【深度透视】现货交易 跑出电力改革加速度
在朔州,由国网山西送变电公司承建的神雁线改接晋北1000千伏变电站500千伏线路工程上,高空作业人员正在进行架线作业。 王浩摄
4月,国网山西建设分公司组织人员在朔州神头开闭站—雁同双回线路改接晋北1000千伏变电站500千伏线路工程开展建设工作。张钰摄
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国网山西电力调度控制中心。葛巩佳摄
±800千伏雁门关—淮安特高压直流输电线路。杜衡摄
在太原市环湖东路高压电缆地下管廊中,电缆运检工作采用人工智能、机器视觉、传感器物联网等技术,加强电缆监测水平,预防和及时获知电缆事故和险情的发生。冯剑桥摄
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2014年6月,习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,其中对能源体制革命提出要求:坚定不移推进改革,还原能源商品属性,构建有效竞争的市场结构和市场体系,形成主要由市场决定能源价格的机制,转变政府对能源的监管方式,建立健全能源法治体系。
能源安全新战略提出十年来,山西通过一系列变革性、牵引性、标志性重大举措,推动多个能源领域改革实现破题。其中,电力现货市场在全国首个转入正式运行,目前已建成“全电力优化、新能源优先”的省级现货市场,有力支撑“中长期+现货+辅助服务+零售市场+绿电绿证”五位一体、“省内+省间”协同运行的电力市场体系。电力现货交易在优化资源配置、提升电力保供能力、促进新能源消纳等方面作用显著,山西电力市场化改革的全国引领作用成为山西能源革命综合改革的一大特色和亮点。
日前,记者走访国网山西省电力公司和部分发电主体,实地感受电力现货市场的发展步伐。
量利兼顾 移峰填谷
通过市场价格信号引导资源优化配置
电力现货市场是现代电力市场体系的重要组成部分,也是电力行业面向市场交易的关键步骤。在新一轮电力体制改革背景下,现货市场被视为中长期交易与实时运行的重要衔接环节,成为行业内关注的热点话题。
今年夏季入伏后,我省多地出现高温预警,迎峰度夏的电力保供压力逐渐增大。在国网山西省电力公司调控中心大屏上,每隔15分钟即通过竞争形成一次电价,这是一种较为灵活和精细化的电价制定方式。通过屏幕上现货电价的走势,可以分析出当前电网运行状态及各类型发电资源的发电情况。
国网山西省电力公司调控中心现货市场处处长邹鹏介绍,在山西电力现货交易市场上,一天24小时共形成96个电价,1千瓦时电在用电高峰时段最高能达1.5元,在用电低谷时段最低可以“0元购”。采用这样的定价机制,有助于引导用户在电价低谷时段增加用电,高峰时段减少用电,从而优化电力负荷,减少电网压力,提高电力系统的稳定性和经济性。
2018年12月27日,山西电力现货市场在全国首批开始试运行。经过7次结算试运行,32个月长周期不间断连续运行,经历各种供需情况和不同场景的检验,2023年12月22日,山西率先在全国实现电力现货市场正式运行。
山西成为国内首家转正的电力现货市场,一定程度上归功于山西电力资源禀赋的优势。
从电源侧来说,山西电源种类多样,涉及火电、水电、风光、生物质等多种电源,且作为压舱石的煤电占比较高,稳定性强。发电侧市场竞争度高,省内存在格盟、晋能、大唐、华能、华润、焦煤等20余家发电集团,有利于开展全电量现货交易集中竞争。
从电网侧来说,山西电网是西电东送、北电南送、水火互济、特高压交直流混联、含较大比例可再生能源的外送型电网,电压等级实现了1000千伏及以下全覆盖。是华北特高压“两横三纵一环网”的重要组成部分,在保障全省电力供应的同时,承担着向北京、河北、江苏、湖北等地外送电力的重要任务。为适应发展需求,山西近年来持续加强电网建设,推进新型电力系统建设,不断实现电网的高质量发展和能源的优化配置。坚强的山西电网,有力地支撑了现货交易在全网范围内开展。
诸多因素为山西电力现货市场正式运行打下良好基础。正式运行半年多来,山西电力现货市场已汇聚了156台火电机组、613座新能源场站、200多家售电公司和90余万用户,还有独立储能电站和虚拟电厂各4座。在电力现货交易市场上,每个价格都是发电企业、售电公司、电力用户和新型主体在交易过程中产生的。曲线波动、价格变化,有效激励了火电、燃气机组顶峰发电,引导电力用户移峰填谷,促进新能源消纳。
在电力现货市场,电力价格的波动性,也能有效反映出电力这种特殊商品的时空价值。
“中午风光大发时,通过零电价引导火电企业少发电,促进新能源消纳;晚高峰用电紧张的时候,通过高电价刺激煤电企业顶峰发电,保证电力可靠供应。”国网山西省电力公司调控中心调度计划处副处长张超算了一笔经济账。
对于电力现货市场运行带来的变化,省内火电企业感受颇深。电力现货市场的高电价释放出来后,可以激励发电企业提高设备运维水平,降低机组的非停和受阻。晚高峰用电紧张时,电力现货市场电价升高,市场这根“指挥棒”引导火电企业将机组运维调整到最佳状态,争取多发电、促保供。一些省内的火电企业纷纷表示,以前更关注发电量,现在量利兼顾,既要发电,还要关注市场价格,不但要多发电,还要发高价电。
通过市场价格信号引导发用两侧资源优化配置,一系列“组合拳”下来效果明显。2021年4月启动不间断运行以来,全省火电机组日均增加顶峰发电能力约5%,用电负荷由晚高峰向中午低谷转移约200万千瓦,以市场化方式实现了移峰填谷,源荷两侧共同发力,电力保供能力显著提升。
资源调节 灵活改造
价格信号“调度员”助力新能源消纳
在能源革命进程中,控制化石能源消费,加快建设新型能源体系,是电力行业的重要任务。而如何促进新能源消纳,实现能源的可持续发展和低碳转型,则是山西电力现货市场的重要目标之一。
“实时价格信号成了电力系统最有力的‘调度员’。”谈及电力现货市场对新能源消纳的作用,国网山西省电力公司调控中心现货市场处专责董健鹏形象地比喻道。
到2023年底,山西新能源和清洁能源装机达到6098万千瓦,占比由2019年的33.9%提升至45.8%,发电量占比达25.2%。截至今年7月底,山西风、光新能源装机突破5500万千瓦,占全省装机比重近40%,利用率始终保持在97%以上。
山西新能源消纳利用率之所以始终保持较高水平,与山西电力现货市场的价格引导密切相关。
今年5月23日,受高温天气影响,山西省网用电负荷达当月最大值3337万千瓦,同比增长7.68%,午间新能源出力1976万千瓦,但晚高峰新能源出力仅342万千瓦,日内波动1634万千瓦,同一天内同时出现新能源消纳和电力保供困难的双重压力。现货价格体现电力分时供需形势,中午供大于求时为“0”电价,晚高峰供应紧张时每千瓦时电上涨至1.5元,通过价格信号引导发电侧、负荷侧、储能等各类调节资源自主参与系统调节,在新能源大发、日内大幅波动的情况下全天未发生新能源弃限电,新能源发电2.19亿千瓦时,实现了电力安全绿色供应。
在山西电力现货市场这双“看不见的手”调控下,火电机组向调节性资源转变,纷纷开展机组灵活性改造,甚至加装电锅炉,最大限度提升火电机组的调节能力。在新能源发电低谷时段,火电企业可以发挥重要作用,例如提供启停调峰和深度调峰等辅助服务。在新能源发电高峰时段,火电企业把机组出力压低甚至停机,以“0价”在电力现货市场购买新能源电力去履行中长期合同,中间还能赚价差,这就是价格信号调动灵活调节资源响应对新能源消纳的影响。
“十四五”以来,我省累计完成煤电机组“三改联动”(节能降碳改造、供热改造和灵活性改造)比例超70%。许多企业在这方面取得了较好成果,如山西国际能源集团瑞光热电有限责任公司通过节能降碳改造实现了热效率提高、供电煤耗降低和氮氧化物排放减少;完成灵活性改造后不仅提升了机组负荷调节能力,还增加了供热面积;并积极推动煤电和新能源一体化发展,建设光伏和小型风电装机等。晋控电力则推行在役机组节能升级改造,实施了多项节能改造项目,有效提高了机组的热电解耦、灵活性运行及深度调峰能力,降低了供电煤耗并增加了供热面积。
电力现货交易市场上24小时内的96个电价,让更多市场主体琢磨做好“电文章”,也为新型主体——独立储能电站提供了可行的商业模式。储能电站的接入,能有效提升新能源利用率,增加灵活调节资源供给,促进新能源消纳。
近年来,我省在推动储能电站发展方面采取了一系列措施,包括出台相关政策和细则,明确独立储能电站的并网运行管理要求和参与电力市场的机制等,以促进新型储能设施参与电力市场和调度运用,推动能源结构转型和电力系统的稳定运行,并已在全省陆续建设了合荣储能电站、潞城任和储能电站、右玉闻远400MW/800MWH共享储能电站等一批储能电站。今年年初,在阳泉投产了规模最大的独立储能电站。它如同一个巨大的“充电宝”,每次充电时长2小时至4小时,一次能储存40万千瓦时电能。
虽然名为电站,但它们并不生产电,只是电能的“搬运工”。储能电站可有效为电网“削峰填谷”,缓解高峰期供电压力,并在电能质量受限时起到紧急备用电源作用,保障用户稳定用电。
未来,储能电站的持续建设,将在推动能源绿色转型、应对极端事件等方面发挥更重要的作用,为保障山西电网稳定运行、通过市场手段提升新能源资源综合利用率提供有力支撑。
虚拟电厂 协同互动
市场“指挥棒”带来主体意识变化
三伏天,火烧天。当人们迫不及待地通过制冷来找寻清凉时,可能并未意识到,夏日清凉的背后,是各种发电主体和众多电力工作者不惧酷暑、勇战困难的艰辛付出。
现在,我们能够真切感受到,电已经成为日常生产生活中不可或缺的一部分。保障电力可靠供应,电力现货市场也发挥着不小的作用。
在保供电、促消纳这些看得见的数据变化的背后,电力现货市场还催生了一些看不见的变化,比如市场主体意识变化。
现在,山西电力现货市场上有210余家售电公司。这些售电公司的服务对象聚合了商超、写字楼、工厂、煤矿等多类型用户。不同类型的用户产生出复杂多变的用电曲线,让售电公司花心思琢磨市场,在市场交易及价格波动中获益。
“过去售电公司都是做价差,到处跑业务。现在售电公司转为做服务,为用户提供综合能效管理、节能等服务,做可调节负荷聚合,还孕育了一些虚拟电厂。”国网山西省电力公司调控中心调度计划处副处长张超讲解前后对比。
负荷类虚拟电厂作为售电公司的高级形态,无须新建厂址,其凭借数字化技术,就能迅速集结各地零散电力资源,高效管理用户用电行为,不仅能削峰填谷,还能促进新能源高水平消纳,作用相当于一座实体电厂。
2024年1月1日起,国网电动汽车(山西)服务有限公司虚拟电厂正式参与现货市场交易。该虚拟电厂是国内首家现货市场模式下、以“电动汽车+可调工业负荷”为特色的虚拟电厂,是国网公司试点建设投运的第一家充电桩类虚拟电厂。
截至7月31日,该公司虚拟电厂已连续运行7个月,每日参与山西电力交易市场中长期、现货交易。交易时段为中午填谷的典型时段,累计调节次数2556次,累计达成9348.027兆瓦时调节交易,中标价格最大800元/兆瓦时,平均为用户降低用电成本5元/兆瓦时。
目前,山西已有23家虚拟电厂完成建设方案评审,14家虚拟电厂接入虚拟电厂管理服务平台,其中4家虚拟电厂进入现货市场。负荷侧调节能力得到充分调动,聚合容量达200万千瓦,增加负荷侧调节能力51.8万千瓦。4家独立储能电站转入商业运营,增加系统调节能力47万千瓦,系统运行由“源随荷动”向“源网荷储协同互动”转变。
作为我国首个正式运行的电力现货市场,山西电力现货市场在市场框架设计方面,充分借鉴国内外现货交易市场的成功经验,结合省情网情,构建了“统一市场、两级运作”的整体框架。在方案规则体系编制方面,突出了推动资源优势向经济优势转化,对全网电力资源进行优化配置,实施“全电力优化”。在电力市场模式方面,建立了“中长期合约仅作为结算依据管理市场风险、现货交易采用全电量集中竞价”的电力市场模式,充分发挥了中长期交易稳定市场价格,现货市场对中长期合约进行帕累托改进、保障电网安全、消纳新能源的能力。
总之,山西电力现货市场的经验可以提供有益的参考和借鉴。特别是电力现货市场发出明确清晰的价格信号,给市场各方都带来深远影响。
在市场的指挥棒下,火电企业从“关注电量”变为“量利兼顾”;新能源企业从“吃政策补贴”变为“向市场要利”;售电公司从“赚差价”向“做服务”转变;电力用户从“按需用电”向“按价用电”转变,合力推动一个新的发电格局和用电体系的形成。
我们有理由相信,山西电力现货市场的发展,对于推动可再生能源发展、保障电力系统安全稳定运行、优化电力资源配置以及促进电力市场的公平竞争,将有越来越重要的作用。其前行之路,定会更加光明。
本报记者杜鹃 本报通讯员赵亚男
本版责编:刘玉栖
版式:路彦青 王静
(责编:马云梅、褚嘉琳)
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