大用户直购电政策对新能源消纳的影响研究

大用户直购电政策对新能源消纳的影响研究

高晶瑞

国网山西省电力公司运城市经济技术开发区供电公司山西省044000

摘要：在我国电力体制改革中，出现了满足一定条件的电力大用户向发电企业直接购买一定周期内电力产品的行为，即大用户直购电。直购交易政策实现了交易双方的直接互动，使电力资源配置由传统的管制模式向市场模式转变，是打破电网公司垄断地位，走向电力市场化的实质性突破性举措。所提出的直购激励机制将大用户直购和新能源消纳联系起来，对新能源丰富的地区开展大用户直购具有借鉴意义。

关键词：电力市场；大用户直购电；新能源消纳

1研究背景

随着新能源发电技术的不断进步和装机容量的不断增长，其巨大的经济效益和社会效益不断显现。但是，由于新能源出力的随机性和波动性，网架结构限制以及负荷增长放缓，新能源消纳成为一个亟待解决的现实难题。与此同时，伴随着电力市场化改革的推进，大用户直购电试点已在全国范围内积极展开，新能源消纳和大用户直购将是一段时间内电力行业发展的两大主流。因此，亟需对二者的关系做进一步研究，建立能促进新能源消纳的大用户直购机制，使二者协调发展。目前，已有不少关于新能源消纳或大用户直购方面的研究。在新能源消纳方面，国家电网在促进新能源并网消纳方面所做的工作，并对新能源大规模开发和高效利用提出了建议。将新能源消纳引入到电网规划中，建立了面向新能源消纳的电网规划方法。在理论分析的基础上，采用时序仿真的方法，以电网的新能源接纳能力最大为目标，建立了计及大规模风能和太阳能发电并网的年度时序仿真模型，并用某省实际算例进行验证。德国在政策支撑、管理模式、技术创新等方面对新能源发电采取的措施，提出了我国新能源消纳的可行建议。对于大用户直购，大用户直购电试点在南方电网和国家电网两大区域的不同进展，剖析了直购电对电网公司、发电企业、大用户和地方经济等不同利益主体的影响。直接交易中市场准入、交易空间、交易方式、交易品种、交易执行方面的问题，提出了上述问题的解决方案。论述了大用户直购电模式中的重点和难点问题。

2新能源消纳和大用户直购电的关系

目前，新能源消纳受到制约主要有三个方面的因素:一是局部网架限制;二是电网调峰容量不足;三是消纳空间不足。上述三大原因中，调峰容量不足和消纳空间不足都与大用户直购电紧密联系。首先，如果大量火电机组签订直购电合同会部分甚至全部地占用直购机组的出力，导致直购机组参与电网调峰的能力大大下降;同时由于目前电网调峰补偿机制的不完善，会使得发电厂调峰积极性受挫，使其更倾向于签订直购电合同固化机组出力为直购电出力，消极参与调峰。其次，由于目前大用户直购试点的发电企业绝大多数为火电企业，直购电合同的增多，会挤占新能源企业的发电空间，降低区内新能源的消纳能力。可见当前大用户直购电的推行会在一定程度上对新能源消纳造成不利影响，需要提出新的大用户直购机制以尽可能促进新能源的消纳。

3大用户直购电对电网调度运行的影响

大用户直购电交易是我国电力市场改革的实质性举措，是促进我国产业结构调整的重要手段，其本质是发电方与购电方的分散交易。因此随着直购电的规模化开展势必会对电网的调度运行产生影响。

3.1大用户直购电对发电调度计划的影响

国内传统的发电调度计划是在满足负荷需求的前提下由电网统一组织发电调度安排的，主要包括确定年度发电量、分解年度电量编制月度发电计划、编制日前发电计划和日内实时调控等多个过程。曰前发电调度计划编制完成后，基本确定了次日发电机组的组合方式和功率分配方案，在当日实时运行过程中，电网调度员需要再根据实际情况对之前的发电调度计划进行精确调整，以满足不断变化的电力系统需求。实现对用户提供经济、安全、可靠的电能服务。在大用户直购电规模化展开后，大量双边合同涌入电力市场。目前我国的直购合同主要针对直购电量达成协议，即购售电双方协商确定经电网安全校核后，由购电方与售电方直接交易购售电合同约定的直接交易的电量。大多数合同签订需要交易的年度电量，逐渐也出现季度或月度合同。这种刚性电量需求会导致参与直购的发电机组部分出力被固化，这无疑会改变传统的发电调度制定方式，减小了电网的可调度空间。

3.2新能源并网对电网调度运行的影响

（1）新能源并网对发电调度的影响在含大规模可再生能源的经济调度工作中首先需要根据气象状况对风力、太阳辐射等产生的发电功率进行预测，进而得到新能源电厂的发电功率预测曲线。在实际调度中，考虑到新能源的随机性，系统还需预留一定量的备用容量以平衡新能源发电不稳定带来的波动情况。电网备用容量越大，缓解新能源发电波动的效果越好，但为保证电网经济性，备用容量又不宜过大。含大规模可再生能源的电网调度如图３－２所示，根据可再生能源出力预测结果制定合理的机组组合方式和负荷分配计划，减小因可再生能源出力的波动性对电网产生的不利影响。（2）新能源并网对系统稳定性的影响。风速的变化会引起风电场输出功率的变化，太阳辐射量的变化引起光伏发电功率的改变，而新能源发电站输出功率的波动，会导致电网潮流分布和功率流向发生改变，风光电场附近联络线的功率和电压越限等问题发生几率也会大幅提升，若未及时处理可能会出现电压崩溃甚至更为严重的后果。过去的新能源电场容量较小，很少直接并入电网，因此当电网运行出现状况时可及时切除新能源发电机组使系统恢复正常状态。随着电网中新能源渗透率的提高，在并网的瞬间会产生冲击电流，当并网容量很大时容易因冲击电流导致电网电压下降，从而影响到同一电网上其它电气设备的正常运行，严重时甚至会影响到整个电网的安全与稳定。

3.3新能源并网对系统备用的影响

如果大量可再生能源接入到电网中，那么为了平衡它的随机性和波动性，需要额外的系统备用予以弥补。在系统运行期间，大规模新能源的并入可能会影响系统的一次备用以及二次备用，但是新能源发电中发生有关变化的时间范围为二次备用时间范围，因此对一次备用的影响比较小，主要会影响系统的二次备用。相关研究表明，如果风电接入水平大10%，则风电系统对二次备用造成的影响将会明显提闻。

4结束语

从国内各试点的发展经验与国外电力市场发展进程来看，在市场中引入大用户直购电，放开了用户的交易选择权，有利于建设更加灵活规范的市场机制。与此同时，以风电、光伏为代表的可再生能源发电技术迅猛发展，其发电规模与装机容量更是逐年递增，特别是风电，其装机容量己在世界范围内排名首位。但近年来，我国部分地区弃风弃光现象较为严重，使得新能源发电企业发展受阻，甚至依靠国家的扶持与补贴也无法平衡新能源电场的投入资本。对于可再生能源十分丰富的冀北地区，其作为大用户直购电的新试点，势必会遇到诸多问题，在此背景下，研究大用户直购电的发展对该地区新能源消纳带来的影响就十分必要。

参考文献

[1]梁梅桔.浅析大用户直购电对电网利润分布影响[J].通讯世界,2018(10):149-150.

[2]杜孟珂,程浩忠,柳璐.考虑大用户直购电的发输电系统可靠性评估方法[J].电网技术,2019,43(02):570-576.

[3]刘妍,谭建成.基于区块链技术的大用户直购电模式实现研究[J].电力信息与通信技术,2018,16(07):94-100.