欧洲战略备用机制对我国发电容量充裕性问题的启示

确保发电容量充裕是电力系统安全运行和电力市场稳定的必要条件,是电力工业发展中需要解决的核心问题之一。随着全球能源电力低碳转型,电力系统发电容量充裕性面临着严峻挑战,国际上已实施多种容量机制。文章结合欧洲能源转型及电力市场化改革过程梳理容量机制的建设背景、发展脉络及现状,重点分析欧洲2019/943法案推荐近期适用的战略备用机制,及该机制在芬兰、德国、比利时的设计细节。双碳目标下,我国煤电将由主体电源转变为调节性、支撑性电源,亟需容量机制保障其安全平稳转型。文章梳理了我国煤电容量机制现状及问题,指出战略备用机制具有良好的适用性,分析设计实施该机制的关键问题,为国内容量机制建设提供了决策参考。     

三种容量充裕性机制在引导最优容量方面的等价性和在影响发电商收入方面的差异性

在“碳达峰、碳中和”背景下,可再生能源的快速发展将进一步推动电源结构的优化转型,然而可再生能源出力的随机性和波动性对电网可靠供电、对新型电力系统的发电容量充裕性带来了严峻挑战。近年来,学术界对容量充裕性机制已开展不少研究,但尚未定量评估不同充裕性机制在引导系统最优容量方面的效果。为此,该文选取稀缺性定价、传统容量拍卖和引入可靠性期权的容量拍卖这三种容量充裕性机制,探究这些机制在确定性下引导系统最优容量的等价性及在系统停电小时数、机组出力的不确定性下对发电商收入的影响。最后,对我国电力市场容量充裕性机制的建设提出建议和关注点。     

适应高比例新能源发展的电力市场容量保障机制分析

随着全球电力系统的低碳转型,在现有电力市场框架下,能否通过市场机制释放合理价格信号来保障电力系统中灵活性电源与可靠性后备容量的充裕性,是否需要设置容量保障机制,以及如何进行容量保障机制设计,已成为维持电力系统可持续性发展的重要课题。文章首先讨论了高比例新能源电力系统采用单一能量市场模式可能出现的发电充裕性问题,通过构建发电技术筛选曲线模型量化分析了该问题;然后概述归纳了国外成熟电力市场中容量保障机制设计的机理及具体内容,提炼出容量保障机制设计的三大要素;最后,指出我国电力市场容量市场机制设计面临的问题并提出相关建议。     

适应中国现行电力市场环境下的容量市场机制设计

从保证电力系统发电容量充裕度的必要性出发,研究国外电力市场中保障电力系统可靠发电容量的体制机制,提出适应中国电力市场环境下的容量市场机制设计方式,有助于建设与现行机制耦合的容量市场机制,保障系统发电容量充裕及系统长期稳定运行。     

发电容量充裕性保障机制国际实践与启示

电力能源绿色转型和现货市场加快推进使得中国发电容量充裕性保障机制建立及其路径选择问题日益迫切。围绕此问题,梳理容量充裕性保障机制的国际实践经验,综合比较稀缺定价、容量市场和容量补贴电价3类机制的基本原理、总体框架与核心制度、机制优劣与适用条件;以容量市场为重点,比较分散式、集中式和可靠性期权3类市场模式,归纳以容量配额、资格审查和市场交易为核心制度的基本框架体系,研究各个市场拍卖制度设计和容量需求曲线计算方法;阐释智利补贴机制中容量电价和充裕容量的核定原理与方法,探讨稀缺定价机制在社会政治层面的局限性及监管两难问题。最后,就中国容量充裕性保障机制建设问题,提出与中国电力市场建设发展相适应的分阶段建议。     

基于蒙特卡罗算法的发输电系统充裕性模型及评估方法研究

发电容量充裕性评估可为电力系统的规划及运行提供决策依据,通过对发电容量充裕性的相关指标和蒙特卡罗仿真算法研究,建立了考虑电网主要随机因素的发输电系统充裕度概率评估模型,设计了基于蒙特卡罗法的可靠性仿真流程,并用该方法评估了基于现有系统备用配置情况的南方电网发电容量充裕性,验证了该方案和模型的正确性及可行性,结合仿真结果推荐了南方电网备用确定原则,为电网的规划设计及其安全运行提供了有价值的参考依据。     

综合资源规划下发电容量充裕度的优化设计方法

分析了电力市场中影响发电容量充裕度的因素,将区域外购电和需求侧响应作为备用容量资源,用于协调可用发电容量,并据此定义发电容量充裕度,给出了一种发电容量充裕度评估方法,用以量化评估系统充裕度,从而达到监控及保证发电容量充裕性的目的.并通过算例验证了所提方法的有效性,为电力系统规划、运营以及监管提供参考.     

电力市场中发电容量充裕性评估方法及保障机制

随着电力市场化改革的推进和可再生能源占比的提高,如何评估并保障系统发电容量充裕性成为确保电力可靠供应的重要问题。文中提出一种可以定量计算每台发电机组充裕容量和系统发电容量充裕度的方法,从而评估机组可靠性价值和系统发电容量充裕性水平。基于发电容量充裕性评估方法和边际成本定价原理,设计一种发电容量充裕性保障机制。容量电价根据年度峰值负荷期间运行的边际机组的投资成本确定,充分考虑机组实际发电能力及系统实际需求来核定补偿容量,从而帮助发电企业在计划投资回收期内回收固定成本,保障系统发电容量充裕性。算例仿真验证了所设计的机制的有效性和适应性。     

英国容量市场模式在中国的适用性分析

确保电力系统发电容量充裕性是电力市场建设需要解决的重要问题之一。文章详细阐述了英国采用容量市场模式的背景、目的及其具体形式,然后对英国的容量市场模式在我国的利用进行了适用性分析,指出了该模式在我国实施的利弊、改革难度大小、可能出现的问题和需要注意的问题等,为我国的容量市场建设提供参考。     

面向高比例可再生能源电力系统的容量补偿机制研究

可再生能源的较低发电边际成本将导致市场中的能量价格持续处于低位,压缩了各类电源的收益空间。为确保电力系统中的充足容量供给,市场需要引入容量补偿机制。文章综述并比较了国外电力市场的典型容量补偿机制,提出了适应于我国的电力容量补偿机制。具体地,该方法考察了市场中各机组单位有效容量的成本缺额的平均值,确定了单位有效容量的成本补偿价格,并据此对机组容量补偿价格进行结算。最后,基于我国某省目前实际和未来规划的电力系统数据完成了算例。结果表明,随着可再生能源渗透率的不断提高,需要容量补偿的火电机组逐渐增加,容量补偿收益占总收益比例不断增加,容量补偿机制重要性将不断凸显。     

电量与备用共同市场的SFE模型分析

电力系统运行的技术特点要求足够的备用容量。一些电力市场采用单独的容量市场获取备用容量,这增加了发电企业竞标的复杂性。文中介绍了一种电量与备用共同竞价的日前集中拍卖市场设计。在这种市场方案中,系统运行机构可通过单一市场在日前获得足够的调用出力和备用容量。建立了发电企业在电量与备用共同市场规则下策略竞价的供给函数均衡(SFE)模型,分析了其市场势力对两种市场的影响。研究表明,与单纯电量市场相比,电量与备用共同市场在获取足够备用容量的同时,不会增加系统支付费用,实际上电量支付费用还会有所减少,而市场出清电价会略有降低。最后采用发电企业完全对称性假设,给出了不同企业数目情况下的算例结果。     

激励火电提供灵活性的容量补偿机制设计

近年来,在中国电力系统低碳化转型以及电力市场化改革快速推进的同时也暴露了一些问题,其中较为典型的就是以煤电为代表的火电企业普遍大面积亏损,甚至濒临破产清算的困境,这一现象主要归因于大规模新能源零边际成本占据火力发电份额,以及火电提供灵活性以保障新能源消纳产生的外部成本没有得到充分回报,部分火电企业甚至还贷难以为继,亟须建立合理的容量机制保障火电这部分外部成本的回收。因此,文中首先对比了国内外主流的容量补偿机制及其对中国的适应性。然后建立了考虑火电企业退出市场的双层决策模型,分析了不同可再生能源渗透率下,容量补偿价格对火电企业决策以及市场运行的影响,包括出清电价、辅助服务成本等。最后,通过IEEE 30节点系统和中国某省级实际电网,验证了所提模型的有效性。算例结果表明,制定合理的容量补偿机制能够有效保证火电企业收益,并激励其提供灵活性,从而提升电网整体经济性和运行效率。     

中国电力建设技术进展及发展趋势-（下）电源部分

电力行业的发展和规划最终要落实到工程建设实践中,电力建设技术为中国电力行业的发展奠定了坚实的基础。总结了“十二五”期间电源建设技术领域国内外最新研究成果和重要工程实践情况,对大容量高参数燃煤发电工程、燃煤电站超低排放技术、风力发电技术、太阳能发电技术、储能技术及电站工程建设管理等各领域技术在“十三五”期间及至更长时间内的发展趋势、可能达到的参数及技术水平进行了分析,对中国电源建设的发展提出了相关建议。     

兼容多目标调控需要的新型容量市场机制设计

容量市场是电力市场体系的重要组成部分,能起到补偿固定成本、激励电源投资、保障容量供应等作用,在美国PJM、英国等市场中都有广泛应用。然而以保障供给需要为主的机制设计,导致现有容量市场机制在高比例可再生能源场景应用中存在明显局限性,同时也无法兼顾能源转型发展等多政策目标调控需要。面向未来能源转型可持续发展需要,文章提出了兼容多政策目标调控需要的新型容量市场机制方案。在该机制下,除满足常规容量市场保障供给目标需求外,还可以便利地附加能源结构约束指标要求,实现有序推进能源转型的政策需要,同时借助市场竞争发现边际容量成本,保障经济效率目标得到实现。另外该机制还能适应风、光等可再生能源成本持续下降、市场竞争形势动态演变的需要,实现对可再生能源发展的激励相容规制,替代既有定向补贴、配额制等产业扶持政策。在给出详细机制方案设计基础上,还进行了仿真算例模拟计算,结果表明,所提出的容量市场机制方案可有效兼顾保障供给安全、经济成本发现、推动绿色转型等多政策目标调控需要,便利地解决能源"不可能三角"的协同问题。     

中国煤电产能是否过剩的探讨

从中国电力供需矛盾在新常态下发生重大转折的主要特点出发,分析了近年电力供应侧、需求侧发展特点,从“数量”与“质量”、不同主体的价值观、市场机制、国际比较等方面对煤电是否过剩进行了分析,提出电力负荷结构调整、电力需求总体不足、电力结构变化较大、煤电调峰任务加大、煤价持续下降、煤电经济效益较好等是造成煤电产能相对过剩的原因。提出了从电力供给侧和需求侧两方面要约束新增电力产能;建议促进煤电功能转变、挖掘现有煤电机组能力、提高燃煤机组深度调峰能力、避免过度“上大压小”等;建议在需求侧方面等待电力需求恢复、主动扩大用电需求、通过碳市场建设抑制煤电产能等措施。并提出了在能源系统优化的模式下,煤电将有10个百分点左右的设备利用率潜力可挖,“十三五”期间煤电可有3亿t左右原煤产能的转化能力。     

中国电力转型对能源可持续供应的支撑作用研究

剖析了常规化石能源可持续供应总量有限、能源运输结构不合理、生态环境问题突出及电网发展相对滞后等中国能源和电力发展中面临的主要问题,阐述了构建安全、稳定、经济、清洁的现代能源产业体系的战略思路及需要采取的重大战略举措。提出中国电力工业转型应大力发展清洁能源发电、优化煤电开发布局、推动清洁能源发电跨区输送、加快发展特高压跨区输电及建设坚强智能电网等战略。最后对我国电力转型发展对能源供应安全的重要贡献进行实证分析。     

基于均衡模型的寡头电力市场容量机制研究

为研究容量机制对我国电力市场可能产生的影响，分别针对可靠性期权和战略备用两种容量机制下寡头企业的策略性行为，建立了基于古诺均衡理论的电力市场三重均衡模型。该模型重点考虑了不同容量机制下寡头发电企业的策略性行为对电力交易和用户成本的影响。通过采用伊比利亚半岛电力市场运营商OMIE公开数据，仿真验证了容量机制对市场供需关系的缓解作用。结果同时表明容量机制的引入仅改变了寡头企业行使市场力的方式，寡头企业影响交易价格的能力仍然存在，两种容量机制在不同方面均存在一定的局限性。