上海交通大学学报 ›› 2023, Vol. 57 ›› Issue (7): 757-768.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.516
所属专题: 《上海交通大学学报》2023年“新型电力系统与综合能源”专题
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刘飞1, 车琰瑛1, 田旭1, 许德操2, 周慧洁3,4, 李知艺4()
收稿日期:
2021-12-16
修回日期:
2022-05-17
接受日期:
2022-07-30
出版日期:
2023-07-28
发布日期:
2023-07-28
通讯作者:
李知艺
E-mail:zhiyi@zju.edu.cn
作者简介:
刘飞(1988-),高级工程师,从事电网规划设计及新能源并网技术研究.
LIU Fei1, CHE Yanying1, TIAN Xu1, XU Decao2, ZHOU Huijie3,4, LI Zhiyi4()
Received:
2021-12-16
Revised:
2022-05-17
Accepted:
2022-07-30
Online:
2023-07-28
Published:
2023-07-28
Contact:
LI Zhiyi
E-mail:zhiyi@zju.edu.cn
摘要:
在双碳目标驱动下,我国电力系统正逐步转型为以新能源为主体的新型电力系统,面临新的供需平衡形势.抽水蓄能作为目前最成熟的储能技术,通过提供不同时间尺度的灵活性资源,能保证电力系统安全经济运行,且有效促进新能源消纳.然而,新形势下抽水蓄能电站的运营决策和成本疏导机制尚未厘清,一定程度上阻碍了其进一步发展.在此背景下,首先综合分析了抽水蓄能电站的技术特点和功能定位;其次从全生命周期的角度建立了抽水蓄能电站的成本模型,并分析成本疏导的路径;再次针对电力市场发展的不同阶段,刻画了价格形成机制以及成本疏导方式的演化路径,为我国抽水蓄能电站的市场化进程提供了可行方案;最后对抽水蓄能电站未来的发展进行了展望.
中图分类号:
刘飞, 车琰瑛, 田旭, 许德操, 周慧洁, 李知艺. 新型电力系统下的抽水蓄能电站成本疏导机制:综述与展望[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(7): 757-768.
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表2
抽蓄电站的功能定位以及成本效益
功能定位 | 技术特点 | 固有优势 | 对应成本 | 产生效益 |
---|---|---|---|---|
调峰 | 既可以作为电源进行发电,也可以作为负荷吸收新能源的过剩出力,灵活地调节峰谷差 | 启停技术成本低;抽发灵活 | 电量成本 | 吸收新能源的过剩出力 |
调频 | 及时跟踪负荷变化,保持电力系统的频率稳定 | 调节速度快;负荷跟踪能力强 | 容量成本 | 减少了火电机组燃煤的消耗 |
调压 | 通过调相运行发出或者吸收无功功率,调整系统的电压处于安全的范围 | 持续时间长;进相深 | 容量成本 | 减少电网无功补偿设备的投入 |
事故备用 | 在其他机组发生故障时,通过快速投入,防止电网断电造成事故的恶化 | 调节容量大,投入快速 | 容量成本 | 保障正常用电 |
黑启动 | 电力系统全部停电时,通过自启动带动其他机组逐渐恢复运行 | 启动迅速方便,耗费能量小;负荷增长速度快 | 容量成本 | 减少停电时间和停电带来的损失 |
表3
抽蓄电站的价格形成机制以及优劣势分析
价格形成机制 | 核算方式 | 优势 | 劣势 | 适用场景 | 应用国家 |
---|---|---|---|---|---|
不核算价格 | “成本+收益”的方式,直接内部进行结算,不单独进行核算 | 效益与电网捆绑;收入稳定 | 难以反映电站的价格信号和实际价值 | 租赁制或电网独资 | 日本、法国、中国 |
两部制电价 | 电量电价弥补抽水发电的损失;容量电价体现辅助服务效益,由政府核定 | 电量和容量价值分别体现,保障抽蓄电站的基本收益 | 缺少市场化竞价,抽蓄电站的收益低 | 电力市场不成熟 | 中国 |
固定收入+ 变动竞价 | 年度固定收入基于对辅助服务和提供电量平衡服务的两部分补偿,变动竞价收入由电力平衡市场交易获得 | 充分发挥抽蓄电站的灵活调节能力和容量价值,提高了电站参与市场的积极性 | 需要较为完善的市场条件和市场激励机制 | 电力市场基本健全 | 英国 |
完全市场化 | 价格完全由市场竞争决定 | 以价格信号反映价值,有效分摊成本,免于核算 | 电站的收益没有保障,波动风险性较大,对电力市场环境的要求高 | 电力市场发展成熟 | 英国、美国、德国、瑞士 |
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