电力辅助服务能否塑造中国新能源格局?

2022-07-13

 

去年及近段时间以来,中国国家能源局陆续印发了关于促进发电企业发展平衡电力容量和完善电力辅助服务管理办法等相关政策指引。这些关键政策的出台将促进电力辅助服务市场的增长和发展。尤其对电力辅助服务管理办法的修订更新是近几十年来的首次,标志着国家能源局对中国能源转型的强有力支持,以期力争达成在2030年前实现碳达峰和在2060年前实现碳中和的国家双碳目标。


新的政策指引将有利于发展电网平衡电力,提升消纳能力,显著促进可再生能源的综合利用。电力辅助服务是确保电力系统安全稳定运行的关键组成部分,同时也可确保发电质量。其在支撑电网和可再生能源整合方面的成效显著。对于各行各业来说,想要提高供电质量,确保资源的有效配置,那么建立完善的辅助服务市场和制定相关政策至关重要。


据国家能源局统计,目前电力辅助服务市场约占电力供应社会成本总量的1.5%,预计未来将达到3%。逐渐增长的间歇性供电提升了对电网平衡电力在快速响应和保证电网稳定性方面的需求。随着新能源的大规模快速发展,这种需求的增长还将不断升级。

瓦锡兰公司亚太区市场开发部总经理Malin Östman对该政策将带来的积极变化持乐观态度。

相关预测显示,随着需求的增长,中国的电力辅助服务市场规模可达到2000亿元人民币。技术创新需要政策不断完善与对可再生能源增量的同步支持。具备快速响应能力的灵活技术可以为能源系统增加稳定性、平衡性和高效率,并进一步在电力辅助服务市场中发挥重要作用

电力辅助服务多种多样,其主要目的还是为供电的电网系统提供稳定性,并促进可再生能源并网。中国市场的电力辅助服务以调峰、备电、调压、调频为主。电力调峰通常是根据是根据用电需求预测模型来制定发电计划,同时为电网系统提供储能和备电方案。电网调频则需处理风能、太阳能等间歇性可再生能源供电难以准确预测所导致的电网短时频率波动问题。在这种情况下,通过调频以确保备用电力或储能系统可以在短时间甚至几秒钟内开始供电以应对负荷瞬时波动、天气条件欠佳等不利情况,从而保证电网供电的稳定性。


目前,火电尤其是煤电厂是国内电力辅助服务市场的主要参与方。随着可再生能源行业的发展,在政策转变和技术进步的帮助下,火电机组将需要提高调节能力并转向使用能更快速响应的技术。随着灵活性需求的增长,频率调节的重要性也将随之增加。

决定提供频率调节的灵活性技术的价值有四个关键参数,分别是发电机组的爬坡率、标准调节速度、功率控制精度和标准调节精度。目前有多种技术手段可以提供调频辅助服务,但每种技术都有自己的优点和局限性。在考虑调频性能时,储能是最有效的手段,其次是灵活内燃机发电和抽水储能。传统的燃煤发电在标准调节速度上响应速度较慢。在这些电网平衡电力灵活性技术中,内燃机发电技术具有比储能技术更高的能量密度和更好的顶峰能力。

电厂对负荷波动的响应速度越快,对电力系统的调节就越有利。通常燃煤机组的爬坡率仅为2%/分钟,水力发电的爬坡率为20%/分钟,而灵活内燃机发电机组可以达到每分钟调整出力最大值占额定容量的50%以上。这意味着在传统机组可能需要30分钟以上才能完成启动之时,采用内燃机,抽蓄和电化学储能等技术的电网平衡电力发电厂可以将响应时间缩短到几分钟,甚至几秒钟之内。

这些创新技术为电力辅助服务新政策的提出铺平了道路。新的管理办法将优化现代电力系统,进一步促进可再生能源的大规模并网。这预示了中国志在达成2030年前实现碳达峰和2060年前实现碳中和的目标。

中国能源市场和电力辅助服务行业的未来前景广阔。国家能源局力推的电力现货市场未来可以取代目前调峰辅助服务的作用,这也会是未来几年电力市场发展的一个明确的方向。

虽然目前中国大部分省份还尚未建立电力现货市场,调峰辅助补偿机制尚有待建立和健全。但也有部分地区已开始试行现货市场交易,由市场来发挥调峰作用。例如山西省的现货电力市场充分发挥了调峰作用,带动实现了资源的有效配置。具体表现为当可再生能源发电充分出力时,现货市场上的同时段燃煤发电的上网价格将会降低,并可能使这些燃煤发电厂因发电收益过低而关停。

中国双碳目标的提出和国家能源局相关政策将对电力辅助服务市场产生深远影响。这些措施将确保电力系统的运行更加安全稳定,同时有利于鼓励实现高效清洁可再生能源的开发利用,从而促生大规模的风能、太阳能等可再生能源发电项目的发展,以带来实质性的环境效益和经济回报。

瓦锡兰中国市场发展总经理周秦声指出政策和监管产生的一系列变化将给电力辅助服务行业带来机遇和挑战。

新政策将鼓励发电企业增加调峰调频和平衡电力的投资,并推动优化发电企业的能源资产组合。但有必要进一步完善电力辅助服务的补偿机制并制定相关市场规则,引导投资进入平衡发电技术领域。”
随着对快速响应、灵活发电技术的需求增长,应当积极鼓励各发电企业和电网公司参与提供电力辅助服务。让市场力量来引导电力辅助服务的发展,由此带动更多新公司、新技术进入市场,有助于中国进一步实现艰巨但必要、重要且必达的双碳目标。

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