同品質(zhì)的電能商品并進(jìn)行合理定價(jià),。

　　在這種定價(jià)方式下,，由于光伏、風(fēng)電近零邊際成本的特點(diǎn),，將傳統(tǒng)火力發(fā)電在以邊際成本為準(zhǔn)的競價(jià)交易中擠出,，使得市場出清價(jià)格降低，甚至出現(xiàn)負(fù)值,，因此火力發(fā)電難以生存,。而同時(shí)，光伏和風(fēng)電的隨機(jī)性,、波動(dòng)性,，給電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制帶來重大挑戰(zhàn)，對(duì)靈活性的需求急劇增加,。在可再生能源大規(guī)模接入的背景下,，世界各國基于這種定價(jià)機(jī)理所建立的電力市場運(yùn)行紛紛出現(xiàn)問題，因此都在改進(jìn)市場設(shè)計(jì),，比如引入另外的靈活性資源交易品種,。

　　亟需探索建立價(jià)格形成新機(jī)制

　　對(duì)于發(fā)電機(jī)組，靈活性的提升主要體現(xiàn)在：深度調(diào)峰（降低最小技術(shù)出力）,、快速啟停,、增強(qiáng)爬坡能力（即提高加減負(fù)荷速度）。對(duì)于熱電機(jī)組,，熱電解耦也是增強(qiáng)靈活性的方式,。

　　在美國加州電力市場（CAISO）和中部大陸電力市場（MISO），建立了靈活爬坡產(chǎn)品交易,，取得了良好的效果,。我國在實(shí)踐中總結(jié)出來的深度調(diào)峰定價(jià)方式值得肯定。該定價(jià)方式首先在東北電力輔助服務(wù)市場建立,，并且在全國推廣,。作為國家電力體制改革專項(xiàng)試點(diǎn)，自2017年1月在東北地區(qū)啟動(dòng)以來成效顯著,，深入挖掘了電網(wǎng)調(diào)峰潛力,，促進(jìn)了風(fēng)電核電等清潔能源消納,，顯著提高了電網(wǎng)安全運(yùn)行水平和供熱可靠性。

　　東北調(diào)峰服務(wù)市場體現(xiàn)公平,、自愿的原則,，并實(shí)現(xiàn)全電網(wǎng)調(diào)峰成本最低。根據(jù)火電機(jī)組調(diào)峰深度的不同,，采用“階梯式”補(bǔ)償及分?jǐn)倷C(jī)制,，按照非線性比例“多減多得、少減多罰”的原則加大獎(jiǎng)罰力度,，以激勵(lì)發(fā)電企業(yè)加大提供調(diào)峰服務(wù)的意愿,。調(diào)峰服務(wù)分為基本（無償）調(diào)峰服務(wù)以及有償調(diào)峰服務(wù)（針對(duì)靈活性供方）?；菊{(diào)峰服務(wù)指機(jī)組調(diào)峰率小于等于48%時(shí)所提供的輔助服務(wù),；有償調(diào)峰服務(wù)指機(jī)組調(diào)峰率大于48%或按調(diào)度要求進(jìn)行啟停調(diào)峰所提供的服務(wù)。假設(shè)某火電廠提供了深度調(diào)峰有償調(diào)峰服務(wù),，其發(fā)電曲線如圖2所示,，則以每檔電價(jià)與積分電量計(jì)算每檔補(bǔ)償，三檔補(bǔ)償總計(jì)為其補(bǔ)償費(fèi)用,。由于火電機(jī)組參與深度調(diào)峰有必要進(jìn)行穩(wěn)燃技術(shù)改造,，并且可能需要投油，增大發(fā)電成本,，這種降低發(fā)電功率反而增大成本的情況是無法通過國外的現(xiàn)貨價(jià)格來真實(shí)反映的,。

　　圖2火電廠深度調(diào)峰服務(wù)（靈活性供方）定價(jià)原理圖

　　作為靈活性資源市場化交易的初步嘗試，東北調(diào)峰服務(wù)市場算是成功的,。但也有一些缺陷,，特別是人為指定的參數(shù)太多，需要在實(shí)踐中進(jìn)一步深入研究,。

　　為實(shí)現(xiàn)國家發(fā)展改革委,、國家能源局提出的提升電力系統(tǒng)靈活性、促進(jìn)可再生能源消納的目標(biāo),，靈活性資源價(jià)格形成機(jī)制的研究與建立已成當(dāng)務(wù)之急,。如前所述，傳統(tǒng)的電力現(xiàn)貨市場解決不了靈活性資源合理定價(jià)的問題,。有關(guān)部門及專家應(yīng)在充分總結(jié)國內(nèi)外已有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,，拓寬思路，在更先進(jìn)的電力市場理論的指導(dǎo)下研究和構(gòu)建新型的靈活性資源交易機(jī)制,，保障合理的投資回報(bào),，促進(jìn)相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展,。