【华北电力大学】考虑新能源外部成本内部化的电能量与平衡市场协调运营模式（2023）_41页_12mb

新能源外部成本内部化的电能量与平衡市场协调运营模式总结

核心内容概述

本文探讨了在新能源大规模接入背景下，传统电力系统成本特性与市场机制的转变，提出了以新能源外部成本内部化为核心的电能量与平衡市场协调运营模式，旨在构建一个体现多元价值体系（电能量、安全、绿色）的新型电力市场体系，提升电力系统的灵活性和稳定性。

主要观点

1. 新型电力系统成本特性变化

   • 传统火电成本随出力增加而增加，价量同向变化；
   • 新能源具有0边际成本，但系统调节成本高，价量反向变化；
   • 边际成本定价原理不变，但计算方法需调整，以反映系统调节成本。

2. 多元价值体系的构建

   • 电能量市场体现电能量价值；
   • 容量/辅助服务市场体现安全价值；
   • 绿电、超额消纳量和电-碳协同市场体现绿色价值；
   • 未来将实现中长期灵活分散运营与现货与平衡市场联合出清，提升市场贴近实际运行的能力。

3. 新能源参与电力市场的挑战

   • 新能源出力偏差大、合同调整难、市场收益受损；
   • 需要精细化灵活报价和备用容量购买以应对不确定性。

4. 灵活性市场设计

   • 引入灵活爬坡备用产品，提前预留灵活性容量，应对净负荷波动；
   • 设计两部制价格机制（备用容量补偿+调节电量调用补偿）；
   • 引导灵活性需求侧资源建设、火电灵活性改造、新能源配储。

5. 平衡责任分摊与共享模式

   • 传统平衡责任集中于单一主体，导致成本上升；
   • 推出平衡单元与平衡基团概念，实现外部成本内部化；
   • 通过产权重组与平行交易机制，实现平衡责任的分摊与共享，降低系统平衡成本。

关键信息

电能量市场

• 定价依据：基于平均成本，而非边际成本，适用于多能源同台竞价；
• 交易模式：能量块交易，分为标准化、连续滚动、可变形块等类型；
• 市场衔接：中长期与现货市场进一步逼近实时运行，提升市场响应能力；
• 发展展望：未来实现“年+月+D-1日集中+H-1小时滚动”的中长期灵活运营。

容量/辅助服务市场

• 新能源备用需求测算：依据历史预测误差和置信水平，确定新能源在平衡市场需额外购买的备用容量；
• 灵活爬坡备用：响应时间10-15分钟，与调频、备用市场区别明显；
• 备用容量交易：可靠性容量交易，年+月，结合调节电量调用补偿；
• 市场设计：根据新能源出力特性、预测误差等，设计不同时间尺度下的备用容量交易机制。

平衡责任分摊的共享模式

• 平衡单元概念：引入虚拟平衡结算单元、新能源分散预测调平衡、平衡基团等，实现平衡责任的共享；
• 德国经验：新能源比例提升，平衡成本上升，但德国通过平衡单元实现平衡成本下降；
• 经济原理：基于科斯定理，通过产权重组与交易机制，实现社会效益最大化；
• 新业态发展：催生共享储能、虚拟电厂等新型市场参与者，提升灵活性资源利用效率。

市场协调运营模式

• 联合出清机制：电能量市场与平衡市场基于概率机组组合进行联合出清，考虑置信区间和备用需求；
• 安全外部成本测算模型：通过可信出力区间分析，量化新能源对系统安全成本的影响；
• 平衡责任分担机制：通过平行交易机制，实现平衡责任在市场主体与平衡单元之间的合理分摊。

总结

本文系统分析了新能源接入对电力市场带来的成本结构变化，提出了以新能源外部成本内部化为核心，构建电能量与平衡市场协调运营模式，以实现电力系统的灵活性、安全性与经济性协同发展。通过灵活性市场设计和平衡责任共享机制，推动电力市场向更加多元、智能、协同的方向演进。