IEA-关于可靠电网的市场设计（英文）-2021.4-132页_3mb

总结：市场设计对于可靠电力电网的重要性

核心内容

本报告探讨了在自由化电力市场中，如何通过市场机制确保电网的可靠性与资源充足性。随着可变可再生能源（VRE）如风能和太阳能的迅速发展，电网结构和市场设计面临重大挑战，尤其是在维持稳定供电和确保足够的备用容量方面。报告分析了不同国家和地区的市场机制，包括容量市场和能源单一市场，并评估了这些机制对煤炭发电厂的经济性和技术可行性的影响。

主要观点

• 自由化市场与电网可靠性：自由化市场促进了电力行业的竞争，但也导致了传统热力发电厂（如煤炭电厂）运营时间减少，以及市场对备用容量的需求增加。
• 容量机制的重要性：为了应对资源充足性问题，许多市场引入了容量机制，如美国的PJM容量市场、英国的容量市场和波兰的容量市场。这些机制旨在通过提前采购容量，避免供应短缺和电价飙升。
• 能源单一市场挑战：能源单一市场依赖于批发市场价格信号来驱动投资，但因可再生能源的波动性，导致市场信号不够明确，对煤炭电厂的生存构成挑战。
• 辅助服务与电网平衡：辅助服务如频率调节、惯性响应、无功功率控制等，对于维持电网稳定性至关重要。随着可再生能源比例上升，这些服务的需求和价值发生变化。
• 亚洲市场转型：亚洲多个国家正在向自由化市场过渡，同时推动可再生能源发展，面临与欧美相似的挑战，包括快速需求增长、容量短缺和电网基础设施不足。

关键信息

1. 市场结构与电网变化

• 电力市场自由化始于1990年代，包括英国、挪威、美国等国家。
• 市场结构包括批发市场、零售市场和独立系统运营商（ISO）或区域传输组织（RTO）。
• 高比例的VRE（如风能和太阳能）导致电网稳定性挑战，特别是在频率控制、惯性和无功功率管理方面。

2. 容量机制

• 美国PJM容量市场：采用集中拍卖模式，通过拍卖机制确保备用容量。拍卖参数导致了过多的容量采购，推动了燃气联合循环（CCGT）的发展，但对煤炭电厂不利。
• 英国容量市场：拍卖清仓价格偏低，导致投资偏向小型燃烧电厂，而非更高效的CCGT。
• 波兰容量市场：由于天然气价格较高和市场竞争不足，清仓价格较高，促进了新煤电厂的建设与升级。
• 欧盟：部分国家采用“资源切割”（RCO）机制，但欧盟整体对容量市场持保留态度，担心其对市场一体化的影响。

3. 辅助服务市场

• 频率调节、惯性响应、无功功率控制等辅助服务对电网稳定性至关重要。
• 在自由化市场中，辅助服务市场正在发展，但其价值仍受限，难以有效补偿煤炭电厂。
• 德国和英国等国家的电网面临惯性下降和频率控制成本上升的问题，尤其是在高比例VRE的情况下。

4. 市场挑战与趋势

• 高比例VRE导致电网服务需求增加，但市场设计未能充分反映其价值。
• 煤炭电厂因缺乏灵活性和辅助服务能力，面临更大的市场压力。
• 在一些市场中，辅助服务费用未能有效支撑煤炭电厂的经济性，导致其逐步退出市场。
• 约束管理成本在一些地区显著上升，尤其是当可再生能源电厂远离负荷中心时。

5. 亚洲市场的发展

• 印度正在推动跨省电力市场和基于绩效的调度机制，以减少太阳能发电的弃风弃光。
• 中国在部分省份试点频率控制市场，并引入市场激励机制以减少煤炭电厂的出力，应对风能过度弃风问题。
• 亚洲新兴市场中，煤炭仍将在电网稳定性和灵活性方面发挥重要作用。

结论

• 煤炭电厂在未来电网中仍将发挥关键作用，尤其是在亚洲新兴市场。
• 市场设计需适应电网变化，确保资源充足性和稳定性。
• 容量市场和辅助服务市场是解决资源不足和电网稳定性问题的有效手段，但需进一步优化以支持煤炭电厂。
• 亚洲国家在向自由化市场过渡的同时，仍需关注煤炭电厂的生存空间，以确保电力系统的可靠性和可持续发展。