浅谈湖南调频辅助服务市场建设思考

2021-10-27陈湘岳金泽心

电气技术与经济 2021年5期

黄超陈湘岳金泽心

（五凌电力有限公司）

0 引言

频率是电能质量的重要指标，维持频率稳定，其本质是维持发电与用电的实时平衡。由于用电负荷随客观因素影响而产生随机性变化，发电侧需对发电负荷实时调整，以维持发用电的动态平衡。发电侧对频率的调整分为一次调频、二次调频与发电计划安排。

一次调频指当系统频率偏离设定值时机组调速系统动作调整负荷，响应时间在60s以内，是发电机组的基本义务。二次调频是指当电量平衡偏差使区域控制偏差（ACE）大于死区时通过自动发电控制系统（AGC）自动调整出力、修正平衡偏差量，达到新的平衡。二次调频变动时间更长，在45s到5min之间，功率变化更大，是改变原动机出力的无差调节。发电计划安排是通过预测接下来一段时间内的负荷，来控制电网供需的大致平衡，预测时间在15min以上，偏差更大。

调频辅助服务即是通过自动发电控制系统（AGC）提供的二次调频服务，其调节效果通过调频里程衡量，是电力辅助服务的重要组成部分。由于电力体制改革的深化推进，电力调频辅助服务市场建设势在必行。

1 湖南调频辅助服务现状

1.1 考核、补偿规则

目前湖南调频辅助服务仍运行在计划体制的“两个细则”框架体系内。按照《〈华中区域发电厂并网运行管理实施细则（试行）〉湖南修订增补条款》（湘监能市场［2017］50号）的规定，并网发电厂单机100MW及以上火电机组和单机容量40MW及以上非贯流式水电机组（经调度机构认可的不需参与AGC调整的机组除外）需提供有偿调频供辅助服务，并在未满足AGC投运率、调节速率、调节精度标准时进行考核。

其中AGC的月投运率标准为90%，每低1个百分点，每台次考核电量1万kWh。性能奖惩采取“非奖即罚”的模式，达标即补偿，未达标则考核。规定调节精度标准为±3%；而调节速率，火电机组标准为1.2%PN／min，水电机组标准为80%PN／min。不满足标准要求，每日按5万kWh记为考核电量，满足标准则补偿，按调节里程计量，单价为70元／MW。

湖南省AGC投退以全厂模式计算，单次调节的调节精度及调节速率算法简化后可用下式表达：

1.2 近年AGC考核、补偿情况

近年来，湖南两个细则执行情况以2017年规则修订（提高AGC补偿价格，分别降低和抬高火电、水电调节速率标准）为明显分界。AGC补偿：火电由2017年以前的50%上升到2020年的近70%，水电由2017年以前的50%下降到2020年的30%。而AGC考核情况则相反，火电由2017年以前的85%下降到2020年的55%，水电由2017年以前的15%上升到2020年的45%。具体数据如表1所示。

表1 近6年湖南两个细则AGC考核、补偿情况

1.3 存在的问题

（1）“两个细则”参与主体不充分

根据湖南省现行“两个细则”规定，省内中小电厂及风电厂并未充分参与其中，而是分别执行《湖南电网110千伏及以下电压等级并网中小型公用电厂运行考核办法》与《湖南电网风电场并网运行考核实施办法》。此模式与国家能源局印发的《完善电力辅助服务补偿（市场）机制工作方案》（国能发监管［2017］67号文）中关于促进各种类型发电机组在同一平台公平承担电力辅助服务义务的要求并不相符。参与主体的不充分导致服务费分摊的不公平、不合理，与辅助服务“谁受益、谁承担”的基本原则相冲突。

有的高等院校和科研院所内部管理松懈，内部制度不健全，规范科研活动必需的管理流程不完备。如：审计中发现，有的高等院校和科研院所在承担课题使用专项资金时，通过业务单位开具会务费发票虚列会议费，不能提供会议通知、会议经费预算申请、会议签到表、支付会议费无场所的消费清单等证明材料，报销会议费用直接给课题组人员。有的甚至违规划拨资金给会议业务单位，无会议实际支出，费用留存在会议场所单位。

（2）调频辅助服务考核、补偿标准不合理

2019年7月1日实施的《并网发电厂辅助服务导则》与2020年华中能监局修订的《华中区域发电厂并网运行管理实施细则》中对不同类型的火电、水电机组调节速率做了明确规定，具体对比如表2所示。

表2 各标准调节速率对比

由表可见，湖南现行规则对火电机组AGC调节速率的要求明显低于华中电网及国家标准的要求，而对水电机组AGC调节速率的要求却远高于华中电网及国家标准的规定。

湖南电网跟踪联络线实际作出调频贡献的主要为东江、柘溪、凤滩、挂治、碗米坡、江垭、皂市7个水电厂。从碗米坡水电厂AGC日调节详细数据分析，单次AGC调节时间大部分情况下已控制在15s至20s内，已处于一次调频时间要求。而从黔东火电厂AGC日调节详细数据分析，单次AGC调节时间大部分情况下在1min到2min。对于调节精度，根据日调节详细数据分析，水电、火电相差不大，但由于算法及省内火电全厂装机大都大于水电全厂装机的原因，对实际调节偏差而言，水电机组要小于火电机组。

由于火电、水电发电方式的差异，水电的三个调节性能指标（调节速率、响应时间、调节精度）明显优于火电机组，水电机组实际做出的调频贡献也多于火电机组。而根据上文的湖南省近年AGC考核、补偿情况分析，水电补偿收益在远逊于火电的同时，面临着与火电相当的考核。明显不符合“公平、公正”的原则。

2 其他省份调频辅助服务市场概述

2.1 市场形式

参与提供辅助服务的市场主体主要为独立辅助服务提供商与发电企业。根据各省份电源结构的不同，各省份规则规定的提供辅助服务的发电企业也有所不同。山西就仅有火电参与，四川则水电、火电都要参与，而甘肃则部分风电、光伏等新能源电站也要参与其中。

2.2 辅助服务费来源

对于辅助服务费的提供，主要来自于强制分摊，但各省根据实际情况的不同，略有差别。如甘肃省已开展现货市场，于是现货市场中的偏差考核费用纳入调频辅助服务费。大部分省份的分摊主体为各类发电企业，不同之处是根据各省实际情况附加详细规定，如广东省将联络线送入及市场化用户纳入分摊范围。对于服务费分摊的形式就更为多样化。山西、福建等省份按电费比例分摊，广东、蒙西等省份按上网电量比例分摊，山东、甘肃等省份按发电量比例分摊，江苏省按发电厂平均运行容量比例分摊。

2.3 调节性能标准制定

目前国内较为通用的方式是通过调节速率K1、响应时间K2、调节精度K3三个方面确定调节性能。虽然各省对这三个指标算法略有不同，但大部分都是通过这三个指标测算一个综合调频性能指标K来进行衡量，作为调频市场的准入门槛。

甘肃省的综合调频性能指标K计算公式：

此为典型的加权平均测算方法。直接通过K1、K2、K3前的系数来改变调节速率、响应时间、调节精度的权重来改变对综合调频性能指标的影响，达到对综合调频性能指标的调整，使其符合市场要求。规定当K＜0.5时，就无法获得服务费补偿。

山西省的综合调频性能指标K计算公式：

此为典型的乘积测算方法。调节速率K1、响应时间K2、调节精度K3对综合调频性能指标K的影响是共同的，并无特殊权重。该省通过将调频辅助服务费报价结合历史综合调频性能指标归一化值进行出清，中标者提供调频辅助服务，获得补偿收入。

3 关于建设湖南省调频辅助服务市场的建议

湖南省内风、光、储等新能源迅速发展，电网结构日趋复杂，且目前计划体制的两个细则运行矛盾突出，完备的辅助服务市场是电能量市场和电网安全可靠运行的基础，在现有调峰辅助服务市场的基础上，完善现有两个细则机制，尽快建立调频辅助服务市场是湖南电力市场改革的必经之路。结合湖南省调频辅助服务市场建设的现状统筹考虑，建议分三个阶段建立调频辅助服务市场。

第一阶段：尽快优化目前的两个细则机制，为调频辅助服务市场建设奠定基础。按照国家能源局印发的《完善电力辅助服务补偿（市场）机制工作方案》（国能发监管［2017］67号文），目前2020年华中修订的《华中区域发电厂并网运行管理实施细则》已将水电、火电、风电、光伏统一纳入两个细则考核分摊，建议湖南尽快将小水电、生物质、风电、光伏、自备电厂及煤矸石电厂纳入统一的“两个细则”运行机制，建立统一账户平台考核、补偿、分摊平衡结算。同时，综合考虑各参与主体诉求与贡献，调整优化现有AGC考核、补偿标准，使其更为公平公正。

第二阶段：开展电力现货市场试运行前的调频辅助服务市场建设，结合湖南实际情况，借鉴其他省份调频辅助服务市场建设的经验，制定具有湖南特色的调频辅助服务市场规则，并同步开展信息系统建设。

1）市场主体：结合湖南电网特点以及对调频容量的实际需求，通过对调节速率K1、响应时间K2、调节精度K3按不同权重比例计算出综合调频性能指标K，将其作为调频市场的准入门槛。

2）交易组织：借鉴其他省份，采用日前报价、日内统一出清的模式，以5min为一个计费统计周期进行市场竞价。电网调度机构通过对报价与历史综合调频性能指标归一化值进行处理后，进行调用排序。这样有利于调频性能好的机组优先中标，激励市场成员提升调频服务质量，符合经济学资源配置帕累托最优原理。

3）补偿方式：现货市场启动前，因参与调频市场未影响月度发电量，建议采用单一调频里程补偿方式。补偿费用通过申报里程补偿单价、实际调节里程、综合调节性能指标、调节系数M共同确定。市场初期通过设置调节系数M合理控制调频辅助服务费用规模，同时设置补偿价格上下限，防止恶意市场行为。

第三阶段：结合电力现货市场建设，形成中长期市场＋现货市场＋调频市场的完整电力市场体系。