◎本報記者 張 曄
過(guò)去，當電網(wǎng)負荷降低時(shí)，電廠(chǎng)機組必須下調發(fā)電功率，一般下調到50%就已是極限。引入電力現貨市場(chǎng)后，市場(chǎng)機制促使企業(yè)進(jìn)行技術(shù)升級，許多電廠(chǎng)已經(jīng)把功率下調的極限降到38%。有企業(yè)表示，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，發(fā)電功率還有進(jìn)一步下調空間。
近期，負電價(jià)在多國上演。7月4日，德國與荷蘭部分時(shí)段電力出現-500歐元/兆瓦時(shí)的價(jià)格。無(wú)獨有偶，今年5月，我國某些地區也出現過(guò)類(lèi)似的負電價(jià)。什么是負電價(jià)？負電價(jià)的出現意味著(zhù)什么？
電力現貨市場(chǎng)促能源效益提升
負電價(jià)是指市場(chǎng)中的電力價(jià)格低于零，它意味著(zhù)發(fā)電企業(yè)在銷(xiāo)售電力時(shí)不僅賺不到錢(qián)，反而要給電網(wǎng)企業(yè)或者電力用戶(hù)支付一定費用，吸引他們將多余的電力消納掉。
中國電力科學(xué)研究院電力自動(dòng)化研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)電力自動(dòng)化研究所）黨委書(shū)記楊爭林告訴記者，電力是一種特殊的“商品”，不能大規模存儲，需要實(shí)時(shí)保持發(fā)用平衡。
新能源的大量并網(wǎng)，對電網(wǎng)穩定性提出了更高要求。一天中新能源發(fā)電量較大的時(shí)段，往往用電需求不足，而一些新能源企業(yè)發(fā)電享受政府補貼且發(fā)電邊際成本較低，就會(huì )選擇報負電價(jià)的方式來(lái)確保發(fā)出的電量可以上網(wǎng)，從而促進(jìn)新能源消納。對于煤電、核電等傳統機組而言，短期啟停成本較高、損耗大，為了維持機組正常運行，只能倒貼錢(qián)買(mǎi)需求。
負電價(jià)并不一定是壞事，它使得電價(jià)波動(dòng)范圍擴大，對發(fā)電端和需求端都能形成一定的激勵。在發(fā)電端，價(jià)格高的電源將失去競爭力，這有助于糾正盲目的電源投資。同時(shí)，負電價(jià)的出現還可引導企業(yè)加大儲能設施建設力度，激勵火電企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造，以更好地匹配電網(wǎng)需求和新能源的不穩定性。在需求端，負電價(jià)的出現會(huì )激勵耗電大戶(hù)改變用電模式、實(shí)施錯峰生產(chǎn)，引導企業(yè)主動(dòng)優(yōu)化工藝、降低能耗。此外，它還將增加電力消費側的彈性，通過(guò)電力需求靈活度的增強，解決電力系統中短期供需波動(dòng)的問(wèn)題。
以山西省為例，開(kāi)展電力現貨市場(chǎng)試點(diǎn)建設后，過(guò)去少有人問(wèn)津的谷電現在更受歡迎，用電負荷峰谷差降低了4%，取得的能源效益相當于少建一座120萬(wàn)千瓦的發(fā)電廠(chǎng)。
同時(shí)，發(fā)電側的變化也在悄然進(jìn)行。過(guò)去，當電網(wǎng)負荷降低時(shí)，電廠(chǎng)機組必須下調發(fā)電功率，一般下調到50%就已是極限。引入電力現貨市場(chǎng)后，市場(chǎng)機制促使企業(yè)進(jìn)行技術(shù)升級，許多電廠(chǎng)已經(jīng)把功率下調的極限降到38%。有企業(yè)表示，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，發(fā)電功率還有進(jìn)一步下調空間。
“在市場(chǎng)中，負荷調整就像見(jiàn)縫插針。調節能力強的機組參與上網(wǎng)的機會(huì )多，調節能力差的有機會(huì )也上不去，這就倒逼發(fā)電企業(yè)通過(guò)技術(shù)進(jìn)步提升發(fā)電效率?！? 電力自動(dòng)化研究所電力市場(chǎng)研究室主任馮樹(shù)海表示。
“看不見(jiàn)的手”優(yōu)化電力資源配置
我國自2015年開(kāi)啟新一輪電力體制改革以來(lái)，完善電力市場(chǎng)建設就一直是改革的重中之重，其中價(jià)格機制又是市場(chǎng)機制的核心。負電價(jià)的產(chǎn)生并不意味著(zhù)市場(chǎng)調控的失靈，相反，它意味著(zhù)我國的電力體制機制改革又進(jìn)了一步。負電價(jià)的背后，正是電力市場(chǎng)在通過(guò)“看不見(jiàn)的手”優(yōu)化資源配置。
楊爭林解釋道，電力市場(chǎng)可以分為中長(cháng)期交易中心和現貨市場(chǎng)。其中，中長(cháng)期交易中心主要以年、月、周為時(shí)間單位進(jìn)行電力買(mǎi)賣(mài)，而現貨市場(chǎng)主要開(kāi)展當日和次日電力交易。負電價(jià)的出現，正是后者起作用的表現。
電力現貨市場(chǎng)，顧名思義就是“一手交錢(qián)一手交貨”的電力市場(chǎng)。電力現貨市場(chǎng)有何特點(diǎn)？楊爭林打了個(gè)比方：“比如去菜場(chǎng)買(mǎi)白菜，早上開(kāi)市的時(shí)候1元一斤，而到了晚上快收攤的時(shí)候可能會(huì )降到5毛一斤。一天不同的時(shí)間，白菜的價(jià)格不一樣，這說(shuō)明白菜在一天中產(chǎn)生了時(shí)序價(jià)格。同時(shí)，菜市場(chǎng)和地攤這兩個(gè)不同位置的白菜價(jià)格也不一致，這說(shuō)明白菜交割點(diǎn)不同產(chǎn)生了位置信號。受供需等因素影響，電也有時(shí)序價(jià)格的差異，且不同地區發(fā)電成本不同，電的價(jià)格也不同?！?/p>
電力現貨市場(chǎng)有利于發(fā)揮市場(chǎng)在資源優(yōu)化配置中的決定性作用，使那些能源稟賦強、發(fā)電能力強的地區能夠將電賣(mài)到耗電量大的地區，從而提高經(jīng)濟效益；同時(shí)促進(jìn)新能源消納，大大降低新能源發(fā)電波動(dòng)性和不確定性對電網(wǎng)的影響。
技術(shù)創(chuàng )新支撐電力市場(chǎng)建設
電力現貨市場(chǎng)的構建，離不開(kāi)相應的技術(shù)支持。
記者了解到，電力自動(dòng)化研究所研發(fā)的電力市場(chǎng)技術(shù)支持系統，將電力中長(cháng)期交易市場(chǎng)與現貨市場(chǎng)有效銜接，既有利于新能源消納，也助推了火電技術(shù)進(jìn)步，還提升了電力大戶(hù)的用能效益，有效推動(dòng)了我國能源綠色低碳轉型，促進(jìn)了電力資源優(yōu)化配置?！霸诎踩斜Ｕ系那闆r下，要保證優(yōu)先購買(mǎi)低價(jià)電來(lái)滿(mǎn)足用電需求。這背后的技術(shù)支撐體系就是我們研究的重點(diǎn)?！睏顮幜终f(shuō)。
電力現貨市場(chǎng)因交易和交付的間隔時(shí)間較短，價(jià)格會(huì )隨時(shí)間波動(dòng)。在我國試點(diǎn)建設的電力現貨市場(chǎng)中，電力日前市場(chǎng)以15分鐘為一個(gè)交易時(shí)段，每天96個(gè)時(shí)段；日內市場(chǎng)每個(gè)交易時(shí)段為15—60分鐘；實(shí)時(shí)市場(chǎng)以交割時(shí)點(diǎn)前一小時(shí)的電能交易為準。為了精確計算電價(jià)、撮合交易，電力市場(chǎng)必須考慮上百萬(wàn)個(gè)變量，這將消耗極大的算力。
面對未知且復雜的電力市場(chǎng)運行邊界，如何設計出符合我國國情的電力市場(chǎng)體系？楊爭林表示，實(shí)驗室團隊正在探索使用人工智能，根據過(guò)去電力供需的特點(diǎn)分析市場(chǎng)規律，預測未來(lái)的市場(chǎng)走勢?！拔覀兝萌斯ぶ悄苷页隽讼拗埔蛩?，將約束變量從上百萬(wàn)個(gè)減少到原有的一成不到?！?/p>
“團隊已成功研發(fā)了省級電力現貨市場(chǎng)云架構支撐平臺，提出了多維度數據統一建模技術(shù)、異構數據庫混合存儲與聯(lián)動(dòng)展示技術(shù)、客戶(hù)端和服務(wù)端圖形組態(tài)技術(shù)和微服務(wù)持續交付技術(shù)等?！睏顮幜直硎?，基于這個(gè)平臺，研發(fā)人員可以像拼“樂(lè )高”模型一樣，實(shí)現一部分功能需求的敏捷開(kāi)發(fā)，這極大地提升了研發(fā)效率，有助于團隊快速響應市場(chǎng)規則的變化。
從整體上看，我國能源資源與用電負荷呈逆向分布態(tài)勢，東部地區用電量大但資源有限，西部地區資源豐富但供過(guò)于求。同時(shí)，我國水電、氣電等靈活調節資源占比較低，新能源規模大但分布地區較為集中。開(kāi)展大規模的電力市場(chǎng)交易，將成為實(shí)現全國范圍內電力資源優(yōu)化配置的重要途徑。
立足全國統一電力市場(chǎng)建設要求，該研究所在國內外尚無(wú)同類(lèi)實(shí)踐案例的情況下，歷時(shí)2年，自主研發(fā)了計及ATC的省間中長(cháng)期集中優(yōu)化出清技術(shù)，取得了該領(lǐng)域從“0”到“1”的突破。ATC即“可用傳輸容量”，是指電網(wǎng)在已有交易或合同基礎上可進(jìn)一步用于交易的剩余輸電容量。該技術(shù)的成功研發(fā)，為全國統一電力市場(chǎng)深化改革提供了決策支撐。
