可再生能源电力市场发展综述

王宇轩

（华北电力大学，北京 102206）

目前绿色发展愈发深入人心，各国也将环境问题作为发展中的核心问题，中国应时提出了2030年实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”的发展目标。可是我国能源结构较为落后，仍然是化石能源占有较大比重，2018年我国一次能源消费中化石能源占比超85%，由此可以总结出实现这一目标的关键性问题是优化能源结构，提高可再生能源的生产水平以及消纳水品，在保证电力系统安全可靠的前提下逐步降低传统化石能源的权重，最终达到一个相对的平衡点。

一、我国可再生能源现状及问题的解决思路

我国风电累计装机容量占世界的三分之一以上，光伏发电的累计装机容量也超过了世界的四分之一，但是与其他国家可再生能源在负荷附近分散式分布的分布方式不同，我们国家的可再生能源更多的是集中式地分布在西北、华北、东北及西南地区，地形地势会对可再生能源开发建设造成干扰。而且这些地区的负荷较低，有些地区的负荷甚至无法满足火电机组最小出力的要求，无法在当地完全消纳这些可再生能源，所以只有实施可再生能源的外送。

我国弃风弃光率均高于世界平均水平，这与可再生能源的生产与消费在空间上的不匹配有着直接的关系，而且没有形成稳固的可再生能源输电网络，我国西部输电网络结构较为单一，无法完全满足逐渐增长的可再生能源电力输送需求，同样可再生能源在时间上的波动性也会影响其消纳水平。

解决可再生能源的消纳问题，降低我国的弃风弃光率，提出了在可再生能源的产地进行多能捆绑外送方案，采用送端依据受电端的负荷情况进行功率传输，该方案可以解决送端只向外输送可再生能源电力的情况下无定满足功率稳定的问题，可以利用传统的火电实现功率的平衡。还可以在调度方面建立考虑风电光伏波动性的多胞体需求模型，得到可再生能源出力波动性对潮流的影响，以规范出一个净需求的空间，以此为约束进行灵活滚动调度，在调度层面进行模型优化。有的不局限于省内的电力电量平衡，而是考虑在全网范围内构建可再生能源可信预测的实时备用优化，在备用容量上寻求可靠的平衡，给可再生能源的消纳留出一定的裕度，减少为可再生能源消纳预留的备用容量，提高消纳水平。

以上的方案无论是在能源基地还是输电网还是调度优化，都没有考虑电力市场发挥的作用，有认为电力市场不断发展电力市场将取代调度计划成为保证电力平衡、促进可再生能源消纳的平台。

二、已有电力市场对于可再生能源发展影响

电力市场狭义上是指竞争性的电力市场，是电能生产者和使用者及零售商、投资者等通过协商、竞价等方式就电能及其相关产品进行交易，通过市场竞争确定价格和数量的机制。传统的电力市场类型有辅助服务市场、中长期市场、现货市场、实物市场等，交易机制有双边交易、集中竞价交易等。已有的电力市场还无法适应高比例可再生能源的投入，可再生能源的价格优势没有形成；激励政策尚不完善；大规模引入可再生能源后电价波动较大…；仍然缺乏需求侧响应等问题都影响可再生能源在我国发展。

（一）可再生能源的竞争力差价格优势没有形成

可再生能源诸如风电光伏，其成本主要是电站建设初期的固定投资和运维费用，在不计其他税费的情况下，其边际成本几乎为零，综合可再生能源电站的初始投资较传统火电机组更大，但火电机组的边际成本更高，在一定的投资回收期内，可再生能源的成本较火电机组更高，且受机组年满发电时间影响很大。目前发改委规定新建的光伏发电与陆上风电的上网电价在当地燃煤机组的上网电价以内的由当地的省级电网结算，剩下的一部分由可再生能源发展基金会补贴。由政府补贴确实可以保证一部分可再生能源参与进来，可是也引起了可再生能源是在享受政府补贴受限发展还是全面参与电力市场竞争的考虑。

（二）可再生能源发电激励政策尚待完善

我国对于可再生能源的激励政策主要包括法律上的规定以及经济性质上激励政策等，本文着重介绍经济上的政策。

经济上的激励政策主要有价格补贴、降低发电企业贷款息费、降低可再生能源发电企业的增值税等。这些激流政策在一定程度上有利于提高发电企业的积极性，也提高了电网企业吸纳可再生能源的能力，可是大规模可再生能源投入电力市场后必然要直接参与市场竞争，由于其边际电价较低，获得了优先权，出清价格也会降低，传统的火电机组边际成本较高，按边际成本报价获得出售的机会降低，不利于系统的长远稳定发展。

（三）现有的电力辅助服务市场中存在问题

现存的省内省间的火电机组参与调峰的时序存在一定的问题。“先省内，后省外”的调峰机制虽然保证了参与调度的可再生能源尽可能地在本省进行消纳，超出本省消纳能力的部分再参与省间的调度，但在这个制度下由于可再生能源出力的不确定性，参与调峰的火电机组又无法做到快速启停机，所以必然会造成辅助服务市场中资源的无效化浪费化。也指出随着可再生能源的大量接入，火电机组和水电机组参与调峰调频的容量占比会降低，如此会加重现有的辅助服务市场的负担。

三、可再生能源参与电力市场发展研究成果综述

首先要建立起适应高比例可再生能源电力市场的框架，明确可再生能源参与电力市场的主体。总结了可再生能源参与电力市场不同主体情况，一是可再生能源发电商独自参与电量市场，二是可再生能源发电商与其他主体共同参与电量市场，三是可再生能源发电商参与辅助服务市场来规避风险。因为可再生能源波动性的特性，在储能没有革命性进展时，可再生能源独立参与电量市场会对电力系统稳定性造成影响，可行性不高，可再生能源发电商与其他主体共同参与电能量市场更为可行。也提出了可再生能源基地的火电与风电打包外送进入市场，可再生能源的外送可以较为稳定，市场也会处于一个平衡的状态，可再生能源的发电商也更愿意参与电力市场。

其次要明确考虑高比例可再生能源投入电力市场的交易机制。在现有八省试点的情况下，提出扩大现有的绿色证书体系，让更多的绿色能源发电企业持有绿色证书，绿证与补贴解绑，有效抵消政府补贴在可再生能源消纳中的作用，更多依靠市场，政府在发展初期与电网进行协商允许进行绿色能源企业与用户直接进行交易，扩大市场规模。没有给出可再生能源电力市场的具体的交易机制，也提出了绿色发电企业与用户直接尽行交易的交易方式，同时解决了在一系列政策下可再生能源市场力过大的问题，有效地平衡了可再生能源与传统能源的利益平衡问题，而且建立了比较合理的可再生能源中长期市场、日前市场及现货市场衔接的交易机制。

市场交易机制在一定程度上通过市场的作用对可再生能源发电企业和可再生能源用户有一定的激励作用，但还应有一定更加合理的激励政策扶持。采用一种通证激励制度来改变可再生能源发电厂商在传统的发电激励制度下积极性不高的问题，在分散式电力市场中，通过通证市场与电量市场相配合，先电量后通证，在电量市场中给予可再生能源发发电商通证，完成对可再生能源发电商的激励。

四、结语与展望

可再生能源在当今世界是一个热门话题，本文对现有的电力市场不适应高比例可再生能源的问题做了介绍，在促进可再生能源电力市场发展的思路下对现有的部分研究成果进行了综述。目前将储能应用于电力市场同样是我们亟须攻克的问题，储能技术可以解决可再生能源出力波动性剧烈导致频率波动的问题，在负荷低谷时储存电能，在负荷高峰时送出电能。希望在不久的将来在已有的研究基础上会有更完备更可可靠的电力市场交易体系，极大提高对可再生能源的消纳水平，满足时代的要求。