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完善共担共享机制,促进“沙戈荒”大基地风火共生

作者:万子千 蒋纯冰 赵蓓 李彦宾 侍凡 来源:能源评论杂志 发布时间:2025-10-22 浏览:

数字储能网讯:在锡盟地区,设计符合“沙戈荒”大基地实际情况的利益互补市场机制,可以确保新能源与火电利益分配公平合理,实现风险共担、利益共享的目标,有效支撑其良性发展。

随着“沙戈荒”大型风电光伏基地(以下简称“‘沙戈荒’大基地”)项目不断投产,配套新能源与火电装机容量持续增长。然而,受输电通道容量限制,新能源利用率与火电利用小时数均出现下滑。更为关键的是,为优先保障新能源消纳,配套火电在承担调峰任务的同时,还需让出输电通道空间,导致其合同电量无法完成,经济效益显著降低。

以内蒙古锡林郭勒盟(以下简称“锡盟”)的能源布局为例,可以清晰看到“沙戈荒”大基地“新能源装机反超火电”的结构性特征已然显现。对此,需要立足于电力系统实际情况及现有市场机制和政策体系,设计出符合“沙戈荒”大基地实际情况的利益互补市场机制,确保“沙戈荒”大基地新能源与火电利益分配公平合理,实现风火风险共担、利益共享的目标,有效支撑其良性发展。

锡盟:994万千瓦火电给1100万千瓦风光“让路”

锡盟作为国家“沙戈荒”大型风光基地战略布局的关键区域,已形成规模化能源产业集群。截至2025年年初,锡盟配套火电装机容量994万千瓦,配套新能源装机容量突破1100万千瓦,其中一期、二期项目分别为700万千瓦和400万千瓦。随着装机规模的快速增长,锡盟大基地运行特征呈现以下两个显著变化:一是锡盟配套新能源利用率逐年下降。2025年预计新能源利用率同比下降3~5个百分点,弃电问题日益凸显;二是锡盟配套火电长期处于深调状态,利用小时数下降,购售电合同履约率下降。为支撑锡泰直流大功率外送,锡盟配套火电需要长期开机运行,为保证新能源消纳又只能以低负荷率调峰方式运行,频繁调峰导致其利用小时数下降,购售电合同履约率预计同比下降5~10个百分点。

随之带来三个问题:一是锡盟配套火电未享受到增加开机扩容的输电空间。锡盟配套火电增加开机提高锡盟地区送出极限后,为优先消纳新能源,新增通道送出空间优先分配给新能源,火电未享受到增加开机扩容的输电空间。二是锡盟配套火电因大开机和低负荷率运行利益受损。为支撑锡泰直流大功率送电,锡盟配套火电需要长期维持大开机运行,为保证新能源消纳又只能以低负荷率调峰方式运行,机组检修窗口期减少、磨损增大、非停率上升、考核费用增加,利益反而受损。三是锡盟配套火电可能无法完成购售电合同电量导致收益削减。在外送通道输电功率有限的情况下,为优先消纳新能源,火电需要频繁调整出力,全年发电小时存在上限。若火电合同小时数大于发电上限小时数,火电无法追补调峰所欠电量,全年合同电量将无法完成。同时由于锡盟配套火电进行省间交易依据量价联动机制,基准电价与合同电量存在负相关关系,若合同电量无法完成,不仅未完成电量对应收益受损,已成交部分以低于实际发电小时数对应的基准电价进行结算,也会进一步削减收益。

综上,锡盟配套火电发挥调峰作用的同时让渡了输电空间,会因无法完成合同电量而造成收益削减。因此亟需建立风火利益互补机制,用新能源享受输电空间得到的额外收益补偿火电损失,促进“沙戈荒”大基地新能源和火电协调发展。

探索市场化路径:输电权置换与容量补偿

解决“沙戈荒”大基地火电与新能源企业利益失衡问题,核心思路是通过市场化机制实现风火利益互补,补偿火电因调峰和容量支撑产生的收益下滑。有两条技术路径——输电权置换方案和容量补偿方案可以考虑。

——输电权置换方案。输电权置换方案的设计逻辑是建立新能源超发电量对火电输电空间占用的补偿机制。火电申报出让电能量和输电权的度电价格,风电申报购买输电权的价格以及发出电能量,火电、风电的报价空间均为中长期合同价格与可变成本之差。其创新性在于构建“事后出清、事前封存”的双层市场结构:月前申报价格并封存,月底按实际超发/欠发电量统一出清,出清价格作为发生输电权交易后结算依据。该方法既维持新能源最大化消纳的调度原则,又在兼顾火电和新能源充分市场竞争的同时,合理补偿火电收益。

针对风电报价较低、火电报价较高、风火置换无法成交的情况,提出了交点后出清价格形成与不平衡资金分配方法。将火电未成交的报价与天花板价格的距离、风电未成交报价与地板价格的距离分别作为风电、火电在价格上下限区间的分割权重,计算得到的加权平均价格即为交点后出清价。根据交点后出清价与交点前出清价的对比结果,确定恶意报价和无恶意报价主体,恶意报价主体按交点前出清价执行结算,差价所导致的不平衡资金按成交比例分给所有无恶意方。例如,若交点后出清价小于交点前出清价,判定存在火电恶意报高价行为,交点后火电补偿金额小于交点前,抑制了火电报高价行为。不平衡资金按成交比例分给无恶意报价的风电方,交点前风电支付金额较交点后少,可有效促进风电更加向交点前报价靠拢。

对输电权置换方案开展模拟测算,得出结论:一是该方案以事后实际发生的置换电量作为出清电量,不会对调度运行产生影响。二是火电与新能源(风电)能否回收全寿命周期成本,完全取决于报价博弈,且博弈空间较大,能够形成良好的市场竞争环境。三是通过计算交点后出清价格,并根据责任认定分配不平衡资金,可促使未成交的风电、火电机组逐步回归合理报价范围,并实现报价收敛。

——容量补偿方案。立足火电容量支撑程度较风电大、风电发电量超发现状,提出发电侧容量补偿方案,构建“责任共担、按效补偿”体系。首先确定各月的供需关系、可信容量系数等边界条件,进而根据市场中各机组的中长期合同价格、变动成本以及对风电出让电量的利用小时数确定机组单位有效容量的成本回收缺额,各个机组根据成本回收缺额确定单位有效容量的补偿报价,出清成交部分按成交价格结算,未成交部分按一定折扣结算,最终由所有电厂按发电量分摊费用。此方案的核心价值在于保障火电高开概率下的基本收益,但存在补偿精准度不足的缺陷。

针对锡盟火电数量少、易串谋的痛点,配套设计市场力抑制机制。以煤耗和煤价为基准核定可变成本缺省价,当50%以上火电报价集体偏离成本区间且差异缩小时,判定为存在串谋行为,并强制按缺省价出清。

对容量补偿方案进行模拟测算,得出结论:一是风电总支付与火电总补偿额相等,发电侧收支平衡。二是结算金额与有效容量、供需关系、需求/有效供给容量的比值相关性较大,且相互耦合影响。三是全年来看,风电支付金额,绝大部分火电获补偿金额,个别火电面临拍卖不中标、补偿调节成本上升的风险。

对比分析表明,两种方案呈现显著差异,各有优劣。输电权置换方案在市场竞争性方面表现更优,其价格博弈空间大、收敛性强,且通过事后结算机制可以自然规避调度干预风险,但难以补偿火电调峰损耗:当火电无需置换补偿时,其长期调峰导致的检修窗口压缩、设备磨损加剧、非停率上升等隐性成本将无法覆盖。容量补偿方案能覆盖火电高开机成本,但补偿效果受多重参数耦合影响,可能出现部分火电机组补偿不足甚至倒贴的情况,且市场力抑制机制可能削弱价格发现功能。

为4.55 亿千瓦装机容量设计“共生之道”

根据国家发展改革委、国家能源局发布的《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》,到2030年,“沙戈荒”大基地总装机规模约为4.55亿千瓦。火电大开机、频繁调峰、为新能源让渡输电空间的现象将普遍存在。为促进“沙戈荒”大基地良性发展,提出以下几点建议:  首先,初期优先推行输电权置换,让市场“说话”。输电权置换方案博弈空间较大,更具有市场竞争优势,能更精准地契合大基地输电权稀缺性的特性。模拟报价测算结果显示,市场在相对理性和相对非理性的情况下均有较好的收敛性。其“事后出清、事前封存”的双层市场结构可天然规避调度干预,保证新能源消纳。出清算法中对于是否存在恶意报价的识别与不平衡资金的分配可引导主体真实报价,有效抑制投机行为,增强市场公平性。总体来说,输电权置换方案优势更明显,建议作为先行试点方案之一,并与其他补偿手段统筹衔接。

其次,补全配套机制,为火电“调峰损耗”买单。一方面,可深化完善辅助服务市场建设,建立基于火电运行关键性能指标(如调峰深度、负荷相应速率、低负荷稳燃能力、供电煤耗变化等)的多维度补偿标准,并推动其与《电力辅助服务市场基本规则》衔接,以更精准地量化火电调峰贡献并给予合理回报。另一方面,对于辅助服务市场尚不成熟或成本难以完全通过市场覆盖的区域,可探索设立火电调峰损耗专项补贴,作为市场成熟前的过渡措施。此类补贴应明确补贴对象、资金来源、核定办法和退出机制,并注重与电力现货市场、容量补偿机制衔接。

再次,探索“混合机制”,让方案适配不同场景。在新能源大发季节(如春、秋季),系统富余电量丰富,外送通道成为关键稀缺资源,此时宜优先启动输电权交易,充分利用市场化手段,实现风电对火电让渡输电空间而产生的成本增加进行合理补偿。反之,在枯风期或负荷高峰期(如夏、冬季),新能源出力骤降,系统对发电资源容量支撑和顶峰能力的需求上升,此时宜平滑切换至容量补偿模式,火电凭借可靠的容量支撑能力而获得稳定收入,弥补电能量市场在保障长期容量充裕性方面的缺陷。通过不同情景下两种方案的平滑过渡,实现两种方案优势的无缝互补,既吸纳了输电权置换方案在资源优化配置上的效率优势,又融合了容量补偿方案在保障系统长期可靠性方面的兜底功能。

最后,超前判断“新能源全面入市”变动趋势,让互补机制更可持续。在新能源全部入市后,新能源电价将完全由市场供需形成,新能源企业将直面日前、实时现货市场的价格波动风险,其收益稳定性面临重大挑战。在新能源大发期、负荷低谷时段,市场出清电价将显著降低,大幅压缩新能源企业利润空间,间接导致可用于横向补偿火电的资金空间也随之收窄。因此,在设计大基地风火利益互补机制时,应超前研判新能源全面入市可能带来的变动,充分考虑新能源企业在市场中的实际支付能力与收益波动周期,探索建立与现货市场价格联动的补偿上限或分期支付的方案,保证风火利益互补机制的可实施性与可持续性,促进大基地的长期良性发展。

(作者均供职于国家电网公司华北分部。编辑:王伟)

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关键字:新能源,储能

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