浅述电力市场辅助服务的种类

【摘 要】本文作者针对电力市场辅助服务基本定义和品种进行了分析。

【关键词】电力市场；辅助服务；定义；品种

一、前 言

商品是用来满足人们某种需要的交换物,而经济学原理告诉我们对物品的需要是多样性和差异化的，不同的人对同一种物品的需求是不同的。用来满足人们不同需求的特性就是商品的差异性。商品的价格确定方法也呈现多样性，主要可根据商品的成本、价值和需求属性的不同来确定，成本和价值定价法更接近于商品的社会属性，而需求定价法侧更接近于商品的自然属性。

电从其发明并进入商业交换以来，由于其特殊性，被人为地就一直作为一种无差异商品进入市场交换，只要在同一载体的系统内的生产、输送、分配和使用交易活动都被看成的是同质的交换活动，即一个系统内发、输、配、用同时交换和结算。同一频率、同一质量的电能，无论这一系统内的各交易主体的设备好坏，能力大小，只要是联得上网的都被认为向系统提供的是同一性质的电能商品。尽管目前人为定价体系的不同，造成现实执行以“个别成本”定价方法过程中，将交换价格依据实际发生成本来划分，但电力系统内一直追求一条“同网同价”的信条。“同网同价”追求的是一种形式上的公平，但其又忽略了“质”的差异，将那些实际上是向整个系统提供了大量额外贡献,提供了不同质的电量的交易商，与一般的交易商同等对待，获得相同的电费结算，造成长期以来的实质性的不公平。

二、电力市场辅助服务基本定义及品种

1、基本定义

电力市场中的辅助服务是指在将电能从发电厂送到用户端的过程中，为维持用户需求的电能质量、保证用户供电安全性、可靠性和稳定性所需采取的一切辅助措施。

因此可以看出，辅助服务作为一种商品，主要是为了满足用户的需求而存在的。正是因为用户对电量的质量性、安全性、稳定性有特殊要求，才有辅助服务的存在。电力市场中用户对电能质量的关注或需求的原因是多方面的：（1）用户的现代用电设备对电能质量的要求。当前用户大量使用高精度、用电设备对各种电磁干扰谐波和电压不平衡等各种波形畸变要求提高；（2）用户用电设备对供电间断性，电压凹凸性，电路的通断等暂态波动要求；（3）用户用电设备的旋转精度对供电周波动（频率）的要求。

总之，造成用户设备偏差、故障或误动作的所有的问题都反映到电能质量问题上。

与此同时，电力市场中发电厂和电网是保证用户供电质量的生产和传递者，发电商要将自己生产的电能顺利送出，也首先也必须满足二个条件:（1）发电商生产的电能是合格的，即周波、畸变是满足用户需求的；（2）生产的电能是可实现用来传输的，即要求且备有一定电压和满足电网潮流的要求。

对于负责输送的电网公司来说，要保证用户用上合格的电能，也必须有一些基本条件：（1）需满足电网中的总体稳定，即满足供需的不间断性；（2）需满足电网中的总体平衡，即满足电能发、用瞬间平衡，时刻平衡。

因此，电力市场条件下的辅助服务可以理解成为满足三种市场成员的需求而存在的；即：（1）是为满足用户的需求；（2）是为满足发电商自我需求；（3）是为满足输、配商本身的需求。

目前电力市场辅助服务主要品种包括：调峰、调频（AGC）、调压（AVC）、备用、黑启动、阻塞消除、安全启动等，而针对发电厂商的辅助服务目前有以下几种：（1）调峰服务：调峰是电力系统满足负荷波动的需要，在高、低峰时段加(减)载的备用出力。这种可加载备用是为满足可预见性负荷波动的需要，是在预见时段加载的出力，调峰服务可计量单位也是为电量型式，是高、低尖峰时段加载的特殊电量。（2）调频（AGC）服务：为满足用户旋转电气设备精度的要求,实时平衡不可预见大小负荷波动的需要。电力市场上的电能产品必须满足在一定的固定频率fn（在我国该频率为50Hz），而市场用户负荷是实时变化的，供需不平衡将引起系统频率的偏差，从而造成用户设备的损坏或产品质量的不稳定。

时刻平衡负荷的持续波动，电力市场上调频服务可以通过二种方式来实现：一种从发电侧进行控制,发电机的出力使之不断满足负荷波动的需要；另一种是对负荷进行控制，如：通过投、切负荷也可以实现平衡负荷波动的需要，但这种调频服务是通过抑制用户的用电需求来满足平衡，不是电力市场的根本目的。

通过控制发电机出力来实现频率调整的手段有以下几种：（1）通过发电机组本身的调速器实现对频率偏差的跟踪，实现调频，称为一次调频;（2）运行人员手动改变机组出力水平，从而改变出力满足频率的需要;（3）通过自动发电控制（AGC）改变机组出力实现频率调整。

调频服务也是通过调整出力，满足负荷波动的需要，但调频出力满足的负荷平衡与备用调整出力不一样，调频是通过实时控制平衡的是不可预见的负荷波动，这种负荷波动是随机的或是突发、突变的。

2、无功、调压（AVC）辅助服务

电力市场上电能交易必须经过电网这个载体输送完成使发电、送电和用户形成一个系统，这个系统的正常运作是要满足一定的电能潮流分布的电磁规律,否则电力市场电能交易无法实现。而这种潮流分布的实现的一个重要条件，是要维护电网中的各节点的一定的电压压降来实现。

无功的转输将引起线路的损耗加大，因此电力市场中无功讲究就地平衡，一般情况下不采用远距离输送，就地平衡手段为各种无功源。

电压调节主要是通过各发电厂的励磁系统、各变压器抽头进行调节。无功辅助服务作为一种能量产品，也可细分为：无功电量、无功备用和无功负荷跟踪水平等。

3、备用辅助服务

备用服务是指并入电网的发电机组为未来系统负荷各种波动变化而留有的一定（预留）的容量，这种容量是可调但又没有加载的（在某时段上被加载后则成为调峰或调频容量），为系统某种条件下需要服务的。机组备用服务根据其服务性质来分又可分为，为应付突变负荷的调频备用服务；为预应付可预见负荷的调峰备用，具体又可划分定义如下：

对于不可预见负荷的波动，电力市场中可以通过设置以下几种备用加以平衡。

（1）AGC二次调频容量备用：由于机组调速器存在的频率死区，调速器本身对系统的小负荷波动没有调节能力。而对整个系统而言，系统负荷的实时偏差是需要平衡的，这是需要系统调度中心根据实时检测到的实时偏差值（AEC），发送给指定的AGC机组，通过实时改变AGC机组的功率P给定值，实时填补调节负荷偏差。由市场调度指定作为实时平衡的机组预留备用的容量部分，就是AGC二次调频备用。AGC调频容量是在线实时的，反应最灵敏，快速的备用容量，是最优质的备用服务，也是最高层次的备用，它向下具有兼具备用的作用。

（2）旋转备用（一次调频备用）：当系统出现较大负荷缺失或扰动时，系统需要通过修改调速器指令或调速器调节特性本身来快速平衡负荷偏差。为快速平衡系统较大扰动而预先留有的在线运行备用容量称“旋转备用”。

对于“旋转备用”的定义，目前电力市场研究中各类专家、文献各有定义，理解不一，有按是否在线运行定义的，有按机组爬坡速率或机组加载速度定义的,说法不一，五花八门。