《电力辅助服务市场》是继《电力现货市场101问》和《电力现货市场实务》之后,国家电力调度控制中心面向我国电力市场发展而组织编写的专业书籍。
自2015年新一轮电力体制改革启动以来,我国电力现货市场建设取得了积极成效,省间现货市场建设已进入正式运行,山西、广东、山东、甘肃相继转入正式运行,多省实现了长周期结算试运行,初步形成了适合我国国情的电力现货市场模式。前两本书籍,对更好、更规范的电力现货市场建设和电力生产组织,已经并将继续产生深远影响。
随着新型电力系统的加快建设,高比例新能源和高比例电力电子设备“双高”特征进一步显现,电力系统安全运行成本增加,电力系统调节性需求更为旺盛,仅靠电能量市场,难以深入挖掘、激发电力系统灵活调节能力。
在电力系统形成之初电力辅助服务便已存在,电力系统需要依靠辅助服务来保证电力可靠性和提升电能质量。纵观国际电力市场的发展,面对高比例新能源接入电力系统的新挑战,各国越来越重视辅助服务的资源配置及有偿使用,并逐渐形成了与其市场体系相适应的辅助服务市场。然而,我国辅助服务及其市场化建设尚缺乏体系性的理论指导,《电力辅助服务市场》一书的横空出世,可谓是对我国电力市场基础理论的又一贡献。
《电力辅助服务市场》从保障电力系统供电可靠性和电能质量的根本需求出发,梳理了多种类型辅助服务品种,详述所涉及的基础知识,剖析其市场价值。全书简明易懂、体系完备、内容丰富,很好地诠释了“有需求、就有价值,有价值、才有市场”这一市场建设的目的和意义,同时,也为实操者如何选择辅助服务市场品种、如何开展市场建设,提供了思想指引和技术宝典。
全书共13章,版面字数24万余字,大致可以囊括为五个部分:第1、2、3章分别从基本概念及体系、电力系统运行需求、市场建设基本原则进行阐述,第4、5介绍国内外辅助服务市场实践经验,第6至11章针对六类辅助服务品种及多层次辅助服务的市场构建进行详述,第12章介绍辅助服务市场技术支持子系统,第13章对未来辅助服务市场进一步展望。
首先,全面梳理辅助服务市场的本源问题,第一章整体介绍我国电力辅助服务市场体系架构,并着重阐述辅助服务市场的基本要素,以便于读者建立辅助服务市场相关的理论、概念和体系认知。辅助服务市场品种及交易机制设计理应与其物理特性、调度管理模式等相匹配,接下来,第二章从我国电力系统运行特性、调度运行管理实际出发,溯源了辅助服务在电力系统安全稳定运行中所起到的支撑作用。可望由此让读者更加深刻的认识到,之所以电力系统能够长期、连续、可靠、高质量地将电能送至用户,辅助服务在有功平衡、无功平衡以及事故后故障恢复等方面发挥了重要贡献。“有价值,如何建市场”,第三章从电力市场运营角度,并结合第二章各类辅助服务的特点,介绍了适合市场化组织的辅助服务品种及其在整个电力市场体系中的作用,以及辅助服务市场化的价格信号形成方法。书中也阐明了,发现价值、体现价值的方式有多种,建立辅助服务市场并不是对辅助服务进行经济补偿的唯一方式,比如像无功服务“分层分区,就地平衡”这一特点,就不适合通过市场集中采购,采用政府核定成本或者历史经验数值的方法对辅助服务进行补偿也是一种可行方式。前三章从“建什么、为何建、如何建”,让读者对电力辅助服务市场形成初识。
辅助服务市场与电能量市场是相辅相成、紧密相关的,辅助服务市场会根据电能量市场以及国情、网情等的不同而呈现出不同模式。从第四章分析的欧洲、美国实践经验看,辅助服务市场没有统一的模式,也非一成不变,随着市场外部环境的变化,比如能源结构的变革、新型主体的引入、电能量市场的变化等,辅助服务市场也需要做适应性的调整和创新。我国电力辅助服务市场建设经历了极其独特的发展历程,此书之前,仅寥寥数笔、零散地回溯这段历程。第五章全面梳理了我国辅助服务发展的时间线,从辅助服务补偿方式的视角,将其归为全电价统一补偿、发电企业交叉补偿和市场化探索三个阶段。各阶段辅助服务费用及其分摊机制呈现方式有所不同,也衍生出“无偿”、“有偿”等定义。但从经济学视角来看,凡是服务就是有价值的,辅助服务本身并不是“无偿”,尤其,在市场化当中,无偿的服务有失公平,更难以持久,需要厘清辅助服务的补偿逻辑。辅助服务市场与电能量市场具有很强的耦合关系,因为两者可以由同一发电主体提供。同时,辅助服务市场又不是电能量市场的附属物,不能简单地设计为通过电价来回收成本,需专门建立有针对性的市场机制,独立形成价格信号,确保各类型辅助服务的有效供应与成本回收。书中这一观点的阐述,巧妙地衔接了下文各类辅助服务品种市场建设的主脉络。
第六章至第十章分别针对调频、备用、灵活爬坡、深调峰和黑启动每一类辅助服务市场的典型模式,从市场建立的基本原则、市场准入、需求的确定、出清定价机制、调用及恢复、计量与结算、相关实践这七个方面进行介绍,突出了操作环节的可参照性。本部分内容,特别注重对各类辅助服务品种市场特点的介绍,比如需求的确定,通过数学模型详细讲解市场规则的具体实现形式,技术含量高,给理工科背景的读者提供了方便的认知渠道;再比如调用及恢复,从运营组织的角度,详谈了典型步骤和基本原则,具有显著的实务指南功用。这是基于整个辅助服务市场体系的通盘了解,刻意为读者划出的重点,值得称道。读者若就所关注的上述七个方面的内容,自行进行横向比较,找到其中的差异与共性,再对比其市场环境的差别,不难得出市场品种的设置和选择与市场环境、市场动机存在的内在关联关系,这是单独剖析某一市场所难以实现的。
第十一章是作者所做的一项探索性工作,阐述与电能量市场相适应的全国辅助服务市场体系顶层设计思路。从市场层级维度、市场品种维度、市场周期维度,梳理层级之间、品种之间的衔接关系,提出适应不同市场发展阶段的全国辅助服务市场整体框架及建设发展路径。
第十二章系统性介绍了辅助服务市场技术支持子系统的总体架构、系统各应用功能、硬件配置和数据交互流程。工欲善其事,必先利其器。技术支持子系统是电力辅助服务市场建设的重要内容,也是市场安全、稳定运行重要技术支撑手段。
第十三章以“双碳”目标和新型电力系统为指引,对未来辅助服务市场面临的机遇挑战及发展方向进行展望。重点分析了新型电力系统的“三高双峰”运行特性变化,剖析了“双碳”目标下电力辅助服务市场的重点建设任务和关键问题,颇具前瞻性,可为读者思考未来我国电力市场特别是电力辅助服务市场建设问题提供参考。
本书作者阵容庞大,耗时三年,成之不易,既回溯了以往典型辅助服务市场建设的实际经验,也勾勒出我国未来辅助服务市场发展的蓝图。如若您正在或者即将从事电力现货市场有关工作,相信本书能给您带来难得的帮助。
杨争林,工学博士,研究员级高级工程师,现任中国电力科学研究院有限公司电力自动化所党委书记、副所长,中国电机工程学会电力市场专委会副主任委员,国家电网有限公司电力市场运营技术实验室主任,国家电网有限公司专业领军人才,江苏省“333工程”培养对象。长期从事电力市场、电力调度自动化领域的理论技术研究和应用开发。荣获国家电网有限公司及省部级科技进步奖14项,在国内外核心期刊发表论文30余篇,编写著作6部。