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丹麦经验:大规模风电并网下如何维护电力供需平衡(图)(2)

北极星智能电网在线  来源:丹麦国家电网公司  作者:陈思  2015/4/21 14:46:37  我要投稿  

图1. 丹麦主要电力市场以及参与者如图1所示,丹麦国家电网公司作为丹麦电网运营商,其职责是时刻维护电力的供需平衡。丹麦电网公司与主要生产者,大用电户和一些被称为平衡责任方的代表签订了一系列协议。主要目的就是能够时刻保证系统内有充足的容量和及时的备用电源。同时,作为北欧电力交易所的所有者之一,丹麦电网公司同时履行监管市场运行的职责,保证所有人公平的进入市场交易。政府是能源法的制定者,而电网公司是政策的执行者之一。电网公司不以盈利为目的,这确保了电网公司作为执行者在电力市场中的公正性。

3.1 电力市场下的传统电厂与风电

电力市场为电力生产方提供了很多选择。电机的发电容量是一定的,而每台电机也可以选择参与不同的市场从而实现利益最大化。比如,某个燃煤电机可以首先将部分容量在纳斯达克市场交易。这是因为这台电机不确定未来燃煤的价格,所以在计算风险后,可以将一部分容量交易,用于抵消对未来煤价浮动的不确定性。在距离真正发电前的一两天,此台电机可以将剩下的容量参与日前市场竞价。这时电机也更加确定自己的成本,因而报价也更加准确。如果电机在日前交易后还有剩余容量,那么电机还可以参与盘中甚至是平衡市场的交易。在这三级市场中,交易价格是有规律的。一般越靠近真正发电时刻,价格越高。因此,市场本着社会整体效益最大的前提,总会更多的从日前市场和盘中市场确定交易。而平衡市场更多的是用于抵消预测的误差或者故障发生造成的某些区域的不平衡。这样的电力市场设计使得即使在风电和用电方都有不确定性时,传统电机仍有充分补充电网平衡的积极性﹔同时也鼓励了风电提高自身预测的准确性。

电力市场是丹麦消纳风电的关键。目前,相较于相同级别的火电厂,风场的建造和运营成本仍旧偏高。在没有任何补贴的情况下,较高的成本将最终反映在电力市场的报价中。目前,为了让风电的价格在市场中有竞争力,适当的补贴是必不可少的。自2008年以来,丹麦可再生能源法明确了一系列对于风能的补贴方案,从而降低其市场价格,使其被市场优先消纳。比如,对于大型风电项目,给予整体项目5%的补贴,不但提高了投资竞标方的积极性也降低了风电的成本。另外,在风电并网发电的最初2000小时,给予每兆瓦时250丹麦克朗的补贴(相当于丹麦年区域电价的平均值水平)。由于补贴,风电在市场中几乎成为了“免费”的电,完全被市场优先接纳。在这种补贴制度下,风电上网发电问题得到了解决。这种对于风电的补贴模式和力度并不是一成不变的。通过调节对风电的补贴,来控制风电的发展使其与市场需求相匹配。最终目的是使风电的并网消纳进入了良性循环。

风电的补贴来自于人们对环境保护的贡献。在丹麦,所有用户必须履行公共服务责任,即根据电量的消耗缴纳额外的费用(PSO)。这项公共服务责任费用中一部分就用于通过上网电价(Feed-in tariff)补贴风电。上网电价又可以理解为准入电价,保证了风电的价格低于其它形式的发电价格从而被市场优先消纳。上网电价是基于生产成本核算出的,是一种长期合同价格,为生产者和投资方提供了一个稳定的回报预期,激励了风电的发展。同时,上网电价往往是随着时间逐渐降低,这是由于考虑到技术的进步使得生产成本降低。同时这种价格调整,反过来也会激励生产投资方改进自身的技术,提高生产效率。此外,在丹麦,由于电力零售市场的开放,普通用户有机会自由选择电力零售商。而终端用户的电价往往是每半年调整一次。而对于风电,很多零售商对终端用户推出实时变动价格,由于人们对环境保护的关注,很多用户在可以自由选择用电来源时,还是会选择波动的风电。根据价格变化,灵活用电,间接的帮助平衡电力供需。这样的电力消费平台的创立,使得普通用户也有了对环境做贡献的机会与积极性。参与平衡电力供需的用户也会得到经济补偿。在这种补贴制度和市场机制下,风电在电网中的比重大大提高。为减少污染物排放而征收的各种费用也加大了传统电厂的发电成本,使得传统电厂必须积极配合接纳风电,提高自身的灵活性以及生产效率,更多参与平衡市场,或者为风电提供备用服务来弥补风能的波动性带来的供需不平衡,从而得到经济回报。

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