面向新型電力系統靈活性提升的國內外輔助服務市場研究綜述

　　我國傳統輔助服務市場的參與主體與市場機制無法應對未來新型電力系統的靈活性挑戰，當前面向電力系統靈活性提升的輔助服務相關研究尚缺乏國外成熟市場的經驗總結，未全面提出新型電力系統輔助服務市場的發展思路。

　　上海電力大學電氣工程學院的邊曉燕教授團隊在2023年第6期《電工技術學報》上撰文，從靈活性資源和市場設計角度綜合提出面向新型電力系統靈活性提升的輔助服務市場發展思路。

　　首先從源網荷儲角度對靈活性資源進行分類并作特征比較，分析國內外輔助服務市場中靈活性資源的應用現狀與前景;然后從市場設計角度總結出輔助服務產品多元化、管理方式本地化、價格機制合理化與跨省區資源共享化的靈活性提升方案;最后提出面向靈活性提升的我國輔助服務市場發展思路。

　　研究背景

　　隨著風電、光伏及主動負荷等不確定性資源的比重不斷上升，僅依靠傳統電源側和電網側調節手段，已無法滿足新能源持續大規模并網消納的需求，電力系統正面臨著靈活性需求激增而靈活調節能力不足的挑戰，需要統籌源網荷儲側資源，多維度提升系統靈活性。

　　一方面要挖掘不同環節的靈活性資源參與系統調節;另一方面要完善市場機制，給予資源一定的激勵與補償。電力市場輔助服務作為提升電力系統靈活性的手段之一，主要包括一次調頻、自動發電控制、調峰、無功調節、備用、黑啟動等。

　　然而，傳統輔助服務主要由火電廠提供，調節能力有限且缺乏環保性，原有的輔助服務參與主體與市場機制已不能滿足電力系統靈活性需求，亟需探索輔助服務提升電力系統靈活性的新途徑。

　　論文所解決的問題及意義

　　該文綜合考慮未來新型電力系統靈活性挑戰下我國輔助服務市場的發展需求，對國內外最新文獻和項目報告進行研究，從輔助服務角度探討提升新型電力系統靈活性的思路，該文能夠為新型電力系統下我國輔助服務市場的建設提供新思路，特別是為輔助服務提升系統靈活性提供研究方向。

　　論文方法及創新點

　　該文借鑒國內外最新研究成果與項目經驗，提出面向新型電力系統靈活性提升的輔助服務發展思路。

　　首先分析新型電力系統的靈活性挑戰以及當前我國輔助服務市場存在的問題;然后充分挖掘源網荷儲側多元資源的調節潛力，分析國內外輔助服務市場中靈活性資源的應用現狀與前景;同時，由于市場制度決定了靈活性資源的配置效率，從市場設計角度，提出輔助服務產品多元化、管理方式本地化、價格機制合理化、跨省區資源共享化的靈活性提升方案;最后，在借鑒國外輔助服務市場建設及靈活性提升手段的基礎上，切實考慮我國輔助服務市場建設的實際情況，提出未來面向靈活性提升的我國輔助服務市場發展思路。

圖1 輔助服務市場發展整體思路

圖2 靈活性資源特征對比

圖3 北歐、美國德州、中國輔助服務產品

　　結論

　　該文針對面向靈活性提升的我國輔助服務市場總結出以下四點發展思路：

　　1)挖掘靈活性資源調節潛力，形成多元化輔助服務市場參與主體。鼓勵并引導儲能、可控負荷、電動汽車等多元資源參與輔助服務，進一步擴大市場主體范圍，以市場化手段激勵多元主體釋放靈活調節潛力。

　　2)探索開發多元輔助服務產品。健全備用、調頻等輔助服務產品類型，在新能源比例較高的地區，探索建立快速頻率響應、快速爬坡等輔助服務產品。

　　3)輸配結合管理輔助服務資源。引導更多配網中的分布式資源參與輔助服務市場，由DSO管理本地靈活性資源，TSO與DSO協同運營輔助服務市場。同時還應探索跨省區輔助服務市場，打破省間電力交易壁壘，實現跨區域資源合理備用。

　　4)完善輔助服務價格機制。采用市場競爭方式確定輔助服務的提供方，精細量化評估不同資源提供輔助服務的能力，因地制宜區分不同類別用電特性電力用戶的分擔標準，公平核算不同輔助服務對應的價格，根據“誰提供，誰獲利;誰受益、誰承擔”的原則，將輔助服務成本疏導至用戶側。

　　團隊介紹

　　研究人員隸屬于上海電力大學電氣工程學院新能源電力系統與智能配用電研究所，該文通訊作者邊曉燕博士、教授、IEEE Senior Member、Associate Editor of IET Generation,Transmission&Distribution，近年來，在IEEE Trans on Power systems、IET GTD、中國電機工程學報、電工技術學報、電力系統自動化、電網技術、電力自動化設備、高電壓技術等期刊和國際會議上發表學術論文100余篇;申請發明專利56項、其中授權24項;參與國際標準3項，主持完成國家標準1項，參與國家標準5項;授權軟件著作權5項。獲得省部級科技進步獎6次。主持包括國家自然科學基金、上海市科委重點科技攻關、電網公司科技項目等20余項縱橫向項目。

　　吳珊，碩士研究生，研究方向為電力系統靈活性、低碳電力技術等。

　　邊曉燕，博士，教授，主要研究方向為新能源并網與消納、電力系統穩定與控制、綜合能源系統極端自然災害防御與恢復等。

　　本文編自2023年第6期《電工技術學報》，論文標題為“面向新型電力系統靈活性提升的國內外輔助服務市場研究綜述”。本課題得到國家自然科學基金青年科學基金資助項目的支持。