返回首页|能源行业产品大典 与我互动 在线投稿
扫描关注能源界官方微信

滚动新闻:

当前位置:首页 > 国际信息

电力行业跟踪报告:电力市场建设与新能源消纳:加州历程与中国启示研讨会纪要

2017-07-07  来源:互联网      电力  新能源  加州   
\
  美国加利福利亚州电力市场是美国第一个正式投入运营的电力市场,自从1998年3月31日投入运营以来,加州电力市场经历了2000年的加州能源危机和之后的市场重新设计和升级,加州电网调度更加可靠,市场更加完善。加州电力市场现由加州独立系统运行公司(CASIO-CaliforniaIndependentSystemOperator,Inc)负责运营,CASIO也是加州电网的调度中心,还负责评估和审批加州电网的扩展计划。加州电力工业改革、电力市场发展历程,为中国的电力改革提供了启示。

  点评:
 
  加州电力工业改革历程。
  1996年9月以前,加州地区有三大电力公司,以及洛杉矶市水电部等市政公用事业部门。三个电力公司在各自独立的区域内垄断,实行发电输电配电一条龙服务。
  1996年9月,加州立法机构通过电力工业重组法案,目的是建立电力市场,打破垄断,提高系统可靠性,促进社会效益最大化。三大电力公司出售大多数发电厂,交出电网调度权,每家发电公司的装机容量不超过加州总装机容量的10%。
  1998年3月,加州电力交易中心CALPX(在加州能源危机后关闭,PX零售市场放开导致市场力被滥用,这是加州能源危机的导火索)和CAISO投运,前者负责前期能量交易,后者负责系统实时调度,独立于市场参与者,且为非盈利组织。
  1998年4月——2009年3月是加州电力市场的前期阶段,没有日前能量市场,只有堵塞管理市场、辅助服务市场、实时市场。这三种市场对中国来说相对比较简单,可以先建立起来,成熟之后再建立日前能量市场。
  2009.4至今是加州电力市场的现期阶段,加入了日前能量市场。
  2009年以后的加州电力市场,尤其是在日前和实时能量市场均存在的情况下,加州电网调度更加可靠,市场更加完善,价格也能够尾随一个运作良好的竞争模式,反映出生产成本和价格变化的普遍趋势。
  电力市场发展的路径选择。
  中国电力市场建设的核心问题是交易模式的问题,即是选择跟电力交易中心交易(“强电力库模式”,由交易机构代负荷方,例如用户和售电公司,向发电商招标采购电力的批发交易方式),还是选择由发电和用户/售电代理商进行双边合同交易(“双边交易”)。
  “强制性电力库”中没有双边合同,有的只是价差合同,也没有中长期交易。电力交易中心作为买方招标采购电力后,形成发电出清价,按满足需求的最后一台机组价格,再加系统加价后成为系统卖价,以此价格将电力卖给售电商或高压用户,因此强电力库中没有批发价竞争(这是澳洲模式)。
  “双边交易”模式是一种“交易自由,责任自负”的电力批发交易方式,价格双向竞争,由买、卖双方共同决定,而合同执行偏差导致系统不平衡的责任由交易者自行承担。
  美国电力市场采用“双边交易”模式。该模式下,美国对电力中长期交易有严格限制,必须确保将交易计划转变为实际调度。以加州为例,每份交易合同必须落实到24小时或者48小时的负荷曲线上,而非国内的月度或者年度考核,这一点国内还有所欠缺。
  在电力中长期交易方面加州走了不少弯路,在PX设计之初禁止电力中长期交易,所有企业只能在日前交易,而在关闭PX之后又禁止日前交易,而转为100%电力中长期交易,这一情况直到2009年4月加州重新进行市场设计之后得到改变,目前加州既有中长期交易(占比80%),又有日前市场(占比20%)。
  从本质上来说,日前市场和双边合同的功能是一样的,都是为了系统的平衡、稳定做准备。因此,中国的电力市场建设,正确的出发点和方法论是如何通过电力交易实现系统平衡。
  加州电价改革的成功经验。
  加州电力市场(前期)是区域电价体制。电力市场分为三个区:NP15、ZP26和SP15,区域之间有输电线路相连。85%的情况下区域之间的输电线路没有堵塞,三个区是同一个市场清理电价。当区域之间发生堵塞时,每个区域有不同的市场清理价,价格优先的交易机制导致一些机组以低价多报容量来牟利。例如墨西哥有两台机组加入了CAISO,通过加州和墨西哥之间的一条输电线路参与市场交易,由于这是一条孤立的线路因此经常会发生阻塞,此时需要进行减负荷。墨西哥的两台机组利用这一特点在日前市场报一个高价和大容量,由于线路容量有限,因此会在实时市场发生线路阻塞,CAISO会对其进行减负荷并给予相应补偿,此时机组再报一个负价来获得补贴(CAISO规定不允许报负价后改为报一个极低的价格,依靠日前市场和实时市场的价差获利),通过这种方式两台机组每年能获利4000——5000万美元,这一现象直到2009年后才得到遏制。
  加州新的电力市场设计始于2002年,被称为长期市场重新设计和技术更新计划(MRTU),该计划由三部分组成:集成前期市场(IFM)、完全网络模型(FNM)和局部边际电价(LMP)(节点电价)。LMP反映电网特定的节点上增加单位负荷所需要的供电成本。
  LMP的作用为度量买卖电的价格及衡量阻塞费用。LMP受能量、堵塞和网损三部分影响,尽管理论上结算采用节点电价,但是实际过程中有三种形式:对发电机组的能量部分用节点电价进行结算;负荷按某特定区域来进行结算,其价格是该区域内负荷节点电价的加权平均;辅助服务价格按区域进行结算。
  在节点电价体制下,加州电力市场(现期)能为市场各方提供正确的价格信号,导致批发电价有所下降,而辅助服务备用容量价格也从2008年的$0.74/MWh下降到2009年的$0.39/MWh,购买辅助服务备用容量的总成本只占批发能量总成本的1%。
  可再生能源的整合拉动辅助服务市场发展。
  2002年加州发布可再生能源比例标准,要求到2010年加州的能源供应20%来自于可再生能源。2008又提出到2020年加州的能源供应33%来自可再生能源(以发电量为基础)。2015年,州议会进一步调整计划:到2030年,加州的能源供应50%来自可再生能源。2015年,加州总发电装机中,有25.05%为新能源装机,而这其中32.7%来自风电装机。
  加州新能源发展计划比较激进和新能源的不稳定性,对加州电力市场提出了新的挑战:
  更大的机组爬坡能力(至少±80兆瓦/分),对辅助服务例如增加调节备用服务(将增加200——500兆瓦)、运行储备和附加能量(需要额外的800多兆瓦的增量报价和1000多兆瓦的减量报价)等提出了更多的要求。
  大量可再生能源的接入还增加了超额发电的机会。加州对风电有很多照顾政策,由于对风电的负荷预测无法非常准确,对于风电负荷的担忧使得保障的备用容量偏多,而一旦当日风电发电负荷足额并网,则发电端的负荷会由于备用容量多出导致能量市场不平衡,此时需要弃风或者切机,而CAISO对此进行补贴,这部分的成本由社会承担。而解决超额发电问题的最好方法是使用储能装置,从而解决可再生能源整合引起的“弃风弃光”问题。能量存储装置还能参加辅助服务市场。
  作为电网规划者,要扩展输电基础设施,简化可再生能源发电审批流程。作为独立系统运行者CASIO,安装和利用更多的能量储存装置,引入需求反应计划,引入灵活的爬坡能力和容量作为新的辅助服务市场产品。
  启示:1、中国电力市场建设的核心问题是交易模式的问题,正确的出发点和方法论是如何通过电力交易实现系统平衡。
  2、充分利用储能技术,引入灵活的爬坡能力和容量作为新的辅助服务市场产品,确保资源的高效利用。
  风险提示:电力体制改革进展不及预期;政策支持不到位等系统性风险;分布式光伏等新领域的发展低于预期。

继续阅读