抽水蓄能電站輔助服務(wù)及價格補償機制的初步研究

2018-12-25 07:02:54徐利芬李雪嬌

水電與抽水蓄能 2018年6期

徐利芬，李雪嬌

（1.國網(wǎng)新源控股有限公司，北京市 100053；2.國網(wǎng)新源控股有限公司技術(shù)中心，北京市 100053）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟飛速發(fā)展、人民生活水平的不斷提高，電力供應(yīng)、安全穩(wěn)定運行面臨更為嚴峻的形勢[8]。相對于常規(guī)電站，抽水蓄能電站是具有運行靈活、反應(yīng)快速特點的清潔能源，在電力系統(tǒng)中承擔調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和備用電源等多種電能量服務(wù)及各類優(yōu)質(zhì)輔助服務(wù)。抽水蓄能電站在現(xiàn)今電力市場環(huán)境中具備競爭優(yōu)勢及廣泛發(fā)展前景，應(yīng)當在電力市場環(huán)境下獲得更高的收益，從而增強其市場競爭力。

1 抽水蓄能電站功能及效益

我國抽水蓄能電站經(jīng)過50年發(fā)展，成為電力系統(tǒng)安全保障和儲能調(diào)節(jié)的堅強支撐。按抽水蓄能發(fā)展理論，抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中主要承擔調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、系統(tǒng)備用、黑啟動等功能[1]，同時可以減少傳統(tǒng)燃料消耗及污染物排放，對經(jīng)濟、民生及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展均有積極作用。其主要效益體現(xiàn)為靜態(tài)效益、動態(tài)效益和社會效益、環(huán)境效益等。抽水蓄能電站功能及效益如圖1所示。

圖1 抽水蓄能電站功能及效益Fig.1 The function and benefits or pumped storage power station

由圖1可以看出，抽水蓄能電站因具備良好的調(diào)峰填谷特性及多種輔助服務(wù)的特性，以其獨特的運行模式和優(yōu)勢，在電力市場環(huán)境中起到保障電網(wǎng)運行安全、改善電力環(huán)境，提供新能源消納、促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展等作用[3]。在一般情況下，電源企業(yè)電能效益和輔助服務(wù)的價值是通過相應(yīng)的電價得以體現(xiàn)的。但在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)和當前不完全的電力市場環(huán)境條件下，現(xiàn)有的電價機制（租賃制、兩部制等）不能完全反映出抽水蓄能電站的輔助服務(wù)功能及其價值[5]。如何根據(jù)抽水蓄能電站提供的輔助服務(wù)，制定合理的價格補償機制，是對抽水蓄能電站管理提升和行業(yè)可持續(xù)發(fā)展和的內(nèi)在要求。

本文分別從抽水蓄能參與區(qū)域輔助服務(wù)市場提供的輔助服務(wù)以及在環(huán)境方面、社會方面產(chǎn)生的積極作用來定義抽水蓄能電站提供的輔助服務(wù)，并探索有效、合理的價格補償機制，以彌補現(xiàn)有電價模式不足以補償抽水蓄能電站所產(chǎn)生功能的現(xiàn)狀。

2 抽水蓄能電站在區(qū)域輔助服務(wù)市場提供的服務(wù)及獲得價格補償

近年來，國家先后出臺的《中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》和《國家能源局〈完善電力輔助服務(wù)補償（市場）機制工作方案〉》中均提出，要進一步完善和深化電力輔助服務(wù)補償機制，推薦電力輔助服務(wù)市場化。西北、華北、華中、華東等區(qū)域先后出臺《××區(qū)域并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細則》《××區(qū)域發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細則》（簡稱“兩個細則”），也標志著我國電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場的逐步完善，同時也推進抽水蓄能電站部分輔助功能的認知從“定性分析”提升到“定量分析”提升”。以華東區(qū)域“兩個細則”為例，輔助服務(wù)模式如圖2所示。

圖2 “兩個細則”輔助服務(wù)模式Fig.1 Ancillary services classification of “Two rules”

“兩個細則”指出，對于基本輔助服務(wù)所有電源企業(yè)是不能獲得補償費用的，對于有償補助服務(wù)而言，抽水蓄能電站可參與的輔助服務(wù)僅有自動發(fā)電控制（AGC）、有償調(diào)峰中的棄水調(diào)峰、有償無功調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn)備用機黑啟動服務(wù)，并根據(jù)提供的服務(wù)可獲得相應(yīng)補償。此文件自執(zhí)行以來，華東區(qū)域各電源企業(yè)根據(jù)參與的輔助服務(wù)獲得相應(yīng)的輔助服務(wù)價格補償，其補償額度取決于區(qū)域電網(wǎng)輔助服務(wù)調(diào)用調(diào)配情況及抽蓄電站完成輔助服務(wù)情況等。根據(jù)“兩個細則”，相較于火電、常規(guī)水電等電源，抽水蓄能電站參與區(qū)域輔助服務(wù)有一定的局限性（只能參與12項輔助輔助中的8項服務(wù)），獲得的補償也相對較少。需要指出的是，“兩個細則”中各抽水蓄能輔助服務(wù)補償費用并不是最后提供輔助服務(wù)獲得的凈收入。按照“兩個細則”規(guī)定，區(qū)域電網(wǎng)還將對各電源企業(yè)提供的基本輔助和有償輔助服務(wù)進行考核。部分投產(chǎn)時間較短電站因暫時不具備部分有償服務(wù)調(diào)用標準故不能提供輔助服務(wù)而被考核時，會暫時出現(xiàn)凈收入為負的情況。同時也可以看出，區(qū)域電網(wǎng)輔助服務(wù)補償機制并沒有體現(xiàn)出抽水蓄能電站在環(huán)境方面、社會方面產(chǎn)生的積極作用而獲得的價格補償。

3 抽水蓄能電站提供環(huán)境方面的輔助服務(wù)及獲得價格補償?shù)奶剿?/h2>
抽水蓄能電站運行減少了化石等傳統(tǒng)燃料的消耗，相應(yīng)減少了污染物的排放及其治理費用[2]。不僅電站本身清潔環(huán)保運行，而且電站開發(fā)后改善并優(yōu)化當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，隱性的生態(tài)環(huán)境價值也是電站提供輔助服務(wù)的重要方面。但受環(huán)境價值定量評價模型不完善的影響，目前還沒有一套完善的針對抽蓄電站提供環(huán)境方面的輔助服務(wù)的價格補償機制[6]。
在評價方法和價格補償機制暫時缺失的情況下，可暫根據(jù)抽水蓄能電站運行能減少硫化物、氮氧化物、一氧化碳、二氧化碳等的排放量，通過我國火電行業(yè)污染物環(huán)境價值標準，粗略量化估算抽水蓄能電站通過提供環(huán)境方面的輔助服務(wù)而應(yīng)獲得的價格補償。
我國火力發(fā)電行業(yè)減排污染物的環(huán)境價值標準估算表見表1[7]：
表1 火電行業(yè)污染物環(huán)境價值標準單位：元/kgTab.1 Environmental value standard of thermal power industry pollution
通過數(shù)學模型計算燃料燃燒過程中大氣污染物排放系數(shù)見表2：
表2 大氣污染物排放系數(shù)Tab.2 Atmospheric pollutants emission coefficient
其中：Sar為燃煤的收到基硫分（%）。
依據(jù)上述環(huán)境效益的計算方式，以安徽金寨、山東沂蒙、河南天池、山西西龍池抽水蓄能電站為例，我們可以估算出其運行后每年的減排量及其產(chǎn)生環(huán)境經(jīng)濟價值的計算，具體如表3所示。
表3 抽水蓄能電站環(huán)境輔助服務(wù)價格估算Tab.3 Environment auxiliary service price estimate table of pumped storage power station
以上抽水蓄能電站通過提供環(huán)境輔助服務(wù)而獲得的價格補償方法的測算只是給目前不完善的評價方法和價格補償計算方法提供參考，其計算成果的合理性、適用性有待進一步研究。

4 抽水蓄能電站提供社會方面的輔助服務(wù)

抽水蓄能電站提供社會方面的輔助服務(wù)主要包括對區(qū)域產(chǎn)業(yè)布局及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響（包含對交通、旅游等相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的積極作用）[4]、對區(qū)域經(jīng)濟社會經(jīng)濟發(fā)展的貢獻（包括財政稅收等）以及對當?shù)鼐用裆钯|(zhì)量的改善（包括扶貧）和就業(yè)機會的創(chuàng)造等。此項服務(wù)較難量化，基本以定性分析為主。制定符合電力市場化改革方向的抽水蓄能電站社會方面輔助服務(wù)的評價體系，并形成相應(yīng)的價格補償機制，對調(diào)動抽蓄建設(shè)單位的積極性、增加抽水蓄能電站的市場競爭力都有較大的作用，同時也將對我國抽蓄產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極作用，是下階段需要研究的重點。

5 建議