能源安全新战略提出十年来,我省推出一系列变革性、牵引性、标志性重大举措,推动多个能源领域改革实现破题。其中,电力现货市场在全国首个转入正式运行。目前,已建成“全电力优化、新能源优先”的省级现货市场,有力支撑“中长期+现货+辅助服务+零售市场+绿电绿证”五位一体、“省内+省间”协同运行的电力市场体系。电力现货交易在优化资源配置、提升保供能力、促进新能源消纳等方面作用显著,山西电力市场化改革的全国引领作用成为山西能源革命综合改革的一大特色。
日前,记者走访国网山西省电力公司和部分发电主体,亲身感受了电力现货市场的发展速度和实践意义。
量利兼顾 移峰填谷
通过市场价格信号引导资源优化配置
今年夏季入伏后,我省多地出现高温预警,迎峰度夏的电力保供压力逐渐增大。在国网山西省电力公司调控中心大屏上,每隔15分钟即通过竞争形成一次电价。通过屏幕上现货电价的走势,可以分析出当前电网运行状态及各类型发电资源的发电情况。
该公司调控中心现货市场处处长邹鹏介绍,在山西电力现货交易市场上,一天24小时共形成96个电价,每度电在用电高峰时段最高能达1.5元,用电低谷时段最低可以“0元购”。
2018年12月27日,山西电力现货市场在全国首批开始试运行。经过7次结算试运行、32个月长周期不间断连续运行,经历各种供需情况和不同场景的检验,2023年12月22日,山西率先在全国实现电力现货市场正式运行。
山西成为国内首家转正的现货市场,一定程度上归功于山西电力资源禀赋的优势。
从电源侧来说,山西电源种类多样,涉及火电、水电、风光、生物质等多种电源,且作为压舱石的煤电占比较高。发电侧市场竞争度高,省内存在同煤、格盟、晋能、大唐、华能等20余家发电集团,有利于开展全电量现货交易集中竞争。
从电网侧来说,山西电网是西电东送、北电南送、水火互济、特高压交直流混联、含较大比例可再生能源的外送型电网,电压等级实现了1000千伏及以下全覆盖。坚强的山西电网,有力地支撑了现货交易在全网范围内开展。
诸多因素为山西电力现货市场正式运行打下良好基础。正式运行半年多来,山西电力现货市场已汇聚了156台火电机组、613座新能源场站、200多家售电公司和90余万用户,还有独立储能电站和虚拟电厂各4座。在电力现货交易市场上,每个价格都是发电企业、售电公司、电力用户和新型主体在交易过程中产生的。波动的曲线、变化的价格,有效激励了火电、燃气机组顶峰发电,引导电力用户移峰填谷,促进新能源消纳。
市场价格的波动性有效反映出电力这种特殊商品的时空价值。“中午风光大发的时候,通过零电价引导火电企业少发电,促进新能源消纳;在晚高峰用电紧张的时候,通过高电价刺激煤电企业顶峰发电,保证电力可靠供应。”国网山西电力调控中心调度计划处副处长张超介绍。
对于电力现货交易市场运行带来的变化,省内火电企业感受颇深。电力现货市场的高电价释放出来后,可以激励发电企业提高设备运维水平,降低机组的非停和受阻。晚高峰用电紧张时,电力现货市场电价升高,市场这根“指挥棒”引导火电企业将机组运维调整到最佳状态,争取多发电、促保供。一些火电企业纷纷表示,以前更关注的是发电量,现在是量利兼顾,既要发电,还要关注市场价格。
通过市场价格信号引导发用两侧资源优化配置,一系列“组合拳”下来效果明显。2021年4月启动不间断运行以来,全省日均增加顶峰发电能力约5%,用电负荷由晚高峰向中午低谷转移约200万千瓦,以市场化方式实现了负荷移峰填谷,电力保供能力显著提升。
资源调节 灵活改造
价格信号“调度员”助力新能源消纳
截至今年7月底,我省风、光新能源装机突破5500万千瓦,占全省装机比重近40%,新能源利用率保持在97%以上。
山西新能源消纳利用率之所以始终保持较高水平,与山西电力现货市场的价格引导不无关系。
“实时的价格信号成了最有力的‘调度员’。”谈及电力现货市场对新能源消纳的作用,国网山西省电力公司调控中心现货市场处专责董健鹏这样形象地比喻。
5月23日,受高温天气影响,山西省网用电负荷达当月最大值3337万千瓦,同比增长7.68%,午间新能源出力1976万千瓦,但晚高峰新能源出力仅342万千瓦,日内波动1634万千瓦,在同一天存在新能源消纳和电力保供困难的双重压力。现货价格体现电力分时供需形势,中午供大于求时为“0”电价,晚高峰供应紧张时每度电上涨至1.5元,通过价格信号引导发电侧、负荷侧等各类调节资源自主参与系统调节,在新能源大发、日内大幅波动的情况下,全天未发生新能源弃限电,新能源发电2.19亿千瓦时,实现了电力安全绿色供应。
在山西电力现货市场这双“看不见的手”调控下,火电机组向调节性资源转变,纷纷开展机组灵活性改造,甚至加装电锅炉,最大限度提升火电机组的调节能力。在新能源发电低谷时段,火电企业可以发挥重要作用,例如提供启停调峰和深度调峰等辅助服务。在新能源发电高峰时段,火电企业把机组出力压低甚至停机,以“0价”在电力现货市场购买新能源电力去履行中长期合同,中间还能赚差价,这就是价格信号对新能源消纳的影响。
电力现货市场上24小时内的96个电价,让更多市场主体琢磨做好“电文章”,也为新型主体——独立储能电站提供了可行的商业模式。今年年初,我省在阳泉市投产规模最大的独立储能电站,如同一个巨大的“充电宝”,每次充电时长2小时至4小时,1次储存40万千瓦时电能。
储能电站可有效为电网“削峰填谷”,缓解高峰期供电压力,并在电能质量受限时起到紧急备用电源作用,保障用户稳定用电。同时,储能电站的接入能有效减少新能源弃电量,促进周边区域的新能源消纳。
虚拟电厂 协同互动
市场“指挥棒”带来负荷侧主体意识变化
在保供电、促消纳这些看得见的数据变化后面,电力现货市场还催生了那些看不见的变化,比如市场主体意识变化。
现在,山西电力现货市场上有210多家售电公司。这些售电公司的服务对象聚合了商超、写字楼、工厂、煤矿等多类型用户。不同类型的用户产生出复杂多变的用电曲线,让售电公司花心思琢磨市场,在市场交易及价格波动中获益。
“过去售电公司都是做价差,到处跑业务,现在转为做服务,为用户提供综合能效管理、节能等服务,做可调节负荷聚合,还孕育了一些虚拟电厂。”张超向记者讲解前后对比。
负荷类虚拟电厂作为售电公司的高级形态,无需新建厂址,其凭借数字化技术,就能迅速集结各地零散电力资源,高效管理用户用电行为,不仅能削峰填谷,还能促进新能源高水平消纳,作用相当于一座实体电厂。
2024年1月1日起,国网电动汽车(山西)服务有限公司虚拟电厂正式参与现货市场交易。该虚拟电厂是国内首家现货市场模式下,以“电动汽车+可调工业负荷”为特色的虚拟电厂,是国网公司试点建设投运的第一家充电桩类虚拟电厂。
到7月31日,该公司虚拟电厂已连续运行7个月,每日参与山西电力交易市场中长期、现货交易。交易时段为中午填谷的典型时段,累计调节次数2556次,累计达成9348.027兆瓦时调节交易,中标价格最大800元/兆瓦时,平均为用户降低用电成本5元/兆瓦时。
目前,已有23家虚拟电厂完成建设方案评审,14家虚拟电厂接入管理服务平台,其中4家虚拟电厂进入现货市场。负荷侧调节能力得到充分调动,聚合容量达200万千瓦,增加负荷侧调节能力51.8万千瓦。4家独立储能电站转入商业运营,增加系统调节能力47万千瓦,系统运行由“源随荷动”向“源网荷储协同互动”转变。
在市场的指挥棒下,火电企业从“关注电量”变为“量利兼顾”,新能源企业从“吃政策补贴”变为“向市场要利”,售电公司从“赚差价”向“做服务”转变,电力用户从“按需用电”向“按价用电”转变……这些变化,合力推动一个新的发电格局和用电体系的形成,对于优化电力资源配置,推动可再生能源发展,促进经济社会高质量发展起到有益作用。