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引言

建設(shè)跨省跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)，是統(tǒng)籌解決我國(guó)資源與負(fù)荷分布不均衡、促進(jìn)清潔能源在全國(guó)范圍內(nèi)消納的重要手段。互聯(lián)電網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)巨大效益［1］：①保障大容量機(jī)組、大水電、核電、可再生能源開發(fā)和利用，提高能效，降低運(yùn)行成本；②減少系統(tǒng)備用容量，推動(dòng)多種電源互補(bǔ)調(diào)劑，節(jié)省發(fā)電裝機(jī)；③實(shí)現(xiàn)能源資源的大范圍優(yōu)化配置，有利于競(jìng)爭(zhēng)性能源電力市場(chǎng)拓展；④提高電網(wǎng)整體效率和安全可靠性。我國(guó)大電網(wǎng)互聯(lián)起步比發(fā)達(dá)國(guó)家約晚20年，目前仍處于較快發(fā)展時(shí)期。總結(jié)國(guó)際大電網(wǎng)，尤其是北美、歐洲、俄羅斯等國(guó)家和地區(qū)的電網(wǎng)發(fā)展規(guī)律與特征［2］，對(duì)我國(guó)電網(wǎng)在以新能源快速發(fā)展為標(biāo)志的能源電力變革時(shí)代實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展具有重要借鑒意義。基于互聯(lián)電網(wǎng)的重要作用，不少學(xué)者對(duì)跨區(qū)電力市場(chǎng)交易進(jìn)行了思考及研究：文獻(xiàn)［3］結(jié)合歐洲電網(wǎng)互聯(lián)運(yùn)行構(gòu)架和交易機(jī)制的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為全國(guó)電力市場(chǎng)交易體系建設(shè)提供了借鑒；文獻(xiàn)［4］提出了跨區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)市場(chǎng)化運(yùn)行的保障要素；文獻(xiàn)［5］系統(tǒng)性構(gòu)建了10種符合中國(guó)國(guó)情的電力市場(chǎng)體系模式，并進(jìn)行比較和研究；文獻(xiàn)［6］研究了區(qū)域電力市場(chǎng)的選擇及其運(yùn)營(yíng)模式。目前，學(xué)者們對(duì)于跨省聯(lián)網(wǎng)線路的運(yùn)營(yíng)方面研究相對(duì)較少，其主要依托國(guó)家發(fā)改委《跨省跨區(qū)專項(xiàng)工程輸電價(jià)格定價(jià)辦法》予以明確。以輸電為主的聯(lián)網(wǎng)線路發(fā)揮的供電作用明顯，而以備用、聯(lián)絡(luò)為主的聯(lián)網(wǎng)線路利用小時(shí)數(shù)低，在互聯(lián)電網(wǎng)中仍有較大的挖潛空間。本文結(jié)合儲(chǔ)能的運(yùn)營(yíng)思路，針對(duì)備用聯(lián)絡(luò)型的聯(lián)網(wǎng)線路，提出跨省錯(cuò)峰交易模式及聯(lián)網(wǎng)線路運(yùn)營(yíng)模式，并以閩粵聯(lián)網(wǎng)工程為例，分析錯(cuò)峰交易時(shí)段及交易規(guī)模，促進(jìn)兩網(wǎng)擴(kuò)大電力市場(chǎng)交易規(guī)模。

1跨省電網(wǎng)錯(cuò)峰交易模式及要求

1.1跨省電網(wǎng)錯(cuò)峰交易條件

不同省級(jí)電網(wǎng)間的電力負(fù)荷高峰存在一定的差異性，通過跨省電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)后，聯(lián)合運(yùn)行電網(wǎng)的總負(fù)荷必定不超過各省電網(wǎng)負(fù)荷的數(shù)學(xué)疊加，因此，省級(jí)電網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行具有錯(cuò)峰效益［7］。省間負(fù)荷差異越大，則聯(lián)網(wǎng)后兩省的錯(cuò)峰效益規(guī)模越為明顯。發(fā)揮跨省聯(lián)網(wǎng)工程的錯(cuò)峰效益，可以優(yōu)化高峰時(shí)段負(fù)荷需求，適度降低全省系統(tǒng)備用容量，節(jié)約全社會(huì)投資成本。開展電力錯(cuò)峰交易具有一定的條件，主要表現(xiàn)為以下3個(gè)方面。（1）聯(lián)網(wǎng)線路功能定位。省間電網(wǎng)互聯(lián)是開展電力市場(chǎng)的必要條件。開展電力錯(cuò)峰交易，主要適用于以聯(lián)絡(luò)或備用為主的聯(lián)網(wǎng)功能定位。此種條件下，省間主要結(jié)合各自負(fù)荷特性差異情況，進(jìn)行錯(cuò)峰送電，共同優(yōu)化兩網(wǎng)負(fù)荷曲線，凸顯線路的錯(cuò)峰效益。而對(duì)送電功能為主的聯(lián)網(wǎng)線路而言，送端省與受端省潮流方向固定，主要是實(shí)現(xiàn)削峰的價(jià)值。（2）存在跨省交易電價(jià)的優(yōu)惠空間。省間電力市場(chǎng)交易主要以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向，在具備跨省交易電價(jià)優(yōu)惠的條件下，才能形成跨省電力交易合同。一般而言，跨省購(gòu)電需要承擔(dān)兩級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)和聯(lián)網(wǎng)輸電價(jià)格，跨省購(gòu)電價(jià)格比省內(nèi)交易電價(jià)要高。但由于不同省份分時(shí)電價(jià)政策差異，現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格存在較大差別，需要存在特定時(shí)段的跨省購(gòu)電價(jià)低于省內(nèi)電價(jià)的情況，才能促成錯(cuò)峰電力交易。（3）政策機(jī)制支撐。結(jié)合跨省電力聯(lián)網(wǎng)工程的建設(shè)，逐步完善省間電力市場(chǎng)交易機(jī)制，支持和鼓勵(lì)兩省市場(chǎng)主體參與省間市場(chǎng)錯(cuò)峰交易，并確保合理的錯(cuò)峰交易盈利空間。在具備上述條件的跨省聯(lián)網(wǎng)工程線路中，可積極探索并擴(kuò)大省間電力市場(chǎng)交易，加強(qiáng)跨省電網(wǎng)聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行，將錯(cuò)峰電力轉(zhuǎn)換為減少全省裝機(jī)的容量效益，提升跨省聯(lián)網(wǎng)線路的利用效率。

1.2跨省電力交易模式

跨省電力交易模式［8］主要是雙邊交易和集中交易2種模式。雙邊交易主要是參與交易的跨省市場(chǎng)主體通過雙方洽談協(xié)商，開展電力交易的機(jī)制，以中長(zhǎng)期交易為主。集中交易是市場(chǎng)主體通過交易機(jī)構(gòu)統(tǒng)一集中開展交易，一般以短期交易為主。雙邊交易模式［9］主要有2種方式：一種是由2省電力公司或者代理機(jī)構(gòu)，代理本省統(tǒng)一開展購(gòu)售電協(xié)商，形成跨省輸電交易方式；另一種是由2省市場(chǎng)主體進(jìn)行直接對(duì)接協(xié)商，達(dá)成協(xié)議后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將結(jié)果提交至電力調(diào)度、交易機(jī)構(gòu)進(jìn)行安全校核和執(zhí)行。集中交易［10］主要是市場(chǎng)主體在交易平臺(tái)上開展競(jìng)價(jià)與出清，達(dá)成電力交易協(xié)議的機(jī)制。以輸電線路的容量約束條件為前提，形成跨省聯(lián)合出清交易結(jié)果。

1.3電力交易結(jié)算機(jī)制

電力市場(chǎng)結(jié)算主要分為電力批發(fā)市場(chǎng)結(jié)算（電力中長(zhǎng)期交易）和電力零售市場(chǎng)結(jié)算（電力現(xiàn)貨交易），二者相對(duì)獨(dú)立開展。電力批發(fā)市場(chǎng)結(jié)算按照日清月結(jié)，即按日出具清算臨時(shí)結(jié)算結(jié)果，按月發(fā)布正式結(jié)算依據(jù)；零售市場(chǎng)結(jié)算，按月出具電力市場(chǎng)結(jié)算依據(jù)［11］。除本省統(tǒng)一代理購(gòu)售電模式外，在市場(chǎng)主體集中競(jìng)價(jià)方式下，可能存在購(gòu)售電合同交叉的情況。電力交易機(jī)構(gòu)實(shí)際結(jié)算時(shí)，應(yīng)按實(shí)際跨省輸送電量進(jìn)行結(jié)算。例如G省A用戶向F省X電廠購(gòu)電5億kWh，F(xiàn)省B用戶向G省Y電廠購(gòu)電3億kWh，若兩個(gè)合同電量的購(gòu)售電時(shí)段相同，則實(shí)際F省向G省輸電量約2億kWh，合同實(shí)際結(jié)算輸配電價(jià)時(shí)，應(yīng)按照實(shí)際輸電量2億kWh進(jìn)行結(jié)算。按照上述原則，假定t時(shí)段，F(xiàn)省第i個(gè)用戶簽訂的合同電價(jià)為Fi，用電量為Qi，G省第j個(gè)用戶簽訂的合同電價(jià)為Gi，用電量為Qj，對(duì)應(yīng)的F省、G省、聯(lián)網(wǎng)線路的輸電價(jià)分別為Efi、Egi、Em。合同電價(jià)為出廠側(cè)電價(jià)，交易機(jī)構(gòu)向電廠支出的結(jié)算電價(jià)Ed見式（1）：Ed=iΣFi·Qi+jΣGj·Qj（1）若按照用戶側(cè)合同電價(jià)疊加輸網(wǎng)加價(jià)的情況進(jìn)行分析，則交易機(jī)構(gòu)與用戶側(cè)結(jié)算的價(jià)格Ey為式（2）：Ey=iΣ（Fi+Efi+Egi+Em）·Qi+jΣ（Gj+Efj+Egi+Em）·Qj（2）由于兩網(wǎng)實(shí)際交易時(shí)，存在輸送電量低于合同電量的可能性，即交易過程在本省電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)部分電量自平衡。假設(shè)聯(lián)網(wǎng)線路計(jì)量的G省送電量為Qg，F(xiàn)省送電量為Qf，則有式（3）：Qg≤iΣQiQf≤jΣQj直接按照出清電價(jià)疊加輸配電價(jià)的情況下，存在輸配電價(jià)收取過多、結(jié)算盈余的可能性。故式（2）中，用戶側(cè)結(jié)算價(jià)格修正Eys表示為式（4）：Eys=Ey-iΣ（Egi+Em）·Qi+（Eg+Em）·Qg-jΣ+（Efj+Em）·Qfi+（Ef+Em）·Qf=iΣ（Fi+Efi）·Qi+jΣ（Gj+Egj）·Qj+（Eg+Em）·Qg+（Ef+Em）·Qf（4）式中：Eg、Ef分別為兩省聯(lián)網(wǎng)對(duì)應(yīng)的交流電壓等級(jí)輸配電價(jià)。由用戶側(cè)結(jié)算電費(fèi)扣除電廠結(jié)算電價(jià)費(fèi)用后，電力交易機(jī)構(gòu)分別結(jié)算給F省電網(wǎng)、G省電網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)線路的輸電費(fèi)用為式（5）～（7）：F省電網(wǎng)：Eyf=iΣEfi·Qi+EfQf（5）G省電網(wǎng)：Eyg=ijΣEgj·Qj+EgQg（6）聯(lián)網(wǎng)線路：Eym=Em（Qg+Qf）（7）分析結(jié)果表明，跨省電力交易實(shí)際結(jié)算時(shí)，省級(jí)電網(wǎng)輸配電價(jià)結(jié)算機(jī)制為本省交易用戶的用電量輸配電費(fèi)，疊加本省電廠跨省送電量的輸電價(jià)格。跨省聯(lián)網(wǎng)線路輸電價(jià)格結(jié)算機(jī)制為實(shí)際輸送電量與單位輸電價(jià)格的乘積。

2儲(chǔ)能式的聯(lián)網(wǎng)線路運(yùn)行模式

2.1聯(lián)網(wǎng)線路運(yùn)行思路分析

以備用或聯(lián)絡(luò)為功能定位的聯(lián)網(wǎng)線路，一般具有互為備用、相互支援等方面作用，可等效為省級(jí)電網(wǎng)外接1個(gè)大型儲(chǔ)能電站。與儲(chǔ)能電站相比，該類聯(lián)網(wǎng)線路工程可發(fā)揮作用與儲(chǔ)能基本類似，均具有負(fù)荷、電源雙重特性，并可起到調(diào)峰、備用作用。兩者最大的區(qū)別主要是，儲(chǔ)能依托自身庫(kù)容進(jìn)行充放電，運(yùn)行過程需要保證充放電平衡；聯(lián)網(wǎng)線路工程依托省級(jí)電網(wǎng)供電及受電能力，在合理調(diào)度安排下，可持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間輸電或者受電。但聯(lián)網(wǎng)線路一般受到兩省電網(wǎng)隔離作用（避免事故擴(kuò)大），無(wú)法對(duì)兩個(gè)電網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)壓等快速調(diào)節(jié)作用，主要適用于大容量、穩(wěn)定輸送電量的場(chǎng)景。結(jié)合儲(chǔ)能站的功能作用，備用聯(lián)絡(luò)型聯(lián)網(wǎng)線路可考慮的運(yùn)行思路主要包括2方面：①為2省電力系統(tǒng)提供備用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的備用功能；②從2省電力交易中，發(fā)現(xiàn)電力市場(chǎng)差價(jià)，以“低充高放”的儲(chǔ)能式運(yùn)營(yíng)思路，參與省間電力市場(chǎng)交易，實(shí)現(xiàn)省級(jí)電網(wǎng)間的錯(cuò)峰供電。

2.2聯(lián)網(wǎng)線路的運(yùn)營(yíng)模式

跨省聯(lián)網(wǎng)線路由國(guó)家發(fā)改委按照合理的收益率核定容量電價(jià)或者輸電價(jià)格。容量電價(jià)由2省電網(wǎng)按比例進(jìn)行合理分?jǐn)偅旊妰r(jià)格則根據(jù)實(shí)際輸電量進(jìn)行收取。以備用或聯(lián)絡(luò)為主的聯(lián)網(wǎng)線路，年輸電量利用小時(shí)數(shù)很小，該類型線路主要發(fā)揮2省備用、聯(lián)絡(luò)、支援等方面作用，社會(huì)效益明顯，但實(shí)際利用效率相對(duì)較低。為滿足項(xiàng)目投資回收要求，線路實(shí)際運(yùn)營(yíng)時(shí)，接受調(diào)度指令發(fā)揮備用作用，通過容量電費(fèi)回收保障合理的收益水平。在具備錯(cuò)峰交易條件的省級(jí)電網(wǎng)中，拓展省間電力交易是未來(lái)全國(guó)電力市場(chǎng)建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。跨省聯(lián)網(wǎng)線路運(yùn)營(yíng)公司在電力市場(chǎng)中，主要的運(yùn)營(yíng)模式有2種。（1）被動(dòng)參與市場(chǎng)交易。2省電力市場(chǎng)主體可通過聯(lián)網(wǎng)線路進(jìn)行直接對(duì)接協(xié)商交易或者集中式交易，聯(lián)網(wǎng)線路運(yùn)營(yíng)公司根據(jù)交易合同情況，按照調(diào)度指令輸送電量，滿足電力市場(chǎng)交易履約要求，并根據(jù)結(jié)算機(jī)制收取跨省輸電費(fèi)用。（2）主動(dòng)參與市場(chǎng)交易。除2省市場(chǎng)主體可參與省間電力市場(chǎng)交易外，聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司也可成立售電公司，同時(shí)作為送端省的購(gòu)電主體和受端省的售電主體，或者作為2省市場(chǎng)主體的集中購(gòu)電代理商。聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司主動(dòng)從現(xiàn)貨市場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)2省市場(chǎng)差價(jià)，按照儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)模式，實(shí)現(xiàn)“低充高放”運(yùn)營(yíng)。但與儲(chǔ)能有區(qū)別的是，聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)公司需要同時(shí)保障售電合同與購(gòu)電合同，運(yùn)營(yíng)過程相對(duì)復(fù)雜，但可帶來(lái)輸電以外的交易收益。

3儲(chǔ)能式的聯(lián)網(wǎng)線路運(yùn)行模式

以閩粵聯(lián)網(wǎng)為例，開展對(duì)閩粵2省的錯(cuò)峰市場(chǎng)交易模式研究。廣東和福建同處于沿海地區(qū)，電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷特性等相似但又有所不同，具備錯(cuò)峰交易的條件。2022年在建的閩粵聯(lián)網(wǎng)線路功能定位為“互補(bǔ)余缺、互為備用、緊急事故支援”，在物理上實(shí)現(xiàn)了閩粵互聯(lián)，并可為2省擴(kuò)大電力市場(chǎng)交易創(chuàng)造了條件。

3.1閩粵兩省電價(jià)機(jī)制

我國(guó)已出臺(tái)政策取消煤電上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)和工商業(yè)目錄電價(jià)，由電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形成電價(jià)。為評(píng)估2省的電價(jià)差異，以取消前的電價(jià)作為平段電價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。發(fā)電基準(zhǔn)電價(jià)方面，福建省發(fā)電基準(zhǔn)電價(jià)為0.3932元/kWh，廣東省為0.4530元/kWh。工商業(yè)電價(jià)方面，福建省以福州、廣東省以廣州為例，對(duì)比分析可知，廣東省發(fā)電價(jià)格和用電價(jià)格總體上高于福建省。結(jié)合2省的分時(shí)電價(jià)政策機(jī)制，峰谷時(shí)段各不相同，以10kV單一制用戶為例，2省分時(shí)段電價(jià)情況如圖1所示。其中廣東省7月～9月以及其他月份高溫天氣執(zhí)行尖峰電價(jià)政策。由圖1可知，閩粵2省用電價(jià)存在較大的差異，其中8∶30～12∶00、14∶00～21∶00時(shí)段，2省的用電電價(jià)差異尤為明顯，為閩粵2省錯(cuò)峰交易提供了可能。

3.2閩粵2省錯(cuò)峰交易模式

研究閩粵2省規(guī)劃的電源裝機(jī)方案均能滿足本省用電需求，閩粵聯(lián)網(wǎng)線路最大輸送容量為200萬(wàn)kW，在功能定位基礎(chǔ)上可發(fā)揮錯(cuò)峰電力市場(chǎng)交易作用。按照儲(chǔ)能式“低充高放”的運(yùn)營(yíng)模式，結(jié)合2省電價(jià)機(jī)制，最大限度發(fā)揮閩粵聯(lián)網(wǎng)工程輸電作用。理論計(jì)算上，2省錯(cuò)峰市場(chǎng)交易的日交易電量最大約2700萬(wàn)kWh，年最大交易電量可達(dá)約76.65億kWh，具備經(jīng)濟(jì)輸送條件的錯(cuò)峰交易時(shí)段及交易規(guī)模情況具體見表2。結(jié)合錯(cuò)峰交易情況，以福建側(cè)送電廣東的功率為正值，廣東側(cè)送電福建的功率為負(fù)值，則日電力錯(cuò)峰交易功率曲線見圖2。在2省清潔電源可完全消納的情況下，閩粵聯(lián)網(wǎng)線路運(yùn)行的日輸送功率換向2次即可滿足運(yùn)行要求（即10∶00換向1次、19∶00換向1次）。

3.3運(yùn)營(yíng)效益分析

按照閩粵2省理論的錯(cuò)峰交易規(guī)模及電價(jià)空間進(jìn)行測(cè)算，通過省間電力市場(chǎng)交易后，2省理論上存在的年最大效益空間約為14.54億元，主要由閩粵聯(lián)網(wǎng)線路、2省市場(chǎng)主體共同分享。對(duì)于閩粵聯(lián)網(wǎng)線路運(yùn)營(yíng)公司而言，若采用“被動(dòng)參與市場(chǎng)交易”模式，則主要收取輸電費(fèi)用，年均輸電收益約7000萬(wàn)元～8000萬(wàn)元左右，相比線路總投資32億元而言，輸電效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足；若采用“主動(dòng)參與市場(chǎng)交易”模式，通過“低充高放”的儲(chǔ)能式運(yùn)營(yíng)思路，發(fā)現(xiàn)兩網(wǎng)電力市場(chǎng)價(jià)差，則除輸電費(fèi)用收益外，可額外獲取電力市場(chǎng)交易的差價(jià)收益，有望進(jìn)一步提升運(yùn)營(yíng)收益水平，達(dá)到線路投資回收的收益要求。對(duì)全社會(huì)而言，通過聯(lián)網(wǎng)線路擴(kuò)大市場(chǎng)交易，可實(shí)現(xiàn)2省電力資源在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置，降低企業(yè)用電成本，提升設(shè)備利用效率，促進(jìn)社會(huì)效益最大化。

4結(jié)語(yǔ)

碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，我國(guó)將步入構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的全新階段。跨省互聯(lián)電網(wǎng)建設(shè)為新型電力系統(tǒng)提供了重要支撐，有利于在全國(guó)范圍內(nèi)統(tǒng)籌能源資源配置。以備用、聯(lián)絡(luò)為主的聯(lián)網(wǎng)線路設(shè)備利用率低，具有進(jìn)一步挖潛的空間。本文分析了跨省互聯(lián)電網(wǎng)開展錯(cuò)峰交易的運(yùn)行條件、交易模式以及電價(jià)結(jié)算機(jī)制，并以聯(lián)網(wǎng)線路運(yùn)營(yíng)公司的角度，提出類似儲(chǔ)能的“低充高放”運(yùn)營(yíng)模式。結(jié)合閩粵聯(lián)網(wǎng)工程的實(shí)例，分析了閩粵2省錯(cuò)峰交易的可行性及錯(cuò)峰交易規(guī)模和效益。研究表明，儲(chǔ)能式的錯(cuò)峰交易運(yùn)營(yíng)模式可適用于備用聯(lián)絡(luò)型跨省聯(lián)網(wǎng)線路，有助于實(shí)現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置，提高聯(lián)網(wǎng)線路的利用效率，促進(jìn)社會(huì)效益最大化。

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作者：姚德全 陳衛(wèi)中 鄭寧敏 陳世勇 鄭子墨 單位：中國(guó)電建集團(tuán)福建省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司 閩粵聯(lián)網(wǎng)電力運(yùn)營(yíng)有限公司