董國姝（浙江樹人學院 浙江杭州 310015）

一、引言

浙江風電場基礎建設發(fā)展迅猛，作為清潔電力能源，風電并網(wǎng)電量擴大促進全省電源結(jié)構(gòu)布局更加合理，為兌現(xiàn)節(jié)能減排的承諾提供有力保障。浙江本省海上風能資源豐沛，但棄風現(xiàn)象明顯，跨省跨區(qū)清潔能源消納下的風電與火電發(fā)電權(quán)交易補償機制強化電網(wǎng)消納能力，能從本質(zhì)上解決棄風限電現(xiàn)象。但在開展發(fā)電權(quán)交易過程中存在諸多問題，應針對電力供應鏈上各參與方方面存在的問題剖析原因，通過建立補償機制整體設計方案解決問題，促進發(fā)電權(quán)交易市場規(guī)模擴大，進而推動清潔能源消納能力提升，以達成碳減排的目標。

為了順利實現(xiàn)發(fā)電權(quán)補償交易，應通過改善以下環(huán)節(jié)推進清潔能源的跨區(qū)消納，比如優(yōu)化堅強的電網(wǎng)網(wǎng)架和跨省跨區(qū)消納機制下發(fā)電權(quán)傳輸通道；按適當比例配置多種能源實現(xiàn)穩(wěn)定并網(wǎng)；需要有靈活的常規(guī)機組調(diào)節(jié)性能、先進的新能源發(fā)電預測及調(diào)度運行技術(shù)、體現(xiàn)網(wǎng)損變化量的補償機制提供保障；同時在電力現(xiàn)貨市場設計合理電力定價機制。從長期來看，發(fā)電側(cè)減排在增加各參與主體利益的同時，有利于促進浙江能源經(jīng)濟環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。而浙江跨省區(qū)發(fā)電權(quán)交易補償?shù)臋C制設計是對發(fā)電側(cè)電源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化過程，這個過程可以更好地規(guī)劃“節(jié)能減排”進程，有利于高效實現(xiàn)碳中和碳達峰的目標。

二、浙江跨省區(qū)發(fā)電權(quán)交易存在的問題

（一）風火打捆比例問題研究。不同風火打捆比例配置會影響火電機組和風電機組的出力水平，也會影響各類機組的出力技術(shù)特性，加劇浙江跨省跨區(qū)發(fā)電權(quán)交易的價格產(chǎn)生波動，而價格波動既影響交易各參與方利益又是對各參與方進行補償?shù)挠行Чぞ撸蚨?，需要對電源配置比例進行研究。通過測算隨著棄風率的增加，火電機組出力水平升高，單位煤耗減?。划旓L電在系統(tǒng)中比例增大，單位煤耗呈現(xiàn)出先增后減的趨勢。當風電占總配置的三分之一、火電占總配置的三分之二時，電力系統(tǒng)的輸電通道使用效率達到最優(yōu)，然而當配置比例隨著風電占比逐漸增加，輸電通道使用效率則逐漸降低。

（二）浙江跨省跨區(qū)發(fā)電權(quán)交易的阻塞問題。（1）基于電能交易的基態(tài)潮流。浙江跨省區(qū)的發(fā)電權(quán)交易一般發(fā)生在電能直接交易之后，交易應基于電能直接交易所形成的基態(tài)潮流之上。因此，跨地區(qū)的發(fā)電權(quán)交易產(chǎn)生阻塞的機會大增。（2）需明確的購售電匹配對。與單一買主的電能直接交易模式不同，這種交易需形成明確的交易主體的購售電匹配對，明確相應的潮流變化與結(jié)算關系。（3）阻塞管理更為復雜。交易需要調(diào)整每一個撮合交易形成的匹配對的電量，相比直接電能交易，其計算強度更大，所以阻塞管理過程更為復雜。（4）特殊的交易過程。基于發(fā)電權(quán)交易的過程是一個基于負荷中心燃煤廠商報價、跨地區(qū)的清潔能源供給廠商增減出力的替代過程，這種過程不同于傳統(tǒng)的商業(yè)交易，包括交易標的儲存的成本和風險極高、跨地區(qū)傳輸?shù)碾y度和成本極大等，因此這種特殊交易過程也是造成交易阻塞問題的原因之一。

三、浙江跨省區(qū)輸電網(wǎng)損補償及發(fā)電權(quán)交易補償

（一）浙江跨省區(qū)輸電網(wǎng)損補償機制。發(fā)電權(quán)交易對送電通道和傳輸設備性能要求高，傳輸過程對整個送電系統(tǒng)的損耗巨大，因此非常有必要按照合理的標準和規(guī)則界定網(wǎng)損責任，并按照一定經(jīng)濟標準對電網(wǎng)公司進行相應的補償。對于各發(fā)電權(quán)交易承擔的補償網(wǎng)損電量，應將各時段補償網(wǎng)損功率求和。網(wǎng)損補償對象有：區(qū)域公司收取區(qū)域內(nèi)500 kV電壓等級的補償網(wǎng)損；省網(wǎng)公司收取省內(nèi)220 kV及其以下電壓等級的補償網(wǎng)損。

（二）浙江跨省區(qū)發(fā)電權(quán)交易補償機制。綜合以上價格波動、輸電通道阻塞、網(wǎng)損對交易各方利益和交易達成以及發(fā)電權(quán)交易市場規(guī)模的影響，為促進清潔能源消納和低碳經(jīng)濟發(fā)展，激發(fā)送受端發(fā)電企業(yè)參與的積極性，浙江實施跨省跨區(qū)發(fā)電權(quán)交易過程需對送受端發(fā)電企業(yè)進行補償和利益均衡分配。（1）對送端發(fā)電企業(yè)。通過增加發(fā)電量和提升結(jié)算電價兩種方式獲得相應補償。將燃煤機組參與發(fā)電權(quán)交易電量的環(huán)保電價所得利潤進行再分配，其中一部分給送端發(fā)電企業(yè)。（2）對受端發(fā)電企業(yè)。主要分為兩方面考慮補償原則。從量補償：年前確權(quán)；年內(nèi)增權(quán)；年后獎權(quán)。從價補償：計算實際與預算網(wǎng)損的差價，從差價中分配一半給予受端發(fā)電企業(yè)補償；燃煤機組火力發(fā)電也會參與發(fā)電權(quán)交易，按火力發(fā)電的環(huán)保電價產(chǎn)生的利潤做二次分配，從二次分配的利潤中抽取一部分給予送端發(fā)電企業(yè)作為補償。（3）對電網(wǎng)公司。對跨地區(qū)提供發(fā)電的輔助服務的范疇和要求進行明確的界定，對于輔助服務項目產(chǎn)生的費用劃分有兩種方式，可以歸口到電網(wǎng)購電費用中，或歸口到輸配電價中將其視作平衡電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行的額外成本；對跨地區(qū)的輸電項目，應有針對性地開展成本監(jiān)測，對于輸電價格需要進行復核，處于發(fā)電完全實習市場化定價的過渡階段，針對超發(fā)電計劃的額外部分，其相應的送電輸電價格應采取動態(tài)定價方法及時調(diào)整。

四、浙江跨省區(qū)發(fā)電權(quán)交易補償?shù)膶嵤?/h2>

（一）方案一，將用于發(fā)電的全新清潔能源與傳統(tǒng)能源進行捆綁，通過數(shù)據(jù)采樣和建模尋找最優(yōu)的捆綁結(jié)構(gòu)進行能源混合打捆、定制合適的比例共同用于發(fā)電。浙江省通常采用的直流外送發(fā)電中多為混合能源發(fā)電，所使用的風力和火力發(fā)電捆綁的比例位于一定閾值內(nèi)，如果以風電為基數(shù)1，混合的風電在1.5倍到2.2倍之間。目前許多相關研究主要討論風火打捆系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性問題，以及與這種混合能源發(fā)電輸電相關的一系列安全問題。風能發(fā)電傳統(tǒng)的電煤發(fā)電的合理配置，可以極大改善系統(tǒng)輸電通道的使用效率，降低通道的損耗，但是如果配置比例不當，超出最優(yōu)比例一定程度后，不恰當?shù)幕旌夏茉磁浔葧档洼旊娡ǖ览寐省?/p>

1.建立一套由風力發(fā)電和火力發(fā)電按比例混合的發(fā)電輸電系統(tǒng)。系統(tǒng)通過數(shù)學模型加以刻畫，模型研究對象為發(fā)電機組，其優(yōu)化的目標一部分是使發(fā)電機組的總運行成本最小化，同時目標函數(shù)還包括輸電功率，目標的另一部分是實現(xiàn)輸電功率最大即為實現(xiàn)優(yōu)化目標，混合能源輸電系統(tǒng)數(shù)學模型存在一些約束條件，主要包括輸電功率的大小、各類型發(fā)電機組發(fā)電的最大值和最小值、發(fā)電機啟動后爬坡速率等。結(jié)合系統(tǒng)約束嘗試將模型目標函數(shù)轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃，通過一些特殊的算法尋求混合電源發(fā)電輸電配置模型求解。計算分析的對象為系統(tǒng)運行效果評價指標，該類指標對應于各種風火混合配比所采用的具體比例和棄風率，同時考慮引入氮氧化物排放的價格，通過建立數(shù)學模型和優(yōu)化的方法來測度不同發(fā)電能源的比例對混合電力系統(tǒng)的單位發(fā)電成本的影響。

2.建立各個發(fā)電機組承擔適度的發(fā)電工作量模型。建模的前提需要了解每個機組進行發(fā)電工作所需消耗的具體能源數(shù)量，再根據(jù)負荷曲線與機組發(fā)電出力受到的最小約束來共同確認機組啟停狀態(tài)，在機組的耗能具體性質(zhì)以及啟停狀態(tài)確認的基礎上，找到各個機組在用電高峰期或者低谷期的具體發(fā)電量模型。

（二）方案二，混合能源電力的輸出通道加以規(guī)劃以提升其傳輸性能。對于已經(jīng)制定的輸電計劃不能輕易改動，以此計劃并且在電網(wǎng)可以正常安全運轉(zhuǎn)的前提下，根據(jù)發(fā)電權(quán)的買賣雙方特質(zhì)應對電力輸送的線路的選擇進行排序并定向通過調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化擇優(yōu)確定輸電的路徑，最小化電力供應鏈上的輸電成本，實現(xiàn)跨地區(qū)電力供應鏈上各個節(jié)點企業(yè)利潤提升，從而提高整條電力供應鏈績效，在增加社會效用的同時擴大同類交易的訂單量。（1）借鑒傳統(tǒng)輸電阻塞管理理念，引入并改進一種新型金融性輸電權(quán)，創(chuàng)新該種產(chǎn)品的初衷是用來規(guī)避傳送時可能出現(xiàn)的阻塞風險，目前這種新產(chǎn)品已經(jīng)應用于電力市場日常運作。擬建立的優(yōu)化模型同樣需要引入一系列約束條件，借助一些概率與數(shù)理統(tǒng)計的算法找到最優(yōu)網(wǎng)損。（2）建立一個該類交易相對應的基金池。電網(wǎng)中參與該類交易開展電力傳送的線路不會只有一支，全部參與的支路都需要授權(quán)才能進入交易流程，由交易中心實現(xiàn)這種授權(quán)行為。交易買賣雙方首先需要通過支付對價拿到所需支路，獲得通過這段路徑傳送電力的權(quán)利，同時獲得與所拍得的路徑對應的電力產(chǎn)品買賣與補償?shù)膬?yōu)先級。輸電權(quán)的銷售收入投放于基金池，基金資產(chǎn)的用途一部分用于支付補償費用，另一部分作為后續(xù)的補償基金使用。

（三）方案三，設計網(wǎng)損補償機制。（1）制定電力供應鏈各個節(jié)點的補償方案。計算送電和受電節(jié)點企業(yè)標桿電價價差和實際與計劃網(wǎng)損間的價差作為價格補償?shù)幕鶞?，如果核查受電?jié)點參與該類交易后相應權(quán)力是凈增加，則應該對其增量的部分予以補償；電網(wǎng)企業(yè)與電力供應鏈上游發(fā)電企業(yè)共同參與節(jié)能減排，實現(xiàn)降低碳排放、節(jié)約不可再生能源，實現(xiàn)效益的最大化；發(fā)電企業(yè)也可以考慮決策過程中引入對網(wǎng)損的補償機制，將運營策略優(yōu)化調(diào)整為鎖定最優(yōu)對手、確定最優(yōu)電力訂貨量，目標函數(shù)為與交易相關的網(wǎng)損補償支付最小化，最終構(gòu)造出發(fā)電最有效的能源配比。（2）建立有關網(wǎng)損的目標函數(shù)。網(wǎng)損是有功出力總和與負荷總和的差值。模型同樣需要一系列約束條件。系統(tǒng)中的每個可控發(fā)電機代表一個發(fā)電廠，為簡化問題設結(jié)算時間為1h。為了保證系統(tǒng)運行安全通過負荷高峰點，應對系統(tǒng)負荷裕度設定一個閥值進行約束。此外，節(jié)能環(huán)保一直備受關注，為提高電力系統(tǒng)的環(huán)保性，碳排放量約束也必不可少，因此引入碳排放額度Ce作為發(fā)電廠的碳排放約束值。

（四）方案四，兼顧各方的交易補償機制設計。（1）處于主導地位的風電場會邀請一些有降低出力能力的火電機組，讓其通過線上交易平臺及時發(fā)布實時更新的商業(yè)信息，包括降低出力報價、降低出力大小、交易時段、交易意愿、交易電量、爬坡速度等；火電機組處于跟隨地位，其作為發(fā)電權(quán)的賣出一方，其獲取額外收益的方式是減少自身機組出力。電網(wǎng)通過在線交易平臺提供實時負荷預測信息、設備運行狀態(tài)、風電消納能力、電價預測等信息。但因風電預測偏差，風電機組未能全部或者超額完成火電機組轉(zhuǎn)讓份額，由此產(chǎn)生的不平衡功率和相應的不平衡費用。風電場對風速進行每半個小時滾動式預測，獲得預測出力，并根據(jù)電網(wǎng)接納風電出力信息，在下一個半小時交易時段申報發(fā)電權(quán)交易受讓方相關信息。（2）火電機組決策過程。從云端系統(tǒng)接收調(diào)度公布的下一個時段機組發(fā)電計劃，并核實企業(yè)自有的發(fā)電機組能夠出力的極限，以該極限為基準來發(fā)布權(quán)力賣方的相關信息。采用雙方報價的均值作為交易雙方結(jié)算電價，確定交易后的交易信息從云端系統(tǒng)反饋給調(diào)度，以便修改下一個時段機組的出力水平。此外，建議后續(xù)政策有利于完善各地區(qū)上網(wǎng)電價的區(qū)間，對交易設定定向的輸電費用和網(wǎng)損率，從而鼓勵清潔能源消納，并結(jié)合配額制考核，提升新能源發(fā)電量總額，促進發(fā)電權(quán)交易規(guī)模擴張。

（五）方案五，擴大發(fā)電權(quán)交易主體范圍，搭建多元化市場架構(gòu)。（1）擴大參與主體的范圍，增加市場交易體量。可將自備電廠作為交易主體納入到跨地區(qū)輸送的體系中，但是要區(qū)分受控煤和污染控制所產(chǎn)生的壓量、關停電量與公用電廠的合同電量之間的差異，科學統(tǒng)籌其在交易過程中的相關權(quán)利與義務。政府相關監(jiān)管部門還應開展和強化合同電量交易規(guī)則的研究，從而激活市場人氣，吸引更多企業(yè)參與方加入交易過程。（2）多元化市場交易模式。更加市場化的交易模式才能吸引更多送受端發(fā)電主體積極參與，才能促進跨省跨區(qū)發(fā)電權(quán)交易在不同發(fā)電集團的企業(yè)之間展開，通過競爭形成市場，發(fā)揮市場優(yōu)化資源配置的作用。

五、結(jié)論

首先，發(fā)電權(quán)交易補償?shù)膬?yōu)化機制設計中考慮作為送電端的發(fā)電側(cè)來講，能夠降低清潔能源出力不確定性及發(fā)電權(quán)交易違約風險，改善浙江現(xiàn)有棄風棄光不利于發(fā)電權(quán)交易開展的考核機制，明確區(qū)分跨省跨區(qū)發(fā)電權(quán)交易與直接交易，調(diào)整送端省份“保底”電價不經(jīng)濟模式。其次，對作為通道端的電網(wǎng)來講，該設計能降低電網(wǎng)調(diào)度難度，協(xié)調(diào)發(fā)電權(quán)交易與電能實際交割時間上的不匹配，有效利用輸電網(wǎng)資源，調(diào)整輸電網(wǎng)負載率空間分布失衡，充分考慮輸電調(diào)度與受端用電特性存在矛盾的問題，優(yōu)化輸電通道使之運行更加順暢。再次，對作為受電端的落地側(cè)電網(wǎng)企業(yè)或售電公司來講，允許電力跨區(qū)消納的發(fā)電權(quán)交易可優(yōu)化發(fā)電小時數(shù)，保障受端電場盈利水平和發(fā)電權(quán)交易的順利開展，改善發(fā)電集團對于下屬發(fā)電廠的考核指標，使考核體制更利于發(fā)電權(quán)交易的開展，吸引更多企業(yè)參與交易，促進發(fā)電權(quán)交易規(guī)模擴大。最后，本文的補償機制還考慮了定價及阻塞問題，項目合理確定交易各方補償價格尤其是對受端電網(wǎng)的補償，設定輸電優(yōu)先級，確定輸電分時最優(yōu)電價。對于送端省份仍有“保底電價”的現(xiàn)狀，設計合理的網(wǎng)損補償和交易補償機制，兼顧參與發(fā)電權(quán)交易各參與方利益。