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国网辽宁经研院满林坤:辽宁储能商业模式探讨

北极星储能网  来源:北极星储能网    2020/9/2 11:35:04  我要投稿  

北极星储能网讯:在辽宁这样高比例清洁能源、低灵活性的电力系统中,电力现货市场要通过电力服务的定价,将传统可控性电源的盈利模式,从仅发电盈利转化为发电与服务盈利并存的模式。未来随着新能源占比不断提高,火电的进一步压降,储能还要快速的发展。而随着电力市场逐步完善,储能也将逐渐发挥它自己的作用,市场化的机制也能够真正反映出储能的价值。

——国网辽宁经研院满林坤

2020年8月26-28日,由中国能源研究会、中关村管委会、中关村科学城管委会指导,中国能源研究会储能专委会、中关村储能产业技术联盟、中国科学院工程热物理研究所联合主办的“第九届储能国际峰会暨展览会”在北京召开。峰会主题聚焦“聚储能十年之势,创产业十四五新机”,同期举办储能联盟十年纪念论坛。北极星储能网、北极星电力APP对本次峰会进行全程直播。

在8月28日举办的“储能与电力辅助市场”分论坛上,国网辽宁经济技术研究院满林坤作了“辽宁储能商业模式探讨”主题报告。

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国网辽宁经研院满林坤

满林坤:尊敬的各位领导,各位来宾,我的报告主要从四个方面进行,一是我国电力现货市场建设总体情况,二是辽宁电力现货市场展望,三是辽宁储能发展现状,四是辽宁储能运营模式的分析。

我国电力现货市场建设总体情况

9号文的发布拉开了我国电力改革大幕,而其中电力市场建设也是9号文最重要的核心,9号文也明确了现阶段我国电力市场的基本特征:一是计划和市场机制长期并存,这也是由目前我国的国情决定的,有序放开公益性和调节性以外的发电计划,政府保留必要的公益性、调节性发电计划,以及政府有关部门按照市场化方向搞好电力电量整体平衡;

二是鼓励建立长期交易机制;

三是建立用户售电侧充分参与的市场;

四是促进大范围市场化配置资源。而电力市场主要目标就是电力资源的优化配置,其中也是提出了相关的重点要求。

关于推进电力市场建设的实施意见中,提出了电力市场建设的总体要求,其中也明确了相应的建设目标,一是电力市场主要由中长期市场和现货市场构成,而目前我国电力市场以中长期交易为主,以现货市场为辅,在条件成熟时逐步探索开展容量市场、电力期货和衍生品等交易,而这三个其中容量市场是较快,而电力期货和衍生品是较慢的,市场模式主要是分为分散式和集中式,市场体系分为区域和省电力市场,市场之间也不分级别。

现货市场是我国电力市场的重要组成部分,推进现货市场建设也是有相应的重点要求,而现货市场目前建设也是采用了试点先行的方式,我国是明确南方以广东起步,蒙西、浙江、山西、山东、福建、四川、甘肃等八个地区作为第一批现货试点,由地方政府作为第一责任方组织推动电力现货市场建设工作,出台相应的方案和市场规则,而国网公司一般是主要实施主体,负责对相应的现货市场中的试点中省间与省内衔接,中长期与现货衔接等方面提出具体的相应意见,同时也要开展跨区域可再生能源增量现货交易试点。

目前交易主体参与现货市场的主要方式是,一是发电侧报量报价、用电侧不申报、售电公司和电力用户作为价格的接受者,参与现货市场,既不申报价格,也不申报需求,但按照市场的价格进行电量的结算。二是发电侧的报量报价,用电侧的报量不报价,三是发用电的双向,报量又报价。

通过现货市场建设组织开展日前日内、实时电能量交易和调频备用等辅助服务交易,可以改变传统的计划调度方式,传统的电力方式电力价格只是反映长期的供需关系,只是反映它长期的综合成本,不能反映电力实时供需平衡特点,也没有实时价格信号,无法有效体现便利商品属性和更好实现资源优化配置。

一方面电力商品应该像其他商品一样,由供需双方决定自由交易,具有普通的商品属性,另一方面电力必须时刻保持供需平衡,并满足电网安全约束,它还具有特殊的物理属性,因此所以通过建设现货电力市场,最重实现市场化电力平衡机制,形成体现时间价值、空间价值电能商品和辅助服务食品的价格,保障电力系统的安全稳定运行。

2019年国家发改委、国家能源局也是印发了关于深化电力现货市场建设的相关意见,总结了八个试点的相关经验,同时也在2020年发布了一系列具体文件,也是对电力现货市场机制进一步完善,现在我国电力现货市场是处于一个起步阶段,体系是刚刚建成,尚不完全。

辽宁电力现货市场展望

目前辽宁电力现货市场处于正在准备的前期阶段,通过4月29日和5月8日两次会议,是辽宁电力机构独立规范运行工作会议和2020股东会议,标志着辽宁在全国完成了省级电力交易机构的股份制改造,也标志着辽宁电力市场化体系的建设,这个结点也为后续电力现货市场做了一个充足的准备。

辽宁电力系统和其他8家试点差异性主要是体现在以下方面:

一是高比例新能源 接入,辽宁风电大约占15%,光伏占6%,约8%的核电,风光核加起来超过了全国平均水平,也增加了辽宁电网调峰的难度;

第二电热供需矛盾,辽宁位于东北,在冬季有供暖需求,热电厂一方面要维持供电安全保障,一方面也要为附近的居民提供供暖需求,因此它的最小出力在调峰的时候是相当受限,所以有一个低运行、灵活性的特点;

三是辽宁是一个受端电网,辽宁从蒙东、吉林、黑龙江购电,辽宁售电量约占用电量的五分之一;

四是火电经营比较困难,辽宁的火电厂不仅面临着省内火电企业的竞争,同时还要面临着蒙东由于低煤价导致煤电价格是非常低的,也是导致省间的竞争,这将导致在现货市场运行时供给曲线右移电价持续走低,传统可控电源,尤其煤电用小时数是持续下降的。单纯发电越来越难以从能量市场获得稳定可靠的收益,从而收回投资。

因此在辽宁这样高比例清洁能源、低灵活性的电力系统中,电力现货市场的设计,一方面要体现电力能量的价格发现和最有资源的功能外,还要实现电力服务价格发现和最优资源配置,主要是可靠性服务和灵活性服务,通过电力服务的定价,将传统可控性电源的盈利模式,从仅发电盈利转化为发电与服务盈利并存的模式。

而在辽宁电力现货市场设计时,不仅要关注能量市场,还要更多关注调峰服务市场,调频和备用市场、容量市场,而后几个将是未来辽宁电网现货实现效果的关键点。所以基于此,也是提出了辽宁现货市场建设关键机制的一些选择设计。一是市场模式的选择,由于辽宁电网以上特点,并且存在着一定电网阻塞的情况,因此建议辽宁选择集中式市场模式。

第二个是批发电价的机制,考虑到辽宁电网内存在很高的阻塞风险,结点电价可以有效反映电能在时间和空间上价值,从而引导电网扩容在内的资源配置,因此辽宁应该以机组所在结点电价作为现货电能量市场价格。

三是单边市场和双边市场的选择,从其他试点省份间看,双边市场模式和单边市场几乎是各占一半,但是目前由于现货市场,由于用户侧参与的比较少,所以会导致现货市场价格是低于中长期市场的价格,而在辽宁现货市场中也是应该尽量避免此类问题,通过用户侧计量条件是否成熟来判断选择,单边还是双边市场,之后随着市场建设不断完善,再将用户侧纳入现货市场交易,逐步放大市场交易的规模。

四是新能源参与市场的方式,由于现在新能源还有部分补贴,带着补贴参加市场肯定是不公平的,因此还要合理设计新能源参与市场的政策以及具体的实施方案,建议按照报量报价的形式起步,后期逐步过渡到报量报价的形式参与市场竞争,同时还注意辅助服务市场与能量市场的衔接方式。

辽宁电力市场在起步时建议用调峰、备用、调频与服务市场分开出清,这样与现有的辅助服务市场进行衔接,而对于备用、调频、辅助服务建议采用日前市场先进行预出清,进而以预出清的结果作为日前电能市场计算的边界,实现现货市场与备用市场的协调。

省间电能市场衔接方式,东北是电力系统连接比较紧密,三省一区加上蒙东是新能源占比均衡高、省间短期互济是实现新能源消纳的重要方式。因此开展省间的现货市场可以实现可再生能源的空间互补共济,同时也建议采用省内预出请、省间出清电力为边界,实现省间与省内的协调衔接。

基于以上的机制设计,提出了辽宁电力市场建设思路,近期主要是三年以内市场模式应该还是以中长期交易为主,现货市场作为补充,同时现货市场由于过于复杂,要求技术支撑系统需要进一步的完善,辅助服务以省内为主进行开展,省间辅助服务市场作为补充。同时也要建立容量成本回收机制,而在容量市场储能具有降低用户的需量作用,也在容量市场上有一定的用武之地。而市场主体主要包括发电企业、电力用户、售电公司、电网企业等,也是将逐步引入需求侧资源、虚拟电厂、储能等新兴主体。

在中期进一步丰富辅助服务的交易品种,探索更大范围内的辅助服务资源共享和互济,逐步引入爬坡类产品、系统惯性服务、无功支撑服务等辅助服务的交易品种。同时还要进一步扩大市场的主体范围。在远期要进一步实现省间省内市场融合程度,形成统一申报、统一出清的模式。

辽宁储能发展现状

由于储能无法进入输配电价的成本合并,所以储能的价格机制就显得格外重要,也应该按照谁受益谁承担或者谁受益谁付费的成本疏导机制来进行。

以抽水蓄能的成本为例,分为固定成本和运行成本两部分,固定成本作为市场运营的公共服务成本,应由电网企业统一采购,通过容量电价的机制向用户侧进行传导,而运行成本主要是通过市场化机制进行回收,同时也要建立电站的可用率等相应指标的考核机制,加强对抽水蓄能电站运行情况的监管与考核,对于电化学储能等新型主体也应该规则参与相应电力市场化交易,服从电力调度的统一调度。

辽宁目前已投产和在建电化学储能电站4座,其中电源侧储能电站3座,用户侧储能项目1座,目前辽宁投产的电源侧电化学储能电站还主要以示范功能为主,在提高电网安全稳定性,减少风电场损失方面也起到一定作用,但是在经济性方面缺乏一定的正向的经营性的影响,而用户侧储能电化学储能电站未来随着现货市场逐步完善,更多从发电侧进行套利。

具体四个项目。

一是国电和风北镇风电场储能项目,是由融科储能与安山荣信提供2兆瓦/4兆瓦时全钒液流电池储能系统。

第二个是黑山龙湾储能电站,也是全钒液流电池,接入220千伏电池系统,是2014年4月投运。

第三个龙源法库卧牛石风电场,项目投资4.5亿元,配套是5兆瓦/10兆瓦时全钒液流电池储能系统,是2013年2月投运,也是国家863项目示范工程。

第四个是大连液流电池储能调峰电站,正在建设中,是国家级电化学储能调峰示范项目,建设规模是200兆瓦和800兆瓦时,建成之后将成为全球最大的电化学储能电站,预计全部投产运行后连上网电量是2.4亿千瓦时。

抽水蓄能方面,辽宁市已投产抽水蓄能电站1座,是蒲石河抽水蓄能电站,待投运两座,是庄河和清源,庄河目前属于前期研究的阶段,清源抽水蓄能电站是已经开工建设,蒲石河电站是2012年全部四台机组运行,并且是辽宁和吉林等省份共用。

辽宁储能运营模式

第一最传统的是峰谷价差盈利,目前辽宁按照最新一般工商业电价峰谷峰平平均价差0.44元千瓦时,与一般业内计算盈利点0.6元千瓦时还有0.16元的差距。辽宁由于是输配电价,在全国处于中游位置,输配电价不如江苏、上海等地,因此峰谷电价也是低于江苏等省份。

第二是参与调峰等辅助服务市场进行补贴盈利,目前辽宁储能电站尚未参与调峰辅助服务市场,市场的成员主要包括火电、核电、风电及部分可中断负荷用户,由于辽宁在低谷调峰时期极为困难,辽宁由于火电厂既有供电的要求,又有供暖的要求,并且辽宁的冬季是大风期,这将导致辽宁在冬季通过高额补偿的方式,对火电厂进行相应的补偿,而在春节期间负荷较小的时段,也是电能压力剧增,对于买方清洁能源企业,二档调峰均价已经高达0.9元千瓦时,出现了明显的倒挂,而在这其中如果将来储能可以参与调峰等辅助服务市场,也是会有一定的套利空间。调峰等辅助服务市场,由于电网侧储能具有独特的优势,它可以位于电网的关键枢纽处,相比其他的一些设备它是服务效率更高的,而且它可以是直接接受电网的调度指令,因此响应更快。

第三个也是常规的限电弃电量的存储,以及提升电网供电可靠性进行盈利,并且可以采取延缓电网建设投资来进行盈利,以沈阳市中心城区顺城变供电区域为例,如果采用储能电站作为新建变电站的替代,它将低于变电站的投资30%,并且它可以在负荷高峰期起到平抑负荷的作用,也可以作为备用电源做变电站的设备检修和更换,运行起来更为灵活。

再一个解决部分台区低电压问题,移动储能装置在有些地方约等于新建电站的投资。为鱼塘和灌溉等季节性负荷提供增值服务。

目前储能投资方面是市场化,但是监管是非市场化的,也为相应的运营管理带来了一定的难度。未来随着新能源占比不断提高,火电的进一步压降,储能还要快速的发展。而随着电力市场逐步完善,储能也将逐渐发挥它自己的作用,市场化的机制也能够真正反映出储能的价值。我的汇报就是这些,谢谢大家。

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