辅助服务定义及分类

定义【1】
辅助服务指为保证电力系统安全、可靠运行,电力市场的成员为维护频率及电压的稳定而提供的服务。

主要包括调频、调相、备用、黑启动等。

(1)调频服务
系统频率受整个系统的供给与需求状况的影响, 为维护系统的频率稳定, 一部分市场成员, 提供调整出力的服务, 称为调频服务。

(2) 调相服务
电力系统的无功必须实时平衡。

辅助服务供应商通过调整其无功的出力或需求, 来维持电压的稳定的服务称为调相或电压支持服务。

(3) 备用服务
为应付负荷需求超过预测值、计划运行机组非计划停运等, 市场成员所提供的机组、出力等的备用, 称为备用服务。

可根据提供备用服务机组的状况, 分为旋转备用或非旋转备用。

也可根据备用机组不同响应时间与持续时间来进行区分不同种类的备用服务产品。

(4) 黑启动(Black Start)
是指发电机组在没有外来电力供应的情况下, 能从停机状态启动起来。

提供该能力的服务,称为黑启动服务。

(5) 约束缓解服务
当输电出现约束时, 参加约束缓解服务的服务商将重新调整计划来降低电力出力或降低电力需求等来保证网络的安全和成本。

针对的技术问题【2】
·
有功频率控制(Regulation或Automatic Generation Control，简称AGC)在线的)或与系统同步的(synchronized)发电机组，在能量管理系统(Energy Management System，简称EMS)的控制下，通过AGC可以立即增加或减少出力。

用于处理负荷与发电之间较小的实时偏差，维持系统频率稳定，并使控制区内负荷与发电偏差及控制区之间的交换功率实际值与计划值的偏差为最小
旋转备用：在线的或旋转的发电机组，并有未带负荷的发电容量，响应调度指令，在10min内以一定的爬坡速率达到一定的出力水平，且能够被调度提供电能至少2小时。

用于处理发电与输电系统故障使负荷与发电发生的较大偏差，恢复负荷跟踪服务的水平，保持频率稳定;
·
非旋转备用(Non-spinning Reserves)：离线的但可以随时调度使用的发电机组容量，在1o min内可以与系统同步和爬坡到一定的出力水平，并且能够运行至少2小时。

或响应调度命令，可以在10min内减少的负荷(curtail able demand/load)，并且可以保持减少状态至少2小时。

用于恢复可靠性备用水平
替代备用(replacement Reserves)：非同步运行的发电机组容量，能够响应调度命令，在6Omin内启动，与系统同步和爬坡到一定的出力水平，并且能够运行至少2小时。

或响应调度命令，可以在60min内减少的负荷，并且可以保持减少状态至少2小时。

当AGC，旋转备用，非旋转备用都被调度提供能量时，替代备用提供额外的容量备用，以满足系统稳定和备用需要;
无功及电压支持(Reactive & Voltage support)：通过发电机或输电系统中的其它无功源(如可投切电容器、静止无功补偿器、同步调相机等)向系统注入(当系统无功缺少时)或从系统吸收无功(当系统无功剩余时)，以维持输电系统的电压在允许范围内:
·
恢复及黑启动(Restore & Black Start)：在电力系统整体或部分系统完全失电以后，能够自己启动以恢复电力系统运行的发电容量。

一、中国辅助服务【3】
定义：辅助服务是指为维护电力系统的安全稳定运行，保证电能质量，除正常电能生产、输送、使用外，由发电企业、电网经营企业和电力用户提供的服务，包括：一次调频、自动发电控制（AGC）、调峰、无功调节、备用、黑启动服务等
分类：1、一次调频：指当电力系统频率偏离目标频率时，发电机组通过调速系
统的自动反应，调整有功出力减少频率偏差所提供的服务。

2、自动发电控制（AGC）：指发电机组在规定的出力调整范围内，跟踪
电力调度交易机构下发的指令，按照一定调节速率实时调整发电出力，以满足电
力系统频率和联络线功率控制要求的服务。

3、有偿调峰：指发电机组超过规定的调峰深度进行调峰，及火力发电机
组按电力调度交易机构要求在规定时间内完成启停机（炉）进行调峰所提供的服
务。

4、备用：指为了保证可靠供电，电力调度交易机构指定的发电机组通过
预留发电容量所提供的服务。

备用分为旋转备用和非旋转备用。

初期，只对旋转
备用进行补偿。

5、有偿无功调节：指电力调度交易机构要求发电机组超过规定的功率因
数范围向电力系统注入或吸收无功功率所提供的服务。

6、黑启动：指电力系统大面积停电后，在无外界电源支持情况下，由具
备自启动能力的发电机组所提供的恢复系统供电的服务。

二、英国辅助服务
(1) 频率响应服务:NGC有义务将系统的频率平衡在49.5～50.2 Hz之间。

所有的发电商都应有频率控制响应能力。

频率响应主要有3种产品,一次响应服务PR (Primary Response),二次响应服务SR(Secondary Response),高频响应服务HFR(High Frequency Response)。

一次响应的服务商要求具有10s 内响应其申报的容量, 并能持续20s的能力若仍不能把频率恢复到正常范
围之内,则二次响应的发电商调整出力,合同负荷调整负荷来参加调频，响应时间为30s,持续时间为30min。

当频率高于50.2 时,HFR服务商降低出力提供服务,其响应时间为10s, 持续时间为整个事故过程。

(2)备用服务:英国电力市场的备用分为3种: 调整备用(Regulating Reserve ) , 热备用(Standing Reserve) , 紧急备用(Contingence Re
serve)。

调整备用是由带非满负荷的同步发电机组等所能提供的备用, 启用是5～10min。

热备用的启用一般在20 min之内,抽水蓄能机组和天然气机组一般承担这部分服务。

紧急备用的启用一般在5～24 h 之内。

一般系统都提前4 到16 h 来安排紧急备用的计划。

当NGC认为不必要时,可以取消承担紧急备用机组的开启。

(3)黑启动(Black Start)服务。

(4) 无功电力的调整:NGC利用发电商的无功调整能力和自己的输电资产来控制实时的无功潮流。

(5) 约束缓解服务: 当输电出现约束时, 参加该服务的服务商将重新调整计划来降低电力潮流或降低电力需求等来保证网络的安全和成本。

三、美国加利福利亚州辅助服务
(1)向上调整出力的服务RU (Regulation Upward) ;
(2) 向下调整出力的服务RD (Regulation Downward) ;
(3) 旋转备用SR(Spinning Reserve) : 响应时间为10min, 持续时间为2 h;
(4) 非旋转备用NSR(No spinning Reserve) : 响应时间为10
min, 持续时间为2 h;
(5) 替代备用RR (Replacement Reserve) : 响应时间为60min, 持续时间为2 h;
(6) 电压支持VS (Voltage Support) ;
(7) 黑启动能力BSC (Black start Capability)。

四、美国新英格兰辅助服务
(1) 自动发电控制AGC (Automatic Generation Control) ;
(2) 10min 旋转备用TMSR (Ten minute Spinning Reserve ) ;
(3) 10min 非旋转备用TMNSR (Ten minute Non Spinning Reserve) ;
(4) 30min 运行备用TMOR(Thirty minute Operation Reserve) ;
(5) 黑启动服务;
(6) 无功支持服务。

五、澳大利亚辅助服务
(1) 自动发电控制AGC (5 min的调整或紧急状态响应) ;
(2) 控制阀控制Governor Control (6s的加减出力,60s的加减出力) ;
(3)甩负荷(Load Shedding) ;
(4) 快速响应机组加载(Rapid Generating Unit Loading) ;
(5) 无功服务( 义务之外的无功服务) ;
(6) 快速响应机组减载(Rapid Generating Unit Unloading)。

六、北欧辅助服务【4】
（1) 一级备用( 基本控制) : 包括频率控制的正常运行备用、频率控制
的干扰备用、电压控制的干扰备用等。

瑞典和挪威主要由水电提供一级备用; 丹麦东部由火电提供,丹麦西部由风电参与; 而芬兰则利用水电和火
电联合及直流联络线共同参与。

(2) 二级备用: 自动发电控制( AGC) 作为二级调节不适用于北欧电网( Nordel) , 仅适用于丹麦西部电网。

(3) 平衡服务( 三级备用) : 包括快速有功扰动备用、快速有功预
测备用、慢有功扰动备用、峰值负荷备用。

(4) 无功备用: 无功备用要求要充分大、就地的, 并且在各个子系统之间不能交换。

(5) 其他辅助服务: 包括减负荷、负荷跟踪、系统保护、黑启动、辅助服务的平衡结算及金融服务等。

比较分析
各国对辅助服务没有公认的定义，概括来说是指为保证电力系统安全、可靠运行,电力市场的成员为维护频率及电压的稳定而提供的服务。

从产品分类来说主要包括调频、调相、备用、黑启动等。

但各国在各自市场实行时有自己的特色：
1、调频：中国有一次调频、自动发电控制（AGC），英国、美国在这方面要分的细一些有一次响应服务PR、二次响应服务SR,高频响应服务HFR和自动发电控制AGC、向下调整出力的服务RD、向上调整出力的服务RU，而澳大利亚和北欧则更粗略。

2、调相：各国除北欧外都基本为无功调节，中国和美国还有电压支持服务。

3、备用：备用是辅助服务中各市场中的重点差别也较大。

目前中国定义了旋转备用、非旋转备用两种，美国与此类似但另加了运行备用。

英国和北欧则完全不同分别为调整备用、热备用、紧急备用和一级备用、二级备用、平衡服务( 三级备用)。

除上述主要类型的不同外，黑启动在各电力市场都有提出（澳大利亚除外）。

调峰在国外市场上并未提出可以说是中国特色服务。

澳大利亚和北欧在其他方面的辅助服务比较多，澳大利亚有控制阀控制Governor Control、快速响应机组减载、快速响应机组加载、甩负荷(Load Shedding)几类，北欧有减负荷、负荷跟踪、系统保护、辅助服务的平衡结算及金融服务等。

英国还有约束缓解服务。

参考文献：
【1】何永秀、马昕、王怡、赵庆波、孙昕.电力辅助服务市场(ASM )国际比较研究.华东电力，2003（7）：9～13
【2】贺辉.电力市场下辅助服务的研究.湖南大学硕士学位论文2001 【3】并网发电厂辅助服务管理暂行办法
【4】李博、朱元成.北欧电力市场辅助服务.中国电力,第41 卷第 4 期2008 年4 月,88～92。