基于超额风电自行消纳的有偿调峰服务市场交易理论研究

负荷低谷期大量弃风正成为电网运行的普遍现象，其根源在于现有的上网电价制度和调峰定价机制无法激励发电企业调峰，进而难以引导调峰电源与风电之间的协调建设。而在不改变现有上网电价制度的前提下，建立风电企业参与的有偿调峰服务市场是解决风电大规模并网后调峰难题的最佳手段。.以我们提出的风电场"超额风电"自行消纳理论为基础，通过超额风电确定机制的研究，以明确各风电场的调峰需求；通过三种不同模式市场交易理论的研究，为风电场超额风电消纳平台的建立提供理论支撑；通过仿真研究，验证所建立交易理论的有效性；通过与现场运行人员的协作，反复推究，最终建立起较为完整的有偿调峰服务市场交易理论。.该研究成果可为我国电网运用市场化方式来解决大规模风电并网所带来的调峰难题提供理论基础。

2011~2014年，我国三北地区弃风超过550亿度，造成了巨大的清洁能源的浪费，主要原因在于电网调峰能力不足，尤其是冬季供暖期供热机组因供热而不得不高负荷运行，造成风电上网空间大幅减少，从而形成了严重的“风热冲突”现象。.项目的立项初衷是设计一个较为完整的、风电参与的有偿调峰服务市场交易体系，以激励火电机组主动提供调峰服务参与风电消纳，并提供便利的交易方式。然而，研究过程中发现，在现有国家政策下，在弃风时段，理论上讲火电的调峰能力应该已经被充分利用，故而不应再有调峰潜力去与风电进行调峰交易以消纳弃风电力。这样，缺乏了交易对象，调峰交易体系的设计就成了无米之炊，也就难以设计可行的、具体的调峰交易机制和定价方法。.针对该问题，项目组调整了研究方向，根据对问题的认识，把研究重点转移到“面向风电消纳的热电厂灵活运行相关基础理论研究”之上，并将调峰交易机制的研究作为其中的一个制度支撑点。.新方向针对“风热冲突”问题的解决展开研究，首次在国内提出热电厂通过配置蓄热罐或电锅炉的方式实现灵活运行提高调峰能力进而消纳风电场弃风电力的解决方案，并对该方案进行了深入研究，获得了如下创新性结果：① 建立了方案的调峰能力增量计算模型，验证了热电厂配置蓄热罐和电锅炉对提高其调峰能力的有效性，从而论证了方案的技术可行性；② 建立了方案的国民经济性评价模型，论证了方案的经济可行性，并通过与抽水蓄能方案、风电供热方案的对比，明确了各类消纳方案的优先级别；③ 建立了含灵活运行热电厂的电力系统电热综合优化调度模型，模型中考虑了风电的不确定性，为未来调度运行决策和仿真分析提供了有效工具； ④ 设计了灵活运行热电厂与风电场的调峰交易定价机制，以激励热电厂与风电场进行交易的主动性，从而为方案的最终实现提供制度支撑；⑤设计了基于调峰能力分析的电网弃风情况评估方法，有效地支撑了方案有效性的评估。.上述研究为当前“风热冲突”问题的解决探索出了一条有效的、经济的可行路径，也为实现风电和热电友好发展提供了理论支撑；同时，也为决策者规划未来风电发展水平、选择风电消纳手段提供了参考依据。