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”,。在世界范圍，風(fēng)電和光伏發(fā)電的快速增長都對電力系統(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,。電力系統(tǒng)“靈活性”的定義目前還比較含糊,，可以認為是電力系統(tǒng)應(yīng)對發(fā)電、負荷和電網(wǎng)擾動的預(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,、運行、控制各個層面,，時間跨度可以從秒,、分鐘,、小時到日、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、儲能,、需求側(cè)響應(yīng),、電網(wǎng)靈活控制等。

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　　如何評價資源的靈活性

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

　　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)度計劃來實現(xiàn)，因此電網(wǎng)調(diào)度也成為整個電力市場的“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,。

　　電源和負荷實時平衡是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基本條件，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)引入大量的隨機性和波動性，給電網(wǎng)的調(diào)度運行帶來諸多困難,。因此,，應(yīng)在電力市場設(shè)計時考慮功率曲線在時間維度上的形狀,，考慮不同電能商品的靈活性品質(zhì),。

　　由于電能難以大量儲存,，發(fā)用功率必須實時平衡，從對電力系統(tǒng)調(diào)度運行和功率平衡的影響看,，筆者認為,，電能商品品質(zhì)應(yīng)從波動性、易控性,、隨機性3個維度進行衡量,。其中波動性指功率相對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,。隨機性與易控性有一定的關(guān)聯(lián),，隨機性大的電源或負荷一定難于控制，而隨機性小的電源或負荷可能易控,，如可靈活調(diào)節(jié)的資源,，也可能難控，如功率相對固定的資源,。對當(dāng)前各類常見供方（電廠）所生產(chǎn)和需方（負荷）所消費的電能商品品質(zhì)可以給出表1所示的排級,。需要注意的是，這僅按一般情況依照電能商品品質(zhì)高低對電源和負荷進行大致分類,，而非給電源或負荷“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

　　可以看出，資源靈活性與這里的電能商品品質(zhì)是對應(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個時段中成交的發(fā)電商各取1“段”（即1個商品），同一時段的各段負荷（即所有商品）的結(jié)算價是相同的,，均為該時段成交機組的最高價格（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”是市場中商品定價的基本原則，這種定價方式隱含的假設(shè)是,，同一時段負荷下的所有電能商品是同質(zhì)的,，因此都取相同的價格；而不同時段負荷下的電能商品是異質(zhì)的，因此不同時段的負荷有不同價格,?？梢钥闯觯瑐鹘y(tǒng)的基于實時電價理論的電力現(xiàn)貨（批發(fā)）市場設(shè)計忽略了電能生產(chǎn)和消費的時間連續(xù)性這個十分重要的特征,，并假設(shè)同一時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)的電能商品并進行合理定價,。

　　在這種定價方式下，由于光伏,、風(fēng)電近零邊際成本的特點,，將傳統(tǒng)火力發(fā)電在以邊際成本為準(zhǔn)的競價交易中擠出，使得市場出清價格降低,，甚至出現(xiàn)負值,，因此火力發(fā)電難以生存。而同時,，光伏和風(fēng)電的隨機性,、波動性，給電力系統(tǒng)的運行和控制帶來重大挑戰(zhàn),，對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機理所建立的電力市場運行紛紛出現(xiàn)問題,，因此都在改進市場設(shè)計,，比如引入另外的靈活性資源交易品種。

　　亟需探索建立價格形成新機制

　　對于發(fā)電機組,，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、增強爬坡能力（即提高加減負荷速度）,。對于熱電機組,，熱電解耦也是增強靈活性的方式。

　　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。我國在實踐中總結(jié)出來的深度調(diào)峰定價方式值得肯定,。該定價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試點,，自2017年1月在東北地區(qū)啟動以來成效顯著,，深入挖掘了電網(wǎng)調(diào)峰潛力，促進了風(fēng)電核電等清潔能源消納，顯著提高了電網(wǎng)安全運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，并實現(xiàn)全電網(wǎng)調(diào)峰成本最低,。根據(jù)火電機組調(diào)峰深度的不同，采用“階梯式”補償及分?jǐn)倷C制,，按照非線性比例“多減多得,、少減多罰”的原則加大獎罰力度，以激勵發(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)（針對靈活性供方）,。基本調(diào)峰服務(wù)指機組調(diào)峰率小于等于48%時所提供的輔助服務(wù),；有償調(diào)峰服務(wù)指機組調(diào)峰率大于48%或按調(diào)度要求進行啟停調(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,，則以每檔電價與積分電量計算每檔補償,，三檔補償總計為其補償費用。由于火電機組參與深度調(diào)峰有必要進行穩(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)貨價格來真實反映的,。

　　圖2火電廠深度調(diào)峰服務(wù)（靈活性供方）定價原理圖

　　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,，需要在實踐中進一步深入研究。

　　為實現(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,、促進可再生能源消納的目標(biāo)，靈活性資源價格形成機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)外已有實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,，拓寬思路,，在更先進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制，保障合理的投資回報,，促進相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展,。