面向新型电力系统灵活性提升的国内外辅助服务市场研究综述

　　我国传统辅助服务市场的参与主体与市场机制无法应对未来新型电力系统的灵活性挑战，当前面向电力系统灵活性提升的辅助服务相关研究尚缺乏国外成熟市场的经验总结，未全面提出新型电力系统辅助服务市场的发展思路。

　　上海电力大学电气工程学院的边晓燕教授团队在2023年第6期《电工技术学报》上撰文，从灵活性资源和市场设计角度综合提出面向新型电力系统灵活性提升的辅助服务市场发展思路。

　　首先从源网荷储角度对灵活性资源进行分类并作特征比较，分析国内外辅助服务市场中灵活性资源的应用现状与前景;然后从市场设计角度总结出辅助服务产品多元化、管理方式本地化、价格机制合理化与跨省区资源共享化的灵活性提升方案;最后提出面向灵活性提升的我国辅助服务市场发展思路。

　　研究背景

　　随着风电、光伏及主动负荷等不确定性资源的比重不断上升，仅依靠传统电源侧和电网侧调节手段，已无法满足新能源持续大规模并网消纳的需求，电力系统正面临着灵活性需求激增而灵活调节能力不足的挑战，需要统筹源网荷储侧资源，多维度提升系统灵活性。

　　一方面要挖掘不同环节的灵活性资源参与系统调节;另一方面要完善市场机制，给予资源一定的激励与补偿。电力市场辅助服务作为提升电力系统灵活性的手段之一，主要包括一次调频、自动发电控制、调峰、无功调节、备用、黑启动等。

　　然而，传统辅助服务主要由火电厂提供，调节能力有限且缺乏环保性，原有的辅助服务参与主体与市场机制已不能满足电力系统灵活性需求，亟需探索辅助服务提升电力系统灵活性的新途径。

　　论文所解决的问题及意义

　　该文综合考虑未来新型电力系统灵活性挑战下我国辅助服务市场的发展需求，对国内外最新文献和项目报告进行研究，从辅助服务角度探讨提升新型电力系统灵活性的思路，该文能够为新型电力系统下我国辅助服务市场的建设提供新思路，特别是为辅助服务提升系统灵活性提供研究方向。

　　论文方法及创新点

　　该文借鉴国内外最新研究成果与项目经验，提出面向新型电力系统灵活性提升的辅助服务发展思路。

　　首先分析新型电力系统的灵活性挑战以及当前我国辅助服务市场存在的问题;然后充分挖掘源网荷储侧多元资源的调节潜力，分析国内外辅助服务市场中灵活性资源的应用现状与前景;同时，由于市场制度决定了灵活性资源的配置效率，从市场设计角度，提出辅助服务产品多元化、管理方式本地化、价格机制合理化、跨省区资源共享化的灵活性提升方案;最后，在借鉴国外辅助服务市场建设及灵活性提升手段的基础上，切实考虑我国辅助服务市场建设的实际情况，提出未来面向灵活性提升的我国辅助服务市场发展思路。

图1 辅助服务市场发展整体思路

图2 灵活性资源特征对比

图3 北欧、美国德州、中国辅助服务产品

　　结论

　　该文针对面向灵活性提升的我国辅助服务市场总结出以下四点发展思路：

　　1)挖掘灵活性资源调节潜力，形成多元化辅助服务市场参与主体。鼓励并引导储能、可控负荷、电动汽车等多元资源参与辅助服务，进一步扩大市场主体范围，以市场化手段激励多元主体释放灵活调节潜力。

　　2)探索开发多元辅助服务产品。健全备用、调频等辅助服务产品类型，在新能源比例较高的地区，探索建立快速频率响应、快速爬坡等辅助服务产品。

　　3)输配结合管理辅助服务资源。引导更多配网中的分布式资源参与辅助服务市场，由DSO管理本地灵活性资源，TSO与DSO协同运营辅助服务市场。同时还应探索跨省区辅助服务市场，打破省间电力交易壁垒，实现跨区域资源合理备用。

　　4)完善辅助服务价格机制。采用市场竞争方式确定辅助服务的提供方，精细量化评估不同资源提供辅助服务的能力，因地制宜区分不同类别用电特性电力用户的分担标准，公平核算不同辅助服务对应的价格，根据“谁提供，谁获利;谁受益、谁承担”的原则，将辅助服务成本疏导至用户侧。

　　团队介绍

　　研究人员隶属于上海电力大学电气工程学院新能源电力系统与智能配用电研究所，该文通讯作者边晓燕博士、教授、IEEE Senior Member、Associate Editor of IET Generation,Transmission&Distribution，近年来，在IEEE Trans on Power systems、IET GTD、中国电机工程学报、电工技术学报、电力系统自动化、电网技术、电力自动化设备、高电压技术等期刊和国际会议上发表学术论文100余篇;申请发明专利56项、其中授权24项;参与国际标准3项，主持完成国家标准1项，参与国家标准5项;授权软件著作权5项。获得省部级科技进步奖6次。主持包括国家自然科学基金、上海市科委重点科技攻关、电网公司科技项目等20余项纵横向项目。

　　吴珊，硕士研究生，研究方向为电力系统灵活性、低碳电力技术等。

　　边晓燕，博士，教授，主要研究方向为新能源并网与消纳、电力系统稳定与控制、综合能源系统极端自然灾害防御与恢复等。

　　本文编自2023年第6期《电工技术学报》，论文标题为“面向新型电力系统灵活性提升的国内外辅助服务市场研究综述”。本课题得到国家自然科学基金青年科学基金资助项目的支持。