中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：非市場(chǎng)機(jī)組通過(guò)安全調(diào)節(jié)模式參與現(xiàn)貨市場(chǎng)是指在安全斷面、系統(tǒng)備用等關(guān)鍵約束越限且市場(chǎng)化調(diào)節(jié)手段用盡情況下，通過(guò)出清系統(tǒng)優(yōu)化非市場(chǎng)調(diào)節(jié)型水電出力，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)出非市場(chǎng)機(jī)組備用能力，緩解個(gè)別時(shí)刻點(diǎn)因新能源、負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)波動(dòng)等原因?qū)е碌臄嗝嬖较?、不平衡量等情況。
本期“解市”介紹非市場(chǎng)機(jī)組參與實(shí)時(shí)市場(chǎng)安全調(diào)節(jié)的背后邏輯，以及該機(jī)制在5月的測(cè)試情況。
01
不平衡量出現(xiàn)的原因
非市場(chǎng)機(jī)組在兩種場(chǎng)景下參與優(yōu)化：安全斷面越限、系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡量。其中，安全斷面越限大家較為熟悉，而不平衡量比較少見(jiàn)，因此首先對(duì)不平衡量產(chǎn)生原因進(jìn)行解釋。
電力系統(tǒng)不平衡量是指電力供應(yīng)與電力需求不匹配，既有正不平衡量（電力需求大于供應(yīng)能力）；也有負(fù)不平衡量（電力需求小于最小發(fā)電出力）。
正不平衡量通常出現(xiàn)在電力供應(yīng)緊張、存在供應(yīng)缺口的時(shí)段。負(fù)不平衡量通常出現(xiàn)在供應(yīng)過(guò)度富余、存在調(diào)峰缺口時(shí)段，如午間新能源大發(fā)期間。在當(dāng)前新能源大規(guī)模并網(wǎng)情況下，負(fù)不平衡量頻繁出現(xiàn)。
圖1：不平衡量示意圖
02
為何要讓非市場(chǎng)機(jī)組參與安全調(diào)控？
日前市場(chǎng)中，調(diào)度機(jī)構(gòu)會(huì)安排滿足安全約束要求的運(yùn)行方式和發(fā)電計(jì)劃，因此市場(chǎng)出清結(jié)果不會(huì)存在斷面越限或不平衡量情況。但實(shí)時(shí)市場(chǎng)受到新能源、負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)偏差或設(shè)備非停等因素影響，會(huì)出現(xiàn)出清邊界偏離日前市場(chǎng)的現(xiàn)象（如圖2所示），從而導(dǎo)致實(shí)時(shí)存在斷面越限或不平衡量情況。
圖2：日前市場(chǎng)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)邊界出清邊界偏離
區(qū)域所有電源均自由參與現(xiàn)貨市場(chǎng)出清時(shí)，系統(tǒng)若出現(xiàn)斷面越限或不平衡量，代表系統(tǒng)已無(wú)調(diào)節(jié)能力，影響電網(wǎng)安全，需要進(jìn)行緊急處置，如緊急停機(jī)、新能源限電或開(kāi)展負(fù)荷管理。
但是，由于南方區(qū)域電源分為市場(chǎng)機(jī)組與非市場(chǎng)機(jī)組，同時(shí)市場(chǎng)機(jī)組中還有大量新能源保障性執(zhí)行，因此電網(wǎng)實(shí)際調(diào)節(jié)能力（包含市場(chǎng)機(jī)組與非市場(chǎng)機(jī)組）是大于市場(chǎng)機(jī)組調(diào)節(jié)能力的，如圖3所示。所以，絕大部分情況下實(shí)時(shí)市場(chǎng)出現(xiàn)的不平衡量或斷面越限沒(méi)有正確反映電網(wǎng)平衡情況或供需關(guān)系。例如，實(shí)時(shí)市場(chǎng)存在供應(yīng)缺口時(shí)，可以調(diào)增非市場(chǎng)機(jī)組出力；實(shí)時(shí)市場(chǎng)存在調(diào)峰缺口時(shí)，可以調(diào)減非市場(chǎng)機(jī)組出力或保障性新能源出力，從而確保電力市場(chǎng)在安全裕度內(nèi)運(yùn)行。
圖3：電網(wǎng)實(shí)際調(diào)節(jié)能力大于市場(chǎng)機(jī)組調(diào)節(jié)能力
但由于現(xiàn)貨市場(chǎng)出清時(shí)序銜接關(guān)系，調(diào)度機(jī)構(gòu)在維護(hù)新能源、負(fù)荷超短期預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)或非市場(chǎng)機(jī)組出力等市場(chǎng)出清邊界時(shí)，至少需要T+30分鐘（交易達(dá)成后30分鐘）才可在現(xiàn)貨系統(tǒng)中生效，存在時(shí)滯性，影響市場(chǎng)正常出清。例如，若D日（交易日）實(shí)時(shí)12:00案例出現(xiàn)不平衡量后，調(diào)度值班人員修正市場(chǎng)邊界，需要在12:30案例才能生效，消除不平衡量。
圖4：人工修正市場(chǎng)邊界存在時(shí)滯性
為解決調(diào)度人工干預(yù)的時(shí)滯問(wèn)題，研究應(yīng)用了非市場(chǎng)機(jī)組參與實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清機(jī)制?，F(xiàn)貨出清系統(tǒng)在調(diào)用市場(chǎng)機(jī)組全部調(diào)節(jié)能力后仍存在斷面越限、不平衡量時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用非市場(chǎng)機(jī)組調(diào)節(jié)能力，并在12:00案例立即生效，提升了實(shí)時(shí)市場(chǎng)運(yùn)行的安全裕度。
圖5：出清系統(tǒng)優(yōu)化非市場(chǎng)機(jī)組立即生效
03
非市場(chǎng)機(jī)組如何參與實(shí)時(shí)優(yōu)化
市場(chǎng)機(jī)組會(huì)根據(jù)調(diào)節(jié)效果及申報(bào)價(jià)格形成響應(yīng)優(yōu)先順序，調(diào)節(jié)效果越好、調(diào)節(jié)成本越低的機(jī)組優(yōu)先根據(jù)市場(chǎng)原則調(diào)控。非市場(chǎng)機(jī)組響應(yīng)安全調(diào)節(jié)的順序在所有市場(chǎng)機(jī)組之后，即市場(chǎng)機(jī)組調(diào)節(jié)能力用盡后再參與安全調(diào)節(jié)。
（1）正常情況
在電網(wǎng)無(wú)安全約束越限、無(wú)不平衡量時(shí)，非市場(chǎng)機(jī)組按調(diào)度計(jì)劃執(zhí)行。
（2）安全約束越限
在安全約束越限、市場(chǎng)機(jī)組調(diào)節(jié)能力用盡時(shí)，若非市場(chǎng)機(jī)組可響應(yīng)斷面調(diào)控，則按緩解斷面越限方向調(diào)增/調(diào)減出力。
（3）系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡量
當(dāng)省區(qū)內(nèi)出現(xiàn)正不平衡量（即存在供應(yīng)缺口）時(shí)，參與優(yōu)化的非市場(chǎng)機(jī)組調(diào)增出力；當(dāng)出現(xiàn)負(fù)不平衡量時(shí)（即存在調(diào)峰缺口），參與優(yōu)化的非市場(chǎng)機(jī)組調(diào)減出力。
04
機(jī)制測(cè)試情況
南方區(qū)域電力現(xiàn)貨市場(chǎng)5月綜合測(cè)試期間選取貴州洪家渡、海南大廣壩兩家非市場(chǎng)水電試點(diǎn)參與實(shí)時(shí)市場(chǎng)安全調(diào)控，均有效緩解了斷面越限或系統(tǒng)不平衡量。
例如，某日洪家渡開(kāi)1臺(tái)機(jī)（調(diào)度計(jì)劃30兆瓦），午間12:00左右，貴州出現(xiàn)調(diào)峰缺口，洪家渡響應(yīng)安全要求出力降為0兆瓦；13:00左右，負(fù)荷攀升，貴州市場(chǎng)機(jī)組爬坡能力不足產(chǎn)生供應(yīng)缺口，洪家渡響應(yīng)安全要求調(diào)增至滿功率。
再如，5月16日海南某斷面越限，大廣壩電廠對(duì)該斷面有調(diào)控能力。10:30-12:30期間，斷面持續(xù)達(dá)下限，期間市場(chǎng)機(jī)組手段用盡，大廣壩響應(yīng)斷面控制調(diào)減出力80兆瓦，有效緩解斷面越限情況。
整體看來(lái)，5月測(cè)試期間非市場(chǎng)機(jī)組有效提升了市場(chǎng)運(yùn)行安全水平，10天內(nèi)洪家渡共動(dòng)作50分鐘（占比0.35%）；大廣壩電廠共動(dòng)作380分鐘（占比2.64%）。非市場(chǎng)機(jī)組少量、精準(zhǔn)響應(yīng)了實(shí)時(shí)電網(wǎng)安全的調(diào)控。
圖6：測(cè)試期間洪家渡每日動(dòng)作時(shí)間
圖7：測(cè)試期間大廣壩電廠每日動(dòng)作時(shí)間
