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電力市場下丹麥大規(guī)模風電消納經(jīng)驗
2015-04-22
來源:丹麥國家電網(wǎng)公司
瀏覽數(shù):618
5. 發(fā)展趨勢
電力市場規(guī)則需要不斷調(diào)整以應(yīng)對新的變化。比如風電的補貼政策將隨著風電在電網(wǎng)中比重的增加和其自身技術(shù)的進步逐步進行調(diào)整。目前在丹麥,為了接納風電,當風電沒有按照市場協(xié)議電量發(fā)出電力時,風機不需要繳納違約金。如果由于風機沒有按照協(xié)議電量發(fā)電但又卻恰恰在那時刻幫助電網(wǎng)達到平衡,則風電會像其它參與平衡服務(wù)的發(fā)電單元一樣得到經(jīng)濟補償。但是隨著風電在電力生產(chǎn)中的比重越來越大,人們更希望風電可以像傳統(tǒng)電廠一樣在市場中交易。因此,這一機制將會被調(diào)整??梢?,風電預測的準確度是風電未來能否在未來市場中被有效消納的關(guān)鍵因素之一。此外,市場機制激勵了電力系統(tǒng)中各個參與者來接納風能。比如,電網(wǎng)運營公司會在電網(wǎng)規(guī)劃中盡量消除電網(wǎng)堵塞、增加與外國的交換容量,通過電力市場機制為風電消納提供更大的國外市場;傳統(tǒng)發(fā)電單元會提高自身的調(diào)節(jié)能力,靈活的參與市場競價,提高自身競爭力;用戶會根據(jù)市場價格調(diào)節(jié)電力的使用即而“隨風而動”輔助供需平衡,這種“需求響應(yīng)”措施也是丹麥未來智能電網(wǎng)建設(shè)的重點之一;風電本身也要更多的承擔維護電網(wǎng)穩(wěn)定運行的義務(wù),甚至向傳統(tǒng)電廠一樣提供調(diào)頻調(diào)壓的輔助性服務(wù)。目前,各國在風電并網(wǎng)導則中開始都對電能質(zhì)量,無功調(diào)節(jié),電壓甚至頻率調(diào)節(jié)等方面對風電提出了要求。這些要求,能夠激勵風電項目選擇先進的技術(shù)提高風機運行的可靠性。
隨著風電的容量逐年加大,漸漸代替了傳統(tǒng)電廠,使得傳統(tǒng)電廠的調(diào)配調(diào)壓輔助服務(wù)職責在未來需要風電場來履行。這些輔助性服務(wù)要求主要體現(xiàn)在并網(wǎng)導則中。目前丹麥的并網(wǎng)導則已經(jīng)對大型風電場提出在出力狀態(tài)下幫助提高頻率和低電壓穿越等要求。但是還沒有進一步要求風場提供諸如快備用等服務(wù)。目前的輔助性服務(wù)還是由傳統(tǒng)電廠提供,由電網(wǎng)公司向傳統(tǒng)電廠購買。風機代替?zhèn)鹘y(tǒng)電廠提供輔助性服務(wù)是未來趨勢。比如英國電網(wǎng)公司要求風機有慣性響應(yīng)控制,類似快速備用服務(wù)。西班牙要求風廠參與調(diào)節(jié)電壓等等。其考核也是在并網(wǎng)前通過評估取得證書,運行時受到電網(wǎng)公司的監(jiān)控。
丹麥風電在電力系統(tǒng)比重不斷加大的同時,傳統(tǒng)火電將逐漸被取代。2014年,風電覆蓋負載的最大容量為132%,而最小容量是0%,全年出現(xiàn)約 5個小時。相較于電力供大于求,未來供不應(yīng)求的情況將嚴重危害系統(tǒng)的供電安全。這將催生新的變革。2015年夏天,德國將會推出電力市場2.0模型,重點將會討論多個能源領(lǐng)域的整和。相較于德國版的模型,丹麥更加注重未來系統(tǒng)有充足的容量,在沒有風的情況下,仍舊保證電力系統(tǒng)的供需平衡。這有可能在已有的電力市場環(huán)境下催生出一個新的“容量市場”(capacity market)。其目的是服務(wù)于丹麥的能源政策,將現(xiàn)有的能源系統(tǒng)在2050年前后平穩(wěn)的過渡到一個完全擺脫化石能源的綠色能源系統(tǒng)。
傳統(tǒng)電機啟動時間長,電機的出力完全可控傳。統(tǒng)電力市場主要指日前和盤中市場是基于傳統(tǒng)電機的特點制定的。由于風電預測誤差,為了更好的接納風電,新的電力市場設(shè)計也應(yīng)該考慮到可再生能源的特性。有些人提出,應(yīng)該讓風機等可再生能源更多參與平衡市場,同時提高已有的平衡市場交易頻率,比如每5分鐘交易一次;還有人提出改變電力市場的清算方法,用隨機規(guī)劃算法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線性規(guī)劃算法。這些新的電力市場理念將會幫助風電更高效的消納。
6. 總結(jié)
電力市場提高了整個電力系統(tǒng)效率,優(yōu)化配置資源。同時,大規(guī)模風電并網(wǎng)也給現(xiàn)有的電力市場帶來了挑戰(zhàn)。在風電發(fā)展的壓力下,北歐電力市場越來越多的尋求國際間市場的合作,最終實現(xiàn)泛歐水平的大型電力市場。通過國與國或者大區(qū)域之間的電力交易,實現(xiàn)大區(qū)域間的供需平衡,提高整個系統(tǒng)的可靠性與安全性。但是這并不代表丹麥將完全依賴于鄰國從而喪失獨立平衡供需甚至供電的能力。實際上,丹麥將會更多的整合不同能源領(lǐng)域,比如電能與熱能的整合,電能與燃氣的整合。使用熱,氣作為電力儲存的方式。此外,丹麥還將改進現(xiàn)有的電力市場,使得更多的電力生產(chǎn)方和消納方參與其中。
丹麥通過電力市場這一平臺發(fā)展和消納風能,并通過市場機制激勵各方參與者幫助彌補風電本身的不足。一方面,在電力市場機制下,供需平衡最終體現(xiàn)在邊際價格上。通過征收公共服務(wù)責任費用對風電補貼,使得風電的市場價格遠遠低于邊際價格從而被市場優(yōu)先接納。風電的波動性和間歇性可能導致的供需不平衡,通過多個市場的交易被一級一級的以最有效、最經(jīng)濟的方式消除。另一方面,在市場機制下,傳統(tǒng)的發(fā)電機為了提高自身競爭力也完成了升級改造,更有效的適應(yīng)靈活的電網(wǎng)。國與國之間的電力互聯(lián)也在不斷增強,在大區(qū)域間更加廣泛的接納風電。
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