面向新型電力系統(tǒng)靈活性提升的國內(nèi)外輔助服務市場研究綜述

　　我國傳統(tǒng)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(tǒng)的靈活性挑戰(zhàn)，當前面向電力系統(tǒng)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(jīng)驗總結(jié)，未全面提出新型電力系統(tǒng)輔助服務市場的發(fā)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(shù)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(tǒng)靈活性提升的輔助服務市場發(fā)展思路。

　　首先從源網(wǎng)荷儲角度對靈活性資源進行分類并作特征比較，分析國內(nèi)外輔助服務市場中靈活性資源的應用現(xiàn)狀與前景;然后從市場設計角度總結(jié)出輔助服務產(chǎn)品多元化、管理方式本地化、價格機制合理化與跨省區(qū)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(fā)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(tǒng)電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)調(diào)節(jié)手段，已無法滿足新能源持續(xù)大規(guī)模并網(wǎng)消納的需求，電力系統(tǒng)正面臨著靈活性需求激增而靈活調(diào)節(jié)能力不足的挑戰(zhàn)，需要統(tǒng)籌源網(wǎng)荷儲側(cè)資源，多維度提升系統(tǒng)靈活性。

　　一方面要挖掘不同環(huán)節(jié)的靈活性資源參與系統(tǒng)調(diào)節(jié);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(tǒng)靈活性的手段之一，主要包括一次調(diào)頻、自動發(fā)電控制、調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、備用、黑啟動等。

　　然而，傳統(tǒng)輔助服務主要由火電廠提供，調(diào)節(jié)能力有限且缺乏環(huán)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(tǒng)靈活性需求，亟需探索輔助服務提升電力系統(tǒng)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(tǒng)靈活性挑戰(zhàn)下我國輔助服務市場的發(fā)展需求，對國內(nèi)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(tǒng)靈活性的思路，該文能夠為新型電力系統(tǒng)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(tǒng)靈活性提供研究方向。

　　論文方法及創(chuàng)新點

　　該文借鑒國內(nèi)外最新研究成果與項目經(jīng)驗，提出面向新型電力系統(tǒng)靈活性提升的輔助服務發(fā)展思路。

　　首先分析新型電力系統(tǒng)的靈活性挑戰(zhàn)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(wǎng)荷儲側(cè)多元資源的調(diào)節(jié)潛力，分析國內(nèi)外輔助服務市場中靈活性資源的應用現(xiàn)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(chǎn)品多元化、管理方式本地化、價格機制合理化、跨省區(qū)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(fā)展思路。

圖1 輔助服務市場發(fā)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(chǎn)品

　　結(jié)論

　　該文針對面向靈活性提升的我國輔助服務市場總結(jié)出以下四點發(fā)展思路：

　　1)挖掘靈活性資源調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)潛力。

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

　　3)輸配結(jié)合管理輔助服務資源。引導更多配網(wǎng)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(xié)同運營輔助服務市場。同時還應探索跨省區(qū)輔助服務市場，打破省間電力交易壁壘，實現(xiàn)跨區(qū)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(qū)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(jù)“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(cè)。

　　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(tǒng)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(shù)學報、電力系統(tǒng)自動化、電網(wǎng)技術(shù)、電力自動化設備、高電壓技術(shù)等期刊和國際會議上發(fā)表學術(shù)論文100余篇;申請發(fā)明專利56項、其中授權(quán)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(quán)軟件著作權(quán)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(wǎng)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(tǒng)靈活性、低碳電力技術(shù)等。

　　邊曉燕，博士，教授，主要研究方向為新能源并網(wǎng)與消納、電力系統(tǒng)穩(wěn)定與控制、綜合能源系統(tǒng)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(shù)學報》，論文標題為“面向新型電力系統(tǒng)靈活性提升的國內(nèi)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。