苑舜：東北電力輔助服務(wù)市場的創(chuàng)新與成效

:東北是中國電力工業(yè)的搖籃，也是我國電力市場化改革的重要發(fā)源地，在幾次電力體制改革中都起到了試驗田的作用。2003年，國家選擇東北作為我國首個區(qū)域電力市場試點地區(qū)，經(jīng)過三年多建設(shè)和運行，試行了“發(fā)電側(cè)兩部制電價、全電量競爭”的市場模式，為我國電力市場化改革積累了的寶貴的實踐經(jīng)驗?！吨泄仓醒?國務(wù)院關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9號）出臺后，東北電力市場化改革進入新階段，特別是“東北電力輔助服務(wù)市場”成為一大亮點，吸引了多個省區(qū)來東北考察調(diào)研，東北電力輔助服務(wù)市場的一些理念和做法開始在國內(nèi)推廣。

（來源：微信公眾號“能源研究俱樂部”作者：苑舜）

一、電力輔助服務(wù)基本概念

電力輔助服務(wù)是指為維護電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，保證電能質(zhì)量，除正常電能生產(chǎn)、輸送、使用外，由發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)和電力用戶提供的服務(wù)，具體包括調(diào)峰、調(diào)頻、備用等服務(wù)。電力輔助服務(wù)是電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的基本保障，從這一點上說其作用并不是輔助性的，而是基礎(chǔ)性的。

近幾年，我國電網(wǎng)、電源結(jié)構(gòu)都發(fā)生了重大變化，風電、光伏等可再生能源發(fā)展迅猛，火電機組中供熱機組比重提高，系統(tǒng)運行的復(fù)雜性大大增加，東北地區(qū)“棄風棄光”問題和熱電矛盾凸顯，原有管理模式已難以應(yīng)對，所以，電改9號文件提出“建立輔助服務(wù)分擔共享新機制”的要求。

二、建立輔助服務(wù)市場的“初心”

建立東北電力輔助服務(wù)機制的初衷，是尋求高效、經(jīng)濟解決東北電力系統(tǒng)調(diào)峰問題的方案，緩解熱電矛盾，促進可再生能源消納，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

2014年起，低谷調(diào)峰成為東北電力系統(tǒng)運行最緊迫的問題，集中表現(xiàn)為熱電矛盾爆發(fā)，風電、核電等清潔能源發(fā)電嚴重受限。2016年春節(jié)期間，東北電力系統(tǒng)低谷調(diào)峰缺口500萬千瓦，電力平衡極端困難，26座主力熱電廠被迫單機供熱，民生風險巨大；風電全年受限率近三成，冬季低谷時段電網(wǎng)風電接納能力幾乎為0，核電上網(wǎng)發(fā)電也受到較大制約。解決調(diào)峰問題成為東北電力系統(tǒng)運行諸多問題的“牛鼻子”，也是把“死棋盤活”的關(guān)鍵。

當時可選的改革路徑有兩條：一是繼續(xù)強化“政府定價+調(diào)度命令”的計劃管理模式，這條路之前已經(jīng)走了多年，體制機制上都不用做大的調(diào)整。二是建立以調(diào)峰資源為核心的市場競爭機制，激勵火電企業(yè)主動挖掘調(diào)峰潛力、降低調(diào)峰成本，這條路之前國內(nèi)外都沒有走過，需要設(shè)計全新的市場機制和運營規(guī)則。

計劃管理模式在激勵火電深調(diào)方面有一定作用，但存在幾個不足：一是補償標準“一刀切”，二是政府定價無參考，三是調(diào)度機構(gòu)難以執(zhí)行。在東北地區(qū)風、光、核等電源大規(guī)模接入電網(wǎng)、供熱需求快速增長的背景下，計劃模式的激勵效果越來越差，行業(yè)內(nèi)基本達成“此路不通”的共識。按照市場在資源配置中發(fā)揮決定性作用的原則，同時秉承問題導(dǎo)向和務(wù)實取向，建立市場化調(diào)峰競價機制成為我們最終的選擇。

三、輔助服務(wù)市場制度設(shè)計

市場機制方面，以調(diào)峰為起步建設(shè)東北電力輔助服務(wù)市場，沒有成熟的理論和先例可借鑒，因此在制度設(shè)計上進行了一系列創(chuàng)新：一是將深度調(diào)峰資源定義為具有高經(jīng)濟價值的商品，并制定了有償調(diào)峰基準線；二是設(shè)計了“分擋報價、統(tǒng)一出清、實時記賬、以支定收、階梯分攤”的市場價格機制；三是將機組日前報價排序作為實時調(diào)峰調(diào)電原則，讓低谷調(diào)電有序可依；四是設(shè)計跨省調(diào)峰交易機制，通過價格信號帶動省與省之間調(diào)峰互濟的積極性；五是設(shè)計了火電機組應(yīng)急啟停市場投標機制。

市場監(jiān)管方面，采取信息化非現(xiàn)場監(jiān)管措施，密切跟蹤市場運行情況，并要求市場運營機構(gòu)建立市場信息實時披露制度、交易流程管理制度，促進市場公開、公平、規(guī)范。市場風險防控方面，從制定風險防控方案、設(shè)計避險工具、加強信息披露、規(guī)范市場干預(yù)等幾個維度建立市場風險預(yù)警和防控體系，保障輔助服務(wù)市場運行平穩(wěn)、風險可控。

2016年，東北電力輔助服務(wù)市場被確定為國家電力體制改革專項試點，按照國家能源局的整體部署，東北電力輔助服務(wù)市場于2017年1月1日零點如期啟動，市場啟動以來運行良好，市場主體按照市場規(guī)則規(guī)范申報價格及能力，市場計量、結(jié)算、信息公開等環(huán)節(jié)運轉(zhuǎn)有序，火電企業(yè)積極挖掘調(diào)峰潛力，大大緩解了東北電力系統(tǒng)低谷調(diào)峰困難局面，促進了風電、核電等清潔能源消納，顯著提高了東北電力系統(tǒng)安全運行水平和供熱可靠性。

四、輔助服務(wù)市場全面升級

2018年以來，由于煤質(zhì)、設(shè)備缺陷、供熱等多方面原因，東北火電機組尖峰受阻問題突出，尖峰時段旋轉(zhuǎn)備用容量不足，部分時段電力供需緊張，被迫增加火電開機方式，使得系統(tǒng)消納新能源能力下降，所以東北電力已經(jīng)不再是簡單的“窩電”局面，已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱傮w略有盈余，局部時段偏緊”的電力供需新局面。針對東北電力運行中出現(xiàn)的新情況和新問題，我們在總結(jié)前期電力輔助服務(wù)市場運行經(jīng)驗基礎(chǔ)上，啟動了輔助服務(wù)市場機制升級工作，主要是增加了旋轉(zhuǎn)備用交易品種，從而實現(xiàn)輔助服務(wù)市場“壓低谷、頂尖峰”全覆蓋。

旋轉(zhuǎn)備用交易是為了保證可靠供電，發(fā)電機組在尖峰時段通過預(yù)留旋轉(zhuǎn)備用容量所提供的服務(wù)，減少火電機組尖峰受阻情況，保證可靠供電和電網(wǎng)安全；減少開機方式，為清潔能源接納提供更大空間。我們探索建立的尖峰旋轉(zhuǎn)備用機制有三個特點：一是以發(fā)電機組能力作為市場標的物，體現(xiàn)“備用”屬性；二是全網(wǎng)統(tǒng)一競價、出清，實現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)共享備用資源；三是建立機組發(fā)電能力隨機核查機制，保證機組如實申報備用能力。2019年上半年，按照新規(guī)則啟動?xùn)|北電力輔助服務(wù)市場3.0版本模擬運行，2019年7月1日零點，全新的《東北電力輔助服務(wù)市場運營規(guī)則》正式施行，目前市場運行良好，達到市場設(shè)計預(yù)期目標。

五、輔助服務(wù)市場成效

東北電力輔助服務(wù)市場運行后，初步打破了東北電網(wǎng)調(diào)峰困局，顯著緩解了熱電矛盾，促進了清潔能源消納，提高了系統(tǒng)運行可靠性，開創(chuàng)了“風火核光多方共贏”的新局面：

一是火電廠由“要我調(diào)峰”向“我要調(diào)峰”轉(zhuǎn)變。2019年，在市場機制引導(dǎo)下，東北火電企業(yè)非供熱期最大提供475萬千瓦深調(diào)能力，供熱期最大提供810萬千瓦深調(diào)能力。

二是緩解熱電矛盾，提升了東北冬季供熱可靠性。2016年春節(jié)期間，東北有26家電廠單機供熱，2017年春節(jié)減少到15家，2018至2020年春節(jié)期間完全消除了單機供熱隱患，為東北民生作出巨大貢獻。

三是優(yōu)化發(fā)電結(jié)構(gòu)，提高了風電、核電利用率?；痣娡ㄟ^低于最低技術(shù)出力深度調(diào)峰，2015年以來多接納新能源661億千瓦時，相當于少燒2100萬噸標準煤。2019年，東北風電利用率已經(jīng)提高至97.84%，風電受限率下降到2.16%，創(chuàng)東北風電規(guī)模化發(fā)展以來新低，風電利用小時從2014年1713小時提高到2019年2305小時，增加了592小時；4臺核電實現(xiàn)常態(tài)3臺機以上運行。在輔助服務(wù)市場中，風、光、核等清潔能源每度受益多發(fā)電量分攤費用0.117元，遠低于其發(fā)電收益。

進入2020年，由于調(diào)峰能力的增加，春節(jié)和疫情期間，全網(wǎng)沒有一家火電企業(yè)由于調(diào)峰原因單機供熱，民生供熱安全得到了保障。同時，東北電力輔助服務(wù)市場在推動新能源消納上發(fā)揮巨大作用，新能源棄電量和棄電率再創(chuàng)新低。截至2月15日，新能源棄電量1.42億千瓦時，同比減少74.80%。其中棄風電量1.37億千瓦時，同比減少74.25%；棄光電量0.046億千瓦時，同比減少84.67%。風電利用率98.34%，同比增加3.51個百分點；光伏利用率99.76%，同比增加1.56個百分點。

四是火電主動提升頂尖峰能力，增加了系統(tǒng)備用。在今年火電機組尖峰旋轉(zhuǎn)備用交易品種啟動后，發(fā)電企業(yè)尖峰旋轉(zhuǎn)備用能力普遍提升。2018年非供熱期東北火電機組受阻容量約1200萬千瓦，2019年非供熱期下降到800萬千瓦左右，受阻容量減少三分之一，系統(tǒng)運行效率得到顯著提升。

六、思考與展望

推動電力輔助服務(wù)市場工作，我們有六點體會：一是要有歷史觀，從歷史的角度看待東北電力市場的發(fā)展問題；二是要有地域觀，既要注重普遍問題和普遍規(guī)律，也要抓住東北的特殊性；三是要有風險意識，做好市場風險防控方案；四是要用發(fā)展的眼光，分析眼前問題要著眼將來市場環(huán)境的變化；五是以市場為導(dǎo)向，不斷完善電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，切實解決實際問題；六是要思想統(tǒng)一，共同努力促進東北電力輔助服務(wù)市場的良好發(fā)展。

東北電力輔助服務(wù)市場從調(diào)峰起步，沒有采取國外主流電力市場路徑，走得注定不是“尋常路”，受到各方面關(guān)注是自然的，存在不同觀點和認識也是必然的。目前，國內(nèi)外已有的現(xiàn)貨市場理論、模型、運行機制及規(guī)則都不能解決現(xiàn)階段不同能源間的平衡及轉(zhuǎn)化問題。風火核光及電熱之間的矛盾將長期存在，國外沒有調(diào)峰困難到東北這樣低谷時段風電全棄還不能保障供熱的大區(qū)域，這是當前國內(nèi)外所有主流現(xiàn)貨市場設(shè)計未曾涉及的、現(xiàn)階段暫時解決不了的。如果完全照搬采用理論上先進的市場模式，造成大量的棄風及棄光，現(xiàn)有的新能源消納成績毀于一旦，將會得不償失。雖然東北電力輔助服務(wù)市場并不是主流市場，與傳統(tǒng)輔助服務(wù)也有較大差別，但當前東北電力輔助服務(wù)市場交易的主要內(nèi)容可能仍然會較長時間存在。

隨著我國電力市場化改革走向深入，伴隨著東北電力供需形勢、電網(wǎng)和電源結(jié)構(gòu)的發(fā)展及變化，帶有鮮明和地域特色的電力輔助服務(wù)市場機制必然要逐漸融入電力市場整體框架。我們也將主動作為、加強學(xué)習，不斷探索適應(yīng)新形勢的新模式，我們正在與清華大學(xué)、華北電力大學(xué)等高校及研究院所開展下一步課題研究，已經(jīng)取得一些研究成果。展望未來，我們將從以下三方面著手開展相關(guān)工作：

一是堅持“問題導(dǎo)向、科學(xué)發(fā)展”，不斷優(yōu)化東北電力輔助服務(wù)的機制設(shè)置。在東北電力輔助服務(wù)市場推進過程中，會不斷有新情況和新問題出現(xiàn)，需要靈活調(diào)整，不斷優(yōu)化相應(yīng)的機制設(shè)置。我們將適時開展適應(yīng)新形勢的市場規(guī)則修編工作（比如引入尖峰旋轉(zhuǎn)備用交易就是典型的重大調(diào)整），當前電網(wǎng)尖峰發(fā)電受阻逐年增加，市場交易金額規(guī)模不斷增大，平價新能源即將大量并網(wǎng)，仍需繼續(xù)進一步完善市場規(guī)則。我們將進一步研究完善尖峰市場參數(shù)設(shè)定，增強市場正向引導(dǎo)作用；積極開展負荷側(cè)調(diào)控能力提升工作，研究可控負荷參與市場機制；開展適應(yīng)平價新能源大量并網(wǎng)規(guī)則修編，研究新能源競價機制，提升新能源企業(yè)參與市場的積極性。

二是堅持“統(tǒng)籌規(guī)劃、因地制宜”，研究省內(nèi)現(xiàn)貨市場與區(qū)域調(diào)峰市場的結(jié)合與銜接。兩者均為現(xiàn)貨性質(zhì)，相互產(chǎn)生影響，組織各省調(diào)度共同研究二者的銜接工作，使電力市場既能為全社會提供低價優(yōu)質(zhì)的電能，又能有效促進東北地區(qū)新能源發(fā)展。為此，我們與相關(guān)企業(yè)及高校合作，開展了東北電力市場發(fā)展戰(zhàn)略研究工作。針對東北電力體制改革過程中面臨的實際問題，系統(tǒng)性研究東北電力市場發(fā)展規(guī)劃，以確保東北電力市場建設(shè)工作能夠更好開展，尋求以最小的建設(shè)成本達到通過市場機制優(yōu)化東北電力資源配置的目標。東北三省一區(qū)電力現(xiàn)貨方案初步設(shè)計，都是在現(xiàn)有市場框架下，有效銜接電力中長期交易與現(xiàn)貨市場，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)電力輔助服務(wù)市場與現(xiàn)貨市場，實現(xiàn)“中長期交易為主、現(xiàn)貨交易為補充”。在三省的電力現(xiàn)貨方案中，電力現(xiàn)貨市場均采用“現(xiàn)貨電能量市場+輔助服務(wù)市場”的市場架構(gòu)。目前看三省的初步想法與實際運行仍有一定差距，還需進一步研究規(guī)劃。

三是堅持“分析預(yù)判、科學(xué)決策”，開展東北電力中短期供需預(yù)判工作的前瞻性研究，為電力行業(yè)規(guī)劃、政策制定提供決策參考，同時通過預(yù)判系統(tǒng)的助力進一步升級東北電力輔助服務(wù)市場。目前，東北電力中短期供需分析預(yù)判系統(tǒng)框架、模型與算法、監(jiān)管指標體系等研究內(nèi)容已經(jīng)取得階段性成果，后期將從注重中期預(yù)判功能研究、滿足東北區(qū)域電力市場的發(fā)展需求、預(yù)判系統(tǒng)的隨機性和智慧性三方面開展重點研究。項目研究成果將對東北電力行業(yè)有序、穩(wěn)健發(fā)展提供技術(shù)支撐，為深化東北電力市場改革、擴大電力市場交易規(guī)模提供監(jiān)管意見和政策建議，為改善東北電網(wǎng)的電力供需矛盾提供理論依據(jù)，為政府相關(guān)部門的決策不斷提供理論與實證支撐，經(jīng)濟與社會效益顯著。

作為市場設(shè)計者和監(jiān)管者，我們會持開放的心態(tài)，不斷審視、學(xué)習和思考，為我國電力市場化改革事業(yè)和能源革命貢獻力量。