对当前国内电力调频市场发展态势的思考

潘潇

摘要：随着时代的进步，我国电力企业也迅速发展起来。在可再生能源开发利用不断加速的背景下，我国电力系统受到的稳定性影响日渐增大，需要发电企业提供更多优质的辅助服务以保证电能质量和保障系统安全。从广东调频市场的发展过程入手，对比国内不同地区的市场运营情况，进一步思考和判断当前电力调频市场的发展态势，发现我国电力调频市场正处于相关技术的市场推广和研发应用潮流中。

关键词：电力调频市场;发展态势

引言

电力市场是电力改革中的重要内容，改革的目标在于促进电力工业稳定发展提高电力市场的效率，建立合理的电力市场可以打破电力行业垄断局面增加活力。电力市场背景下厂网分开是商业化运营的主要方式，各个电厂通过报价参与市场竞争，往往以最高的成交价格和最低的运行成本去多发电获取较大的经济利益。电力市场环境下，将发电从电力网络中分离出来，发电厂作为独立的经济实体与电网公司属于不同的利益团体，存在经济上的买卖关系。

1调频服务参与电力市场的主要模式

调频服务作为电力系统运行必需的要素，对电网安全稳定运行具有非常重要的作用。目前，世界范围内的电力市场，主要采用中长期合约模式和实时集中竞价模式2种类型的调频服务交易方式。中长期合约模式，是指机组以中长期合约的形式与电网调度机构签订购买协议。电网调度机构在实际运行中，根据电网运行要求自行决定机组调频服务的调用。机组的调频费用包括可用率和有效率2个方面指标要求。可用率是指调频功能的可用时间占机组运行时间的比例，反映了机组调频功能的可用程度;有效率是指机组在提供调频服务的过程中，其响应时间、响应精度等运行指标达到协议要求的程度。根据两方面考核情况，由电网调度机构与调频服务供应商结算，并将其作为输配电成本转移到用户电费中。该模式主要在英国、德国、北欧等欧洲电力市场中比较常见。实时集中竞价模式，是指调频服务是在实时运行过程中以集中竞价的模式获取。在实时运行过程中，调度机构根据电网实际运行情况，提供调频容量需求，市场成员根据其运行情况参与竞价，确定实际的调频服务提供商。该模式在美国PJM、德州等电力市场比较常见。必须指出的是，中长期合约模式在合约形成过程中，也可以采取集中竞价的形式。中长期合约模式与实时集中竞价模式的根本区别在于协议形成时间不同。电力系统运行的自身特点，决定了调频容量的需求是实时变化的，必须在实时运行过程中才能比较准确地判断调频容量需求。中长期合约模式，是在较长的时间尺度确定调频容量提供商，为了确保所签订的调频服务能够满足电力系统运行需求，必须留有足够的调频备用裕度。而实时集中竞价模式，其调频服务需求建立在实时运行方式基础上，因此机组参与调频服务竞价将更为激烈和充分。

2当前国内电力调频市场运营情况与发展思考

2.1调频服务提供者整体的调频能力将快速提升

目前火电机组提升调频性能的方法包括DCS协调控制优化、外挂系统优化和加装储能调频装置。凭借良好的调频经济效益，储能调频技术近期在国内得到了快速发展。然而从试运行开始到现在，电力调频市场上中标的煤电机组一直减少，同时煤机总体获得的补偿收益却不断增加。这是由于率先接受技术优化的燃煤机组在综合调频性能上更具竞争力，单台机组每月能提供更多的调频里程，使得市场短期内需要的调频燃煤机组台数减少。但与初期缓慢的技术转化应用相比，过去几年不少研发团队积累了一定的项目现场调试经验，各种技术方案也日渐成熟。接下来现有技术的推广将不断提速，接受技术优化的煤电企业会越来越多，调频服务提供者整体的调频能力将会得到快速提升。

2.2储能调频的技术研发和产品升级速度加快

现在我省至少有20个建设中及已开标的AGC储能调频项目，且均为火电企业各自与储能供应商的合作。采用的火电储能联合调频路线方案主要有三元电池（镍锰钴）、磷酸铁锂电池和钛酸锂电池三种，其中三元电池产销紧俏、磷酸铁锂电池占据份额最多。虽然近两年由于三元电池起火事件的影响，储能投资商与系统集成商基本改用了储能密度较低的磷酸铁锂技术路线，煤电企业在储能招标文件中也大多明确要求使用铁锂电池。但中标的燃煤机组负荷率一般达到机组容量的2%/min及以上、每次提供调频辅助服务时负荷升降±5%，这意味着储能系统一天充放电要几百次乃至上千次，投入2年的铁锂电池普遍过早衰减、需要频繁更换，可见储能电池的使用寿命、充放电特性、能量密度以及环境保护等问题迫切需要新手段去解决。受到市场需求和利益的驱动，各研发机构和创新型企业将争相投入更多的研发资金与实验室资源;国家和地方政府出于扶持自主研发技术、治理废弃电池环保问题等综合因素，也会对高性能储能电池研发给予政策倾斜与基金项目支持。可以预见，与储能调频相关的技术研发和产品升级速度在接下来的5年内会明显加快。

2.3多种调频技术的综合应用将成为趋势

发电机组的调频能力以综合性能指标k来衡量，该指标又包括3个因子：调节速率k1、响应时间k2和调节精度k3。DCS协调控制优化和外挂平台优化的优势在于有效提高负荷率，增大调节速率k1，调频范围宽，并可减少汽温、汽压等波动，调频储能装置的优势则在于增大k2值和k3值，即提升响应时间和调节精度。根据项目经验，在DCS协调控制优化和外挂平台优化后加装储能调频设施依然有较好的叠加效果。所以综合利用3种调频技术，充分发挥每种技术的调频优势，能更大程度地提高煤电机组综合调频性能k。同时，市场政策也在积极引导发电行业提升综合调频性能。以《调频辅助服务市场交易规则（试行）》（272号文）为例，该文件第三章“交易要求”规定了参与电力调频市场的机组性能值k须大于等于0.5的准入门槛;而发电机组的中标条件除了调频里程报价也考虑了k值的大小，即以价格从低到高安排中标出清，其他情况相同时k值高的优先出清;此外，文件还规定了电力调频市场的补偿资金由调频服务提供者及其他市场主体按当月落地电量缴纳。对于其他省份所依据的交易规则，其相关章节也有类似规定条例。因此，随着调频服务竞争日趋激烈，各发电企业的调频里程报价最终都会接近低限。为了在电力调频市场中不至于亏损，只能同时采用多种调频技术，尽可能地提高自身机组的调频k值。

结语

“从产业健康发展的角度，建立一个公开、透明的调频市场，鼓励各市场主体公平参与竞争，是推动储能大规模进入电力调频领域的关键因素之一”，褚珂表示，目前，国内已有企业对投资建设儲能系统意愿强烈，加快试点项目的推动，将有助于政府及各方参与主体深入了解项目运行实际情况。同时，根据项目效果，逐步、有效完善储能参与电力调频市场机制，可以引导储能产业健康有序发展，有效规避大规模建设所带来的产业风险，为突破现阶段储能技术发展的困境带来机遇。

参考文献

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