王宇軒

（華北電力大學(xué)，北京 102206）

目前綠色發(fā)展愈發(fā)深入人心，各國也將環(huán)境問題作為發(fā)展中的核心問題，中國應(yīng)時提出了2030年實現(xiàn)“碳達(dá)峰”，2060年前實現(xiàn)“碳中和”的發(fā)展目標(biāo)?？墒俏覈茉唇Y(jié)構(gòu)較為落后，仍然是化石能源占有較大比重，2018年我國一次能源消費中化石能源占比超85%，由此可以總結(jié)出實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵性問題是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高可再生能源的生產(chǎn)水平以及消納水品，在保證電力系統(tǒng)安全可靠的前提下逐步降低傳統(tǒng)化石能源的權(quán)重，最終達(dá)到一個相對的平衡點。

一、我國可再生能源現(xiàn)狀及問題的解決思路

我國風(fēng)電累計裝機(jī)容量占世界的三分之一以上，光伏發(fā)電的累計裝機(jī)容量也超過了世界的四分之一，但是與其他國家可再生能源在負(fù)荷附近分散式分布的分布方式不同，我們國家的可再生能源更多的是集中式地分布在西北、華北、東北及西南地區(qū)，地形地勢會對可再生能源開發(fā)建設(shè)造成干擾。而且這些地區(qū)的負(fù)荷較低，有些地區(qū)的負(fù)荷甚至無法滿足火電機(jī)組最小出力的要求，無法在當(dāng)?shù)赝耆{這些可再生能源，所以只有實施可再生能源的外送。

我國棄風(fēng)棄光率均高于世界平均水平，這與可再生能源的生產(chǎn)與消費在空間上的不匹配有著直接的關(guān)系，而且沒有形成穩(wěn)固的可再生能源輸電網(wǎng)絡(luò)，我國西部輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較為單一，無法完全滿足逐漸增長的可再生能源電力輸送需求，同樣可再生能源在時間上的波動性也會影響其消納水平。

解決可再生能源的消納問題，降低我國的棄風(fēng)棄光率，提出了在可再生能源的產(chǎn)地進(jìn)行多能捆綁外送方案，采用送端依據(jù)受電端的負(fù)荷情況進(jìn)行功率傳輸，該方案可以解決送端只向外輸送可再生能源電力的情況下無定滿足功率穩(wěn)定的問題，可以利用傳統(tǒng)的火電實現(xiàn)功率的平衡。還可以在調(diào)度方面建立考慮風(fēng)電光伏波動性的多胞體需求模型，得到可再生能源出力波動性對潮流的影響，以規(guī)范出一個凈需求的空間，以此為約束進(jìn)行靈活滾動調(diào)度，在調(diào)度層面進(jìn)行模型優(yōu)化。有的不局限于省內(nèi)的電力電量平衡，而是考慮在全網(wǎng)范圍內(nèi)構(gòu)建可再生能源可信預(yù)測的實時備用優(yōu)化，在備用容量上尋求可靠的平衡，給可再生能源的消納留出一定的裕度，減少為可再生能源消納預(yù)留的備用容量，提高消納水平。

以上的方案無論是在能源基地還是輸電網(wǎng)還是調(diào)度優(yōu)化，都沒有考慮電力市場發(fā)揮的作用，有認(rèn)為電力市場不斷發(fā)展電力市場將取代調(diào)度計劃成為保證電力平衡、促進(jìn)可再生能源消納的平臺。

二、已有電力市場對于可再生能源發(fā)展影響

電力市場狹義上是指競爭性的電力市場，是電能生產(chǎn)者和使用者及零售商、投資者等通過協(xié)商、競價等方式就電能及其相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行交易，通過市場競爭確定價格和數(shù)量的機(jī)制。傳統(tǒng)的電力市場類型有輔助服務(wù)市場、中長期市場、現(xiàn)貨市場、實物市場等，交易機(jī)制有雙邊交易、集中競價交易等。已有的電力市場還無法適應(yīng)高比例可再生能源的投入，可再生能源的價格優(yōu)勢沒有形成；激勵政策尚不完善；大規(guī)模引入可再生能源后電價波動較大…；仍然缺乏需求側(cè)響應(yīng)等問題都影響可再生能源在我國發(fā)展。

（一）可再生能源的競爭力差價格優(yōu)勢沒有形成

可再生能源諸如風(fēng)電光伏，其成本主要是電站建設(shè)初期的固定投資和運維費用，在不計其他稅費的情況下，其邊際成本幾乎為零，綜合可再生能源電站的初始投資較傳統(tǒng)火電機(jī)組更大，但火電機(jī)組的邊際成本更高，在一定的投資回收期內(nèi)，可再生能源的成本較火電機(jī)組更高，且受機(jī)組年滿發(fā)電時間影響很大。目前發(fā)改委規(guī)定新建的光伏發(fā)電與陸上風(fēng)電的上網(wǎng)電價在當(dāng)?shù)厝济簷C(jī)組的上網(wǎng)電價以內(nèi)的由當(dāng)?shù)氐氖〖夒娋W(wǎng)結(jié)算，剩下的一部分由可再生能源發(fā)展基金會補(bǔ)貼。由政府補(bǔ)貼確實可以保證一部分可再生能源參與進(jìn)來，可是也引起了可再生能源是在享受政府補(bǔ)貼受限發(fā)展還是全面參與電力市場競爭的考慮。

（二）可再生能源發(fā)電激勵政策尚待完善

我國對于可再生能源的激勵政策主要包括法律上的規(guī)定以及經(jīng)濟(jì)性質(zhì)上激勵政策等，本文著重介紹經(jīng)濟(jì)上的政策。

經(jīng)濟(jì)上的激勵政策主要有價格補(bǔ)貼、降低發(fā)電企業(yè)貸款息費、降低可再生能源發(fā)電企業(yè)的增值稅等。這些激流政策在一定程度上有利于提高發(fā)電企業(yè)的積極性，也提高了電網(wǎng)企業(yè)吸納可再生能源的能力，可是大規(guī)?？稍偕茉赐度腚娏κ袌龊蟊厝灰苯訁⑴c市場競爭，由于其邊際電價較低，獲得了優(yōu)先權(quán)，出清價格也會降低，傳統(tǒng)的火電機(jī)組邊際成本較高，按邊際成本報價獲得出售的機(jī)會降低，不利于系統(tǒng)的長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展。

（三）現(xiàn)有的電力輔助服務(wù)市場中存在問題

現(xiàn)存的省內(nèi)省間的火電機(jī)組參與調(diào)峰的時序存在一定的問題。“先省內(nèi)，后省外”的調(diào)峰機(jī)制雖然保證了參與調(diào)度的可再生能源盡可能地在本省進(jìn)行消納，超出本省消納能力的部分再參與省間的調(diào)度，但在這個制度下由于可再生能源出力的不確定性，參與調(diào)峰的火電機(jī)組又無法做到快速啟停機(jī)，所以必然會造成輔助服務(wù)市場中資源的無效化浪費化。也指出隨著可再生能源的大量接入，火電機(jī)組和水電機(jī)組參與調(diào)峰調(diào)頻的容量占比會降低，如此會加重現(xiàn)有的輔助服務(wù)市場的負(fù)擔(dān)。

三、可再生能源參與電力市場發(fā)展研究成果綜述

首先要建立起適應(yīng)高比例可再生能源電力市場的框架，明確可再生能源參與電力市場的主體。總結(jié)了可再生能源參與電力市場不同主體情況，一是可再生能源發(fā)電商獨自參與電量市場，二是可再生能源發(fā)電商與其他主體共同參與電量市場，三是可再生能源發(fā)電商參與輔助服務(wù)市場來規(guī)避風(fēng)險。因為可再生能源波動性的特性，在儲能沒有革命性進(jìn)展時，可再生能源獨立參與電量市場會對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性造成影響，可行性不高，可再生能源發(fā)電商與其他主體共同參與電能量市場更為可行。也提出了可再生能源基地的火電與風(fēng)電打包外送進(jìn)入市場，可再生能源的外送可以較為穩(wěn)定，市場也會處于一個平衡的狀態(tài)，可再生能源的發(fā)電商也更愿意參與電力市場。

其次要明確考慮高比例可再生能源投入電力市場的交易機(jī)制。在現(xiàn)有八省試點的情況下，提出擴(kuò)大現(xiàn)有的綠色證書體系，讓更多的綠色能源發(fā)電企業(yè)持有綠色證書，綠證與補(bǔ)貼解綁，有效抵消政府補(bǔ)貼在可再生能源消納中的作用，更多依靠市場，政府在發(fā)展初期與電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)商允許進(jìn)行綠色能源企業(yè)與用戶直接進(jìn)行交易，擴(kuò)大市場規(guī)模。沒有給出可再生能源電力市場的具體的交易機(jī)制，也提出了綠色發(fā)電企業(yè)與用戶直接盡行交易的交易方式，同時解決了在一系列政策下可再生能源市場力過大的問題，有效地平衡了可再生能源與傳統(tǒng)能源的利益平衡問題，而且建立了比較合理的可再生能源中長期市場、日前市場及現(xiàn)貨市場銜接的交易機(jī)制。

市場交易機(jī)制在一定程度上通過市場的作用對可再生能源發(fā)電企業(yè)和可再生能源用戶有一定的激勵作用，但還應(yīng)有一定更加合理的激勵政策扶持。采用一種通證激勵制度來改變可再生能源發(fā)電廠商在傳統(tǒng)的發(fā)電激勵制度下積極性不高的問題，在分散式電力市場中，通過通證市場與電量市場相配合，先電量后通證，在電量市場中給予可再生能源發(fā)發(fā)電商通證，完成對可再生能源發(fā)電商的激勵。

四、結(jié)語與展望

可再生能源在當(dāng)今世界是一個熱門話題，本文對現(xiàn)有的電力市場不適應(yīng)高比例可再生能源的問題做了介紹，在促進(jìn)可再生能源電力市場發(fā)展的思路下對現(xiàn)有的部分研究成果進(jìn)行了綜述。目前將儲能應(yīng)用于電力市場同樣是我們亟須攻克的問題，儲能技術(shù)可以解決可再生能源出力波動性劇烈導(dǎo)致頻率波動的問題，在負(fù)荷低谷時儲存電能，在負(fù)荷高峰時送出電能。希望在不久的將來在已有的研究基礎(chǔ)上會有更完備更可可靠的電力市場交易體系，極大提高對可再生能源的消納水平，滿足時代的要求。