辅助服务市场组织方式采用集中竞争或长期等多种方式。竞争程度较强的辅助服务品种一般采用集中竞价或招标方式采购,其余品种可通过长期合约形式购买。各种定价机制如表2所示。在欧洲和美国电力市场中,备用一般通过竞争性市场采购,部分国家AGC和调频也作为交易品种。无功调节和黑启动由于具有依赖地理位置或特殊装置的特性,一般采用双边长期合约,具体分类如表3所示。辅助服务成本的分担,各国市场通行的方式是按照一定机制分摊给终端用户,例如,欧洲部分国家通过输电费用或系统调度专项费用将辅助服务成本传导给用户。
从国外典型辅助服务市场的运作模式来看,主要有电力辅助服务独立交易方式和联合优化方式。独立交易方式指电力辅助服务市场独立于电能量市场运行,常见于以欧洲为代表的分散式电力市场。欧洲电力交易机构与系统调度运行机构分立,电力交易机构负责运营日前、日内现货电能市场,系统调度运行机构(TSO)负责运行辅助服务市场,与电能量市场独立运行。联合优化方式指电力辅助服务市场与现货电能量市场联合交易出清,常见于美国、澳大利亚等集中式电力市场。以美国PJM电力市场为例,参加辅助服务市场交易的机组在运行日前一天连同电能量报价一起向PJM提交报价信息,辅助服务市场在实时运行前一小时关闭。在此之前,机组可以修改报价信息。实时运行过程中每5分钟将辅助服务市场与电能量市场联合出清一次,联合出清的目标为电能和辅助服务采购总成本最小化。
通过国内外的辅助服务市场机制的对比分析可知,电力辅助服务市场的建设依赖于电力现货市场。国外辅助服务的采购和交易组织通常由详细掌握各类辅助服务需求信息的系统调度运行机构负责。定价机制通常采用招标和双边合同,出清方式采用联合优化方式较多。电力辅助服务市场与电能量市场联合交易出清可以减少电力系统的总成本,激励市场主体参与到系统优化过程中,不仅可以保障系统安全稳定运行,也可以充分发挥自身机组的能力获得额外收益,对于系统中的所有主体都是有益的。目前中国的电力现货市场尚未健全,电力辅助服务市场仍处于由“计划”向“市场”的过渡阶段,未来中国的辅助服务市场交易应由电网统一调度组织,按照电能量市场和辅助服务市场联合出清的边际价格结算辅助服务费用,减轻信息不对称导致的成本误差和利益分配不均,以经济利益驱动市场主体主动提供辅助服务,最终实现电力的资源优化配置。
国内辅助服务市场存在的问题
辅助服务产品单一,调峰辅助服务不应属于辅助服务
目前我国多数地区辅助服务市场交易品种相对单一。多数调峰辅助服务交易主要集中在深度调峰及启停调峰两个品种。另外,现有的所有市场规则均对发电机组下调能力要求明确,但是对机组向上调峰需求未作明确市场定位。在国外的一些电力市场中,通常辅助服务机制的主要品种为调频和备用。在以美国PJM为代表的全电量竞价现货市场中,发电企业在日前申报相关数据进行报价,ISO通过安全约束机组组合和安全约束经济调度等形成发电计划。不同负荷率水平的发电机组的收益是通过不同时间能量市场实时电价的变化来反映调整。系统负荷较小的谷时段,电价可能较低,而在系统负荷较大的峰时段,电价可能很高,因此调节能力强的机组可以通过在谷时段少发电而在峰时段多发电获得较高的平均电价,调节能力较差的机组如果无法在谷时段减小出力,就要接受较低的电价。实时电价的变化自然引导了发电企业主动参与调峰,也就反映在了基本的能量市场出清中,因此不需要一个额外的调峰产品。当然我国的调峰辅助服务是在缺乏分时的现货市场的情况下的一种特殊的辅助服务。目前大多数省份已经开始了中长期电力交易市场,部分省份开始了现货市场的建设。我国也需要尽快在用户侧输配电价中增加辅助服务相关的项目,以便逐渐理顺相关交易和价格机制。
同时,受制于我国煤电为主的电源结构,我国目前主要的辅助服务产品“调峰”和“调频”并不能充分解决大量可再生能源进入电力系统给系统带来的不稳定性问题,而电网灵活性的提升是促进新能源消纳的核心,电力辅助服务是提高电网灵活性的手段之一。电力辅助服务中的调峰、备用等能力对于可再生能源发电消纳的作用至关重要。美国加州已经引入了“灵活爬坡产品”(FRP,flexible ramping product)来应对可再生能源出力的波动,我国可再生能源消纳较为困难的区域也可以适时引入爬坡类辅助服务产品,满足系统中对于具有快速爬坡能力、调节性能良好的电源需求。
辅助服务费用的分摊不尽合理
目前我国辅助服务成本补偿方式为发电侧承担。现行补偿机制只考虑火电和水电机组参与辅助服务,有偿和无偿的差别是按照是否引起水火发电成本的变化予以区分的,差别划分的不合理,造成无调节能力机组无偿享受了部分有调节能力机组的辅助服务,这本身就是不公平的。辅助服务作为一种公共产品,其作出的贡献由电力系统收益,其引发的成本也应纳入输配电价由全体用户分担。电力市场环境下,发电机组是辅助服务的提供方,而不是成本的分担方。