辅助服务

简析电力市场辅助服务

摘要：电力市场改革中一个不可忽视的部分是对保证电网安全性的各种辅助服务的分析与研究,旨在对辅助服务提供量化标准,独立计算成本以及提升辅助服务的质量,以最大限度地保证整个系统的安全运营。收集并研究了近年来国内外学者在电力市场辅助服务研究领域的成果以及经验教训,对辅助服务研究的新状况作了一个概述,借鉴北欧辅助服务发展规则，在此基础上提出了国内与国外将来在辅助服务领域的重点研究方向。

关键词：电力市场；辅助服务；研究

辅助服务是为保障电力系统安全稳定运行和电力供应质量必不可少的一种服务，指除正常电能生产外所提供的频率控制、备用容量、无功支持、黑启动等服务。

一、辅助服务的内容

电力市场辅助服务的主要内容定为调频、备用、无功支持和黑启动, 主要由发电企业提供。

1.调频。调频服务也称频率控制, 指发电机组提供足够的调整容量、一定的调节速率, 在允许的调节偏差下实时处理较小的负荷和发电功率的不匹配,以满足系统频率要求的服务。

2.备用。指电力系统除满足预计负荷要求外, 为保障电能质量和系统安全稳定运行而保持的有功功率储备。

3.无功支持。无功支持有利于节点电压的平衡,大电网要防止无功补偿不足, 必须保证发电机的无功出力及进相运行的能力, 要按电网需要提供无功支持, 除此外, 电力系统中其他无功源向电力市场注入或从电力市场中吸收无功功率, 来维持电压质量水平在允许波动范围内。

4.黑启动。在失去电源状态下发电厂的自启动,俗称“黑启动”它能保证在电力系统部分或全部瓦解恢复电力系统的运行。i

二、辅助服务的重要性

我国长期以来主要采用行政和调度指令的方式进行管理，提供超额辅助服务的电厂难以得到效益，因提供该辅助服务影响的收益也得不到补偿。厂网分开后，辅助服务矛盾比较突出，用市场手段解决辅助服务问题逐渐成为必然。辅助服务成为电力市场的重要组成部分，应与能量市场的建立同步进行，并与能量市场实现联动。ii

辅助服务与电能量市场祸合紧密并贯穿每一个交易时段, 是电力市场中确保电网安全和稳定运行的重要手段, 任何电力市场, 不管其市场结构如何,不论其采用什么竞价模式和经营方式, 都必须建立一种机制保证能够提供足够的高质量的辅助服务,以满足电力市场所需的要电能质量与系统的安全运行水平。

三、辅助服务的分类

结合内蒙古电力系统安全运行的实际需要, 考虑辅助服务市场化的可操作性, 可将辅助服务分为基本辅助与有偿性辅助服务。iii

1.基本辅助服务

基本辅助服务指为保证电网安全运行, 发电企业的发电机组必须具备的辅助服务, 主要包括发电机组的一次调频、设计功率因数范围内的无功调整和机组设计调峰率以内的调峰等。

2.有偿性辅助服务

有偿辅助服务指除基本辅助服务之外的其他辅助服务。主要内容包括自动发电控制、备用、无功服务与黑启动等服务。调频系统的调频服务通常是由机组在投运期间提供。备用电力系统除满足最大负荷需求外, 为保证电能质量和系统安全稳定运行而保持的有功功率储备。从不同的角度出发备用可进一步细分①如果从备用的划分, 备用可以分为负荷备用、事故备用、检修备用和国民经济备用②从运行状态来看, 备用机组无非以冷和热状态存在③从本质上讲, 各种备用的根本特征是响应速度, 因此也可以将备用划分为瞬时响应备用、10分钟旋转备用、10分钟非旋转备用、30分钟备用、60分钟备用、冷备用。

四、辅助服务的提供方

辅助服务的提供方包括电网、电厂、用户三方。电网提供的辅助服务主要是系统调度管理、电网的无功补偿装置提供的无功补偿，一般计人输配电成本通过输配电价回收。电厂提供的辅助服务又可分为基本服务和有偿服务。基本服务是电厂必须具备的辅助服务，无偿提供。对于基本服务包括的内容国际上也无定论。一般认为机组的一次调频和在规定功率因数范围内的无功调整为基本服务。有偿服务包括机组的二次调频、备用，在规定功率因数范围以外（可能影响有功出力）的无功和黑启动等。负荷侧用户也可提供辅助服务，主要是可中断负荷，它相当于备用容量。

五、辅助服务的价格

从理论上看，在远期电力市场中，频率控制和备用服务建立竞争性辅助服务市场，其价格由市场竞争决定；无功和黑启动服务可按统一费用标准，由调度交易中心和发电企业签订辅助服务合同。辅助服务费用的制定应遵循公平公正、补偿成本、平衡过渡的原则。合理制订电力市场辅助服务价格体系对于促进电力市

场健康发展、保证电网安全稳定运行具有重要意义。电力市场辅助服务价格体系的建立应充分考虑我国电力市场改革的具体进展和实际情况，对于发电厂提供辅助服务应起到保障、规范和引导的积极作用。

（1）定价的市场供求关系基础

电力市场辅助服务定价的基础是电力市场的建立，先有电力市场才有辅助服务市场或二者的建立应基本同步。相应在电力市场供小于求的情况下，没有足够的冷备用容量甚至旋转备用容量，辅助服务定价难以谈起。所以，电力市场辅助服务定价的市场基础应是电力市场的（同步）建立和电力市场有较大的富余电力电量空间。

（2）基础服务和有偿服务的划分

在实际运行中，由于电力市场辅助服务的定价直接与提供服务机组的上网电价等因素相关，因此辅助服务的定价是比较复杂的。例如，根据现有电价形成机制，在机组建设的前期，上网电价测算中已考虑过发电小时数，是否定位为调峰机组，在其后参与辅助服务的过程中就应该考虑有关因素。再如，提供黑启动服务的机组还须分为纯黑启动机组和具有一般黑启动能力的机组两种类型。因为纯黑启动机组有关服务定价已在上网电价中测算并包含在内了。对现有电价是否包含辅助服务这部分内容实质上存有争议。当用户购买电能时就包含电压、频率、波形、可靠性等方面的基本质量要求。如果把辅助服务方面的价格重复加之于用户，一方面加重了用户的负担，另一方面也有失公平。对于电网运营者而言，完成输、配任务是其工作主体，相应在输、配电价中体现其成本和收益；电网向发电方购买电量时，该电量本身也应是合格的电量。即电压、频率、波形、可靠性等与电厂有关的部分也应是符合电力行业的特定要求的。调频机组、纯黑启动机组在其上网电价中也已包含对其提供的服务在质和量上的要求，所以在总体上同样无须额外由电网来支付服务费用；发电企业既是辅助服务的提供者，同时也是辅助服务的受益者。事实上，电压、频率、波形、可靠性都不是电厂、电网任何一家一户的事情。如何量化确定每一家在不同运行方式下提供服务中所占的比例，以及哪些是份内的基础服务、哪些是份外的付费服务，本身就是一个系统工程。对于调峰问题是否应在辅助服务范围内解决，也存在争论。如果把可中断负荷等负荷侧管理内容引入辅助服务市场，那么用户也将成为辅助服务的提供者，这一点应根据用电可靠性等级划分及对应电价的确定体系解决。

（3）自备电厂在辅助服务市场中的角色

在现有电价形成机制不健全的情况下，不少省份自备电厂发展很迅猛，自发自用电量比例很高，电网运行中对自备电厂调度困难。自备电厂背靠电网独立运行，无偿享用电网和公用电厂提供的并网、备容服务。同时不经过售电以及从网