黃 超 陳湘岳 金澤心

（五凌電力有限公司）

0 引言

頻率是電能質量的重要指標，維持頻率穩(wěn)定，其本質是維持發(fā)電與用電的實時平衡。由于用電負荷隨客觀因素影響而產生隨機性變化，發(fā)電側需對發(fā)電負荷實時調整，以維持發(fā)用電的動態(tài)平衡。發(fā)電側對頻率的調整分為一次調頻、二次調頻與發(fā)電計劃安排。

一次調頻指當系統(tǒng)頻率偏離設定值時機組調速系統(tǒng)動作調整負荷，響應時間在60s以內，是發(fā)電機組的基本義務。二次調頻是指當電量平衡偏差使區(qū)域控制偏差（ACE）大于死區(qū)時通過自動發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）自動調整出力、修正平衡偏差量，達到新的平衡。二次調頻變動時間更長，在45s到5min之間，功率變化更大，是改變原動機出力的無差調節(jié)。發(fā)電計劃安排是通過預測接下來一段時間內的負荷，來控制電網供需的大致平衡，預測時間在15min以上，偏差更大。

調頻輔助服務即是通過自動發(fā)電控制系統(tǒng)（AGC）提供的二次調頻服務，其調節(jié)效果通過調頻里程衡量，是電力輔助服務的重要組成部分。由于電力體制改革的深化推進，電力調頻輔助服務市場建設勢在必行。

1 湖南調頻輔助服務現狀

1.1 考核、補償規(guī)則

目前湖南調頻輔助服務仍運行在計劃體制的“兩個細則”框架體系內。按照《〈華中區(qū)域發(fā)電廠并網運行管理實施細則（試行）〉湖南修訂增補條款》（湘監(jiān)能市場［2017］50號）的規(guī)定，并網發(fā)電廠單機100MW及以上火電機組和單機容量40MW及以上非貫流式水電機組（經調度機構認可的不需參與AGC調整的機組除外）需提供有償調頻供輔助服務，并在未滿足AGC投運率、調節(jié)速率、調節(jié)精度標準時進行考核。

其中AGC的月投運率標準為90%，每低1個百分點，每臺次考核電量1萬kWh。性能獎懲采取“非獎即罰”的模式，達標即補償，未達標則考核。規(guī)定調節(jié)精度標準為±3%；而調節(jié)速率，火電機組標準為1.2%PN／min，水電機組標準為80%PN／min。不滿足標準要求，每日按5萬kWh記為考核電量，滿足標準則補償，按調節(jié)里程計量，單價為70元／MW。

湖南省AGC投退以全廠模式計算，單次調節(jié)的調節(jié)精度及調節(jié)速率算法簡化后可用下式表達：

1.2 近年AGC考核、補償情況

近年來，湖南兩個細則執(zhí)行情況以2017年規(guī)則修訂（提高AGC補償價格，分別降低和抬高火電、水電調節(jié)速率標準）為明顯分界。AGC補償：火電由2017年以前的50%上升到2020年的近70%，水電由2017年以前的50%下降到2020年的30%。而AGC考核情況則相反，火電由2017年以前的85%下降到2020年的55%，水電由2017年以前的15%上升到2020年的45%。具體數據如表1所示。

表1 近6年湖南兩個細則AGC考核、補償情況

1.3 存在的問題

（1）“兩個細則”參與主體不充分

根據湖南省現行“兩個細則”規(guī)定，省內中小電廠及風電廠并未充分參與其中，而是分別執(zhí)行《湖南電網110千伏及以下電壓等級并網中小型公用電廠運行考核辦法》與《湖南電網風電場并網運行考核實施辦法》。此模式與國家能源局印發(fā)的《完善電力輔助服務補償（市場）機制工作方案》（國能發(fā)監(jiān)管［2017］67號文）中關于促進各種類型發(fā)電機組在同一平臺公平承擔電力輔助服務義務的要求并不相符。參與主體的不充分導致服務費分攤的不公平、不合理，與輔助服務“誰受益、誰承擔”的基本原則相沖突。

有的高等院校和科研院所內部管理松懈，內部制度不健全，規(guī)范科研活動必需的管理流程不完備。如：審計中發(fā)現，有的高等院校和科研院所在承擔課題使用專項資金時，通過業(yè)務單位開具會務費發(fā)票虛列會議費，不能提供會議通知、會議經費預算申請、會議簽到表、支付會議費無場所的消費清單等證明材料，報銷會議費用直接給課題組人員。有的甚至違規(guī)劃撥資金給會議業(yè)務單位，無會議實際支出，費用留存在會議場所單位。

（2）調頻輔助服務考核、補償標準不合理

2019年7月1日實施的《并網發(fā)電廠輔助服務導則》與2020年華中能監(jiān)局修訂的《華中區(qū)域發(fā)電廠并網運行管理實施細則》中對不同類型的火電、水電機組調節(jié)速率做了明確規(guī)定，具體對比如表2所示。

表2 各標準調節(jié)速率對比

由表可見，湖南現行規(guī)則對火電機組AGC調節(jié)速率的要求明顯低于華中電網及國家標準的要求，而對水電機組AGC調節(jié)速率的要求卻遠高于華中電網及國家標準的規(guī)定。

湖南電網跟蹤聯(lián)絡線實際作出調頻貢獻的主要為東江、柘溪、鳳灘、掛治、碗米坡、江埡、皂市7個水電廠。從碗米坡水電廠AGC日調節(jié)詳細數據分析，單次AGC調節(jié)時間大部分情況下已控制在15s至20s內，已處于一次調頻時間要求。而從黔東火電廠AGC日調節(jié)詳細數據分析，單次AGC調節(jié)時間大部分情況下在1min到2min。對于調節(jié)精度，根據日調節(jié)詳細數據分析，水電、火電相差不大，但由于算法及省內火電全廠裝機大都大于水電全廠裝機的原因，對實際調節(jié)偏差而言，水電機組要小于火電機組。

由于火電、水電發(fā)電方式的差異，水電的三個調節(jié)性能指標（調節(jié)速率、響應時間、調節(jié)精度）明顯優(yōu)于火電機組，水電機組實際做出的調頻貢獻也多于火電機組。而根據上文的湖南省近年AGC考核、補償情況分析，水電補償收益在遠遜于火電的同時，面臨著與火電相當的考核。明顯不符合“公平、公正”的原則。

2 其他省份調頻輔助服務市場概述

2.1 市場形式

參與提供輔助服務的市場主體主要為獨立輔助服務提供商與發(fā)電企業(yè)。根據各省份電源結構的不同，各省份規(guī)則規(guī)定的提供輔助服務的發(fā)電企業(yè)也有所不同。山西就僅有火電參與，四川則水電、火電都要參與，而甘肅則部分風電、光伏等新能源電站也要參與其中。

2.2 輔助服務費來源

對于輔助服務費的提供，主要來自于強制分攤，但各省根據實際情況的不同，略有差別。如甘肅省已開展現貨市場，于是現貨市場中的偏差考核費用納入調頻輔助服務費。大部分省份的分攤主體為各類發(fā)電企業(yè)，不同之處是根據各省實際情況附加詳細規(guī)定，如廣東省將聯(lián)絡線送入及市場化用戶納入分攤范圍。對于服務費分攤的形式就更為多樣化。山西、福建等省份按電費比例分攤，廣東、蒙西等省份按上網電量比例分攤，山東、甘肅等省份按發(fā)電量比例分攤，江蘇省按發(fā)電廠平均運行容量比例分攤。

2.3 調節(jié)性能標準制定

目前國內較為通用的方式是通過調節(jié)速率K1、響應時間K2、調節(jié)精度K3三個方面確定調節(jié)性能。雖然各省對這三個指標算法略有不同，但大部分都是通過這三個指標測算一個綜合調頻性能指標K來進行衡量，作為調頻市場的準入門檻。

甘肅省的綜合調頻性能指標K計算公式：

此為典型的加權平均測算方法。直接通過K1、K2、K3前的系數來改變調節(jié)速率、響應時間、調節(jié)精度的權重來改變對綜合調頻性能指標的影響，達到對綜合調頻性能指標的調整，使其符合市場要求。規(guī)定當K＜0.5時，就無法獲得服務費補償。

山西省的綜合調頻性能指標K計算公式：

此為典型的乘積測算方法。調節(jié)速率K1、響應時間K2、調節(jié)精度K3對綜合調頻性能指標K的影響是共同的，并無特殊權重。該省通過將調頻輔助服務費報價結合歷史綜合調頻性能指標歸一化值進行出清，中標者提供調頻輔助服務，獲得補償收入。

3 關于建設湖南省調頻輔助服務市場的建議

湖南省內風、光、儲等新能源迅速發(fā)展，電網結構日趨復雜，且目前計劃體制的兩個細則運行矛盾突出，完備的輔助服務市場是電能量市場和電網安全可靠運行的基礎，在現有調峰輔助服務市場的基礎上，完善現有兩個細則機制，盡快建立調頻輔助服務市場是湖南電力市場改革的必經之路。結合湖南省調頻輔助服務市場建設的現狀統(tǒng)籌考慮，建議分三個階段建立調頻輔助服務市場。

第一階段：盡快優(yōu)化目前的兩個細則機制，為調頻輔助服務市場建設奠定基礎。按照國家能源局印發(fā)的《完善電力輔助服務補償（市場）機制工作方案》（國能發(fā)監(jiān)管［2017］67號文），目前2020年華中修訂的《華中區(qū)域發(fā)電廠并網運行管理實施細則》已將水電、火電、風電、光伏統(tǒng)一納入兩個細則考核分攤，建議湖南盡快將小水電、生物質、風電、光伏、自備電廠及煤矸石電廠納入統(tǒng)一的“兩個細則”運行機制，建立統(tǒng)一賬戶平臺考核、補償、分攤平衡結算。同時，綜合考慮各參與主體訴求與貢獻，調整優(yōu)化現有AGC考核、補償標準，使其更為公平公正。

第二階段：開展電力現貨市場試運行前的調頻輔助服務市場建設，結合湖南實際情況，借鑒其他省份調頻輔助服務市場建設的經驗，制定具有湖南特色的調頻輔助服務市場規(guī)則，并同步開展信息系統(tǒng)建設。

1）市場主體：結合湖南電網特點以及對調頻容量的實際需求，通過對調節(jié)速率K1、響應時間K2、調節(jié)精度K3按不同權重比例計算出綜合調頻性能指標K，將其作為調頻市場的準入門檻。

2）交易組織：借鑒其他省份，采用日前報價、日內統(tǒng)一出清的模式，以5min為一個計費統(tǒng)計周期進行市場競價。電網調度機構通過對報價與歷史綜合調頻性能指標歸一化值進行處理后，進行調用排序。這樣有利于調頻性能好的機組優(yōu)先中標，激勵市場成員提升調頻服務質量，符合經濟學資源配置帕累托最優(yōu)原理。

3）補償方式：現貨市場啟動前，因參與調頻市場未影響月度發(fā)電量，建議采用單一調頻里程補償方式。補償費用通過申報里程補償單價、實際調節(jié)里程、綜合調節(jié)性能指標、調節(jié)系數M共同確定。市場初期通過設置調節(jié)系數M合理控制調頻輔助服務費用規(guī)模，同時設置補償價格上下限，防止惡意市場行為。

第三階段：結合電力現貨市場建設，形成中長期市場＋現貨市場＋調頻市場的完整電力市場體系。

4 結束語

調頻輔助服務市場通過引入競爭，充分調動發(fā)電企業(yè)提供調頻輔助服務資源的積極性，形成適應市場要求的價格發(fā)現機制，使市場在調頻資源的配置中起決定性作用，降低調頻服務的供應成本，促進清潔能源消納，實現全網的資源優(yōu)化配置。

為進一步深化電力體制改革，電力輔助服務市場化是必經之路。湖南省目前已開展調峰輔助服務市場，調頻輔助服務市場的建立正在進行。本文通過對正在實行的“兩個細則”存在的問題加以分析，借鑒其他省份調頻輔助服務市場規(guī)則，對湖南省調頻輔助服務市場的建立提供參考。