過去，當(dāng)電網(wǎng)負荷降低時，電廠機組必須下調(diào)發(fā)電功率，一般下調(diào)到50%就已是極限。引入電力現(xiàn)貨市場后，市場機制促使企業(yè)進行技術(shù)升級，許多電廠已經(jīng)把功率下調(diào)的極限降到38%。有企業(yè)表示，經(jīng)過技術(shù)改造，發(fā)電功率還有進一步下調(diào)空間。
近期，負電價在多國上演。7月4日，德國與荷蘭部分時段電力出現(xiàn)-500歐元/兆瓦時的價格。無獨有偶，今年5月，我國某些地區(qū)也出現(xiàn)過類似的負電價。什么是負電價？負電價的出現(xiàn)意味著什么？
電力現(xiàn)貨市場促能源效益提升
負電價是指市場中的電力價格低于零，它意味著發(fā)電企業(yè)在銷售電力時不僅賺不到錢，反而要給電網(wǎng)企業(yè)或者電力用戶支付一定費用，吸引他們將多余的電力消納掉。
中國電力科學(xué)研究院電力自動化研究所（以下簡稱電力自動化研究所）黨委書記楊爭林告訴記者，電力是一種特殊的“商品”，不能大規(guī)模存儲，需要實時保持發(fā)用平衡。
新能源的大量并網(wǎng)，對電網(wǎng)穩(wěn)定性提出了更高要求。一天中新能源發(fā)電量較大的時段，往往用電需求不足，而一些新能源企業(yè)發(fā)電享受政府補貼且發(fā)電邊際成本較低，就會選擇報負電價的方式來確保發(fā)出的電量可以上網(wǎng)，從而促進新能源消納。對于煤電、核電等傳統(tǒng)機組而言，短期啟停成本較高、損耗大，為了維持機組正常運行，只能倒貼錢買需求。
負電價并不一定是壞事，它使得電價波動范圍擴大，對發(fā)電端和需求端都能形成一定的激勵。在發(fā)電端，價格高的電源將失去競爭力，這有助于糾正盲目的電源投資。同時，負電價的出現(xiàn)還可引導(dǎo)企業(yè)加大儲能設(shè)施建設(shè)力度，激勵火電企業(yè)進行技術(shù)改造，以更好地匹配電網(wǎng)需求和新能源的不穩(wěn)定性。在需求端，負電價的出現(xiàn)會激勵耗電大戶改變用電模式、實施錯峰生產(chǎn)，引導(dǎo)企業(yè)主動優(yōu)化工藝、降低能耗。此外，它還將增加電力消費側(cè)的彈性，通過電力需求靈活度的增強，解決電力系統(tǒng)中短期供需波動的問題。
以山西省為例，開展電力現(xiàn)貨市場試點建設(shè)后，過去少有人問津的谷電現(xiàn)在更受歡迎，用電負荷峰谷差降低了4%，取得的能源效益相當(dāng)于少建一座120萬千瓦的發(fā)電廠。
同時，發(fā)電側(cè)的變化也在悄然進行。過去，當(dāng)電網(wǎng)負荷降低時，電廠機組必須下調(diào)發(fā)電功率，一般下調(diào)到50%就已是極限。引入電力現(xiàn)貨市場后，市場機制促使企業(yè)進行技術(shù)升級，許多電廠已經(jīng)把功率下調(diào)的極限降到38%。有企業(yè)表示，經(jīng)過技術(shù)改造，發(fā)電功率還有進一步下調(diào)空間。
“在市場中，負荷調(diào)整就像見縫插針。調(diào)節(jié)能力強的機組參與上網(wǎng)的機會多，調(diào)節(jié)能力差的有機會也上不去，這就倒逼發(fā)電企業(yè)通過技術(shù)進步提升發(fā)電效率。”電力自動化研究所電力市場研究室主任馮樹海表示。
“看不見的手”優(yōu)化電力資源配置
我國自2015年開啟新一輪電力體制改革以來，完善電力市場建設(shè)就一直是改革的重中之重，其中價格機制又是市場機制的核心。負電價的產(chǎn)生并不意味著市場調(diào)控的失靈，相反，它意味著我國的電力體制機制改革又進了一步。負電價的背后，正是電力市場在通過“看不見的手”優(yōu)化資源配置。
楊爭林解釋道，電力市場可以分為中長期交易中心和現(xiàn)貨市場。其中，中長期交易中心主要以年、月、周為時間單位進行電力買賣，而現(xiàn)貨市場主要開展當(dāng)日和次日電力交易。負電價的出現(xiàn)，正是后者起作用的表現(xiàn)。
電力現(xiàn)貨市場，顧名思義就是“一手交錢一手交貨”的電力市場。電力現(xiàn)貨市場有何特點？楊爭林打了個比方：“比如去菜場買白菜，早上開市的時候1元一斤，而到了晚上快收攤的時候可能會降到5毛一斤。一天不同的時間，白菜的價格不一樣，這說明白菜在一天中產(chǎn)生了時序價格。同時，菜市場和地攤這兩個不同位置的白菜價格也不一致，這說明白菜交割點不同產(chǎn)生了位置信號。受供需等因素影響，電也有時序價格的差異，且不同地區(qū)發(fā)電成本不同，電的價格也不同。”
電力現(xiàn)貨市場有利于發(fā)揮市場在資源優(yōu)化配置中的決定性作用，使那些能源稟賦強、發(fā)電能力強的地區(qū)能夠?qū)㈦娰u到耗電量大的地區(qū)，從而提高經(jīng)濟效益；同時促進新能源消納，大大降低新能源發(fā)電波動性和不確定性對電網(wǎng)的影響。
技術(shù)創(chuàng)新支撐電力市場建設(shè)
電力現(xiàn)貨市場的構(gòu)建，離不開相應(yīng)的技術(shù)支持。
記者了解到，電力自動化研究所研發(fā)的電力市場技術(shù)支持系統(tǒng)，將電力中長期交易市場與現(xiàn)貨市場有效銜接，既有利于新能源消納，也助推了火電技術(shù)進步，還提升了電力大戶的用能效益，有效推動了我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，促進了電力資源優(yōu)化配置。“在安全有保障的情況下，要保證優(yōu)先購買低價電來滿足用電需求。這背后的技術(shù)支撐體系就是我們研究的重點。”楊爭林說。
電力現(xiàn)貨市場因交易和交付的間隔時間較短，價格會隨時間波動。在我國試點建設(shè)的電力現(xiàn)貨市場中，電力日前市場以15分鐘為一個交易時段，每天96個時段；日內(nèi)市場每個交易時段為15―60分鐘；實時市場以交割時點前一小時的電能交易為準(zhǔn)。為了精確計算電價、撮合交易，電力市場必須考慮上百萬個變量，這將消耗極大的算力。
面對未知且復(fù)雜的電力市場運行邊界，如何設(shè)計出符合我國國情的電力市場體系？楊爭林表示，實驗室團隊正在探索使用人工智能，根據(jù)過去電力供需的特點分析市場規(guī)律，預(yù)測未來的市場走勢。“我們利用人工智能找出了限制因素，將約束變量從上百萬個減少到原有的一成不到。”
“團隊已成功研發(fā)了省級電力現(xiàn)貨市場云架構(gòu)支撐平臺，提出了多維度數(shù)據(jù)統(tǒng)一建模技術(shù)、異構(gòu)數(shù)據(jù)庫混合存儲與聯(lián)動展示技術(shù)、客戶端和服務(wù)端圖形組態(tài)技術(shù)和微服務(wù)持續(xù)交付技術(shù)等。”楊爭林表示，基于這個平臺，研發(fā)人員可以像拼“樂高”模型一樣，實現(xiàn)一部分功能需求的敏捷開發(fā)，這極大地提升了研發(fā)效率，有助于團隊快速響應(yīng)市場規(guī)則的變化。
從整體上看，我國能源資源與用電負荷呈逆向分布態(tài)勢，東部地區(qū)用電量大但資源有限，西部地區(qū)資源豐富但供過于求。同時，我國水電、氣電等靈活調(diào)節(jié)資源占比較低，新能源規(guī)模大但分布地區(qū)較為集中。開展大規(guī)模的電力市場交易，將成為實現(xiàn)全國范圍內(nèi)電力資源優(yōu)化配置的重要途徑。
立足全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)要求，該研究所在國內(nèi)外尚無同類實踐案例的情況下，歷時2年，自主研發(fā)了計及ATC的省間中長期集中優(yōu)化出清技術(shù)，取得了該領(lǐng)域從“0”到“1”的突破。ATC即“可用傳輸容量”，是指電網(wǎng)在已有交易或合同基礎(chǔ)上可進一步用于交易的剩余輸電容量。該技術(shù)的成功研發(fā)，為全國統(tǒng)一電力市場深化改革提供了決策支撐。
來源：科技日報
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