电力辅助服务是如何定义的？（附股）！

电力辅助服务如何定义？

辅助服务泛指实现电能传输和实时平衡所需的一切措施。 主要用于保证供电可靠性和电能质量。 世界各国由于电力能源市场结构和模式的不同，对辅助服务的定义和分类也不同。 不完全是。 其中，我国采用排除法提供定义，而美国和欧洲则直接通过前向法提供定义。

中国：辅助电力服务是指火电、水电、核电、风电、光伏发电、光热发电等除正常电力生产、输送和使用外，为维护电力安全稳定而提供的服务。规范电力系统运行，保障电能质量，促进清洁能源消费。 、抽水蓄能、自备电厂等发电侧并网实体，电化学、压缩空气、飞轮等新能源存储，传统高能工业负荷，工商业可中断负荷，电动汽车充电网络等可响应电力调度指令。 可调负荷提供的服务（包括通过聚合商、虚拟电厂等方式聚合）（定义见国家能源局2021年发布的《电力辅助服务管理办法》）。

美国：考虑控制区域及其内的输电公用事业公司有义务维持互连输电系统的可靠运行，以支持从卖方到买方的电力传输（FREC 定义）。

欧洲：由独立输电组织承包的一系列功能，以确保电力系统的安全（由欧洲输电系统运营商联盟 ENTSO-E 定义）。

需要注意的是，辅助服务市场是围绕电能市场设计的，以维持系统的稳定运行。 从定义上看，辅助服务是为保证电能正常生产、输送和使用而设立的电力服务类别。 本质上，辅助服务产品与电力商品之间存在一定的“主从关系”。 电能市场可实现的功能无需重新设计相关辅助服务品种。 辅助服务市场的交易机制也必须严格围绕电能市场设计，主要体现监管价值。 其产品使用过程中发生的电能变化需按照电能市场相关规则进行结算，结算费用不纳入辅助服务成本统计。

电气辅助服务产品有哪些类别？

尽管世界各国对辅助服务的定义不同，但各国辅助服务的类别和产品大体相同，但细节上有所不同。 辅助服务按性质可分为三类：有功功率平衡服务、无功功率平衡服务和事故应急与恢复服务。 有功、无功平衡服务与电力行业的正常生产密切相关。 有功功率平衡服务用于确保电网频率处于稳定水平（即50Hz），无功功率平衡服务用于在系统层面维持电网各处的电压。 所需电压等级（如500kV、220kV、35kV等）。 事故应急及恢复服务是指在电网发生紧急或事故状态时，为维持电网稳定运行或为电网提供大停电恢复供电能力的相关服务。 我国《电力辅助服务管理办法》中的辅助服务类别和产品类型如下图所示。

主动余额服务

有功功率平衡服务主要包括调频和后备两类。 国内还提供调峰等辅助服务。 我国对有功功率平衡服务的定义也参考了欧美的定义方法。 根据响应速度，主要的有功功率平衡服务产品分为一次调频、二次调频和备用（有些国家也分别称为一次调频）。 备用、二级备用、三级备用，或者一次调频、二次调频、三次调频），本质上是要求机组预留一部分发电能力，以便当系统有功电量供需不平衡时，可以增加机组的发电量。 或者向下调整以满足系统有功功率平衡需要。 各种 FM、备份和其他辅助服务产品的定义和特征如下。

调频辅助服务

调频是指当电力系统频率偏离目标频率时，并网实体通过调速系统、自动功率控制等方法调整有功出力以减小频率偏差的服务。 在我国，调频分为一次调频和二次调频。 常见的调频辅助业务(AGC)一般是指二次调频。

一次调频是指常规机组通过调速系统自动响应，新能源、储能等并网主体通过快速频率响应提供的服务，当电力系统频率偏离目标频率时，调节有功功率输出，减少频率偏差。 对于常规机组，进行频率调节时，机组利用自身的调速器根据机组转速的变化，不断改变进风量或进水量，并随着频率的升降而自动调节输出功率。 这是单位的自然属性，与系统的供给和需求有关。 当不平衡时，机组维持其原始运行状态的惯性是相似的。 该服务通常针对系统中较小的负载波动进行平衡调整。 其主要功能是缓和电网频率的变化。 它是一种微分调节，其调节时间从几秒到几十秒不等。 由于目前电网中传统机组数量充足，且系统所需的一次调频量较小，一次调频基本上由发电机组免费提供。

二次调频是指当一次调频业务的调节量不能满足系统平衡调节需要时，通过调度进行全局控制。 并网实体根据系统所需的实际调节量，通过自动发电控制（AGC）系统跟踪电量。 调度机构发出的指令按照一定的调整率实时调整发电量，以满足电力系统频率和联络线功率控制要求。 二次调频执行过程中，调节指令将通过AGC系统自动发送至机组。 此时，火电机组的主蒸汽阀将进行动态调节，以增加或减少蒸汽量，从而使参与调节的机组共同增加或减少出力（通常是微调（例如，共有6台机组参与调节，每台调节出力的2%），二次调频的响应时间为秒级到15分钟左右。从交易方式来看，国外典型电力市场中，二次调频为通常通过市场化的方式购买，特别是在集中式电能市场中，二次调频市场通常与电能市场共同出清；而在“自行调度”的欧洲分散式电力市场中“自行调度、自行调度”由于“自调度、自平衡”双方无法预测系统辅助服务的需求，二次调频与电能市场的交易是相互独立的。

备用辅助服务

备用是指并网主体根据调度需求指令，为保证电力系统可靠供电，并在规定时间内响应调度指令，预留调节容量而提供的服务。 响应时间是备用辅助服务产品分类的重要因素。 不同国家对备用机组的调度习惯不同。 为适应我国电网调度和运行习惯，可采用15分钟和30分钟响应时间作为分级依据。 ，备件分为旋转备件和快速备件。 在欧洲一些国家，由于单循环燃气轮机数量较多，其备用辅助服务大多以10分钟响应时间作为划分不同备用类型的依据。 详细信息参见表1。

在旋转备用方面，当系统通过二次调频仍无法实现有功功率平衡时，调度机构将手动下达指令，调用正在运行的旋转备用机组，例如指定机组增产或减产。 一般来说，提供旋转储备的机组需要在15分钟内达到规定的输出水平。

快速备用方面，当系统内机组出力水平明显降低或负荷水平快速、大幅变化，且使用旋转备用资源后系统无法实现有功功率平衡时，调度机构将开始呼叫快速储备单位。 根据调度机构的要求，快速备份机组一般应在30分钟内达到规定的出力值。 国外快速备用机组大多为抽水蓄能电站，既可以提供旋转备用，也可以提供快速备用，一般可以在15分钟内达到规定出力值。 未来，当我国辅助服务市场成熟时，抽水蓄能电站也可以通过参与备用辅助服务市场获得收入。 此外，英国和美国还使用单循环燃气轮机提供备用辅助服务，通常可以在15分钟内从冷负荷升到满负荷。 此类燃气轮机发电极其昂贵，但它们仅在电网峰值负载期间发电。 ，具有极高的快速备份价值。

通过电力现货市场可以实现半小时以上时间尺度的系统有功功率平衡。 在此时间尺度下，现货市场有足够的时间裕度和调节能力来改变机组的产出状态，以满足系统平衡需求。 此外，还可以通过需求侧响应价格引导用户有序调整负荷水平。

调峰辅助服务

调峰辅助服务是指并网主体根据调度指令调整发电量或启停设备，以跟踪系统负荷峰谷变化和新能源出力变化而提供的服务。 新能源发展初期，新能源发电量不大，需要全额保消。 不许弃风弃光。 随着新能源的发展，其出力具有“反调峰”特性（在负荷低时出力较高），导致系统在负荷低时难以实现供需平衡。 一般来说，调峰辅助服务主要是指火电机组在低负荷时进一步降低出力水平，为新能源发电留出空间，保证系统带负荷运行。 供需处于谷底平衡。 我国调峰辅助服务可进一步细分为深度调峰和启停调峰。 但随着高峰负荷的增长和能源结构的变化，近年来部分省份出现了短期拉闸限电的情况。 因此，一些地区正在提供辅助服务。 服务中添加了新的巅峰品种。

深度调峰是指按照调度机构的指令，将发电机组的出力调整至深度调峰基准以下所提供的服务。

启停调峰是指火电企业根据调度指令，在核定的最低启动方式以下，在短时间内启停火电机组，以满足紧急需要或放弃发电空间的服务。在低谷时期。

需要看到的是，调峰是我国辅助服务市场特有的品种。 当发电侧没有分时电价信号时，调峰市场作为保证系统供需平衡的经济手段。 它是现货市场实际运行之前的一个过渡机制。 在国外，由于现货市场可以完全实现调峰功能，因此国外尚无调峰辅助服务产品。 国内现货市场运行后应及时停止调峰运行。

其他主动平衡辅助服务

近年来，主动辅助服务领域出现了一些分支，如惯性矩、攀爬等产品类别。 但通用的定义和标准尚未形成，产品也尚未成熟。 其中，转动惯量可以从一次调频中分解出来，快速爬升辅助服务仅在美国加州的辅助服务市场建立。 我国对转动惯量和爬坡辅助服务的定义如下：

转动惯量是指并网实体在系统受到扰动时，根据自身惯性特性，针对系统频率变化率提供快速正阻尼的服务，防止系统频率突变。

Ramp-up是指负荷调整率较强的并网实体根据调度指令调整出力，以维持系统功率平衡，以应对系统网短期较大变化的服务。新能源发电波动等不确定因素造成的负荷。 。

无功平衡服务

无功功率平衡服务是一种电压控制服务。 为了保证电力系统的电压稳定，并网实体根据电压、无功功率输出等进行控制和调节，通过自动电压控制（AVC）、调相操作等向电网提供电力调度员发出的指令。 通过注入、吸收无功功率或调整无功功率分配来提供的服务。 如果系统中缺少无功功率，电磁场就会减弱，电压水平就会下降。 系统中的电机、照明等电气设备将无法在额定工作条件下运行。 维持电网无功功率的目的主要是维持电网电压水平在系统所需的电压水平。

从采购方式来看，辅助服务中的无功相关产品一般不以市场化方式采购，因为无功平衡服务通常与电力系统本地运行特性（即维持所需的电压水平）相关。由于地域限制，需要特定地点的实体提供，无法在全网建立有效的竞争机制。 采购一般通过签订协议等方式进行。

无功平衡业务类型主要包括自动电压控制（AVC）和调相操作。 自动电压控制（AVC）是指利用计算机系统、通信网络和可控设备，根据电网实时运行情况，在线计算控制策略，对无功和调压设备进行闭环自动控制实现无功电压的合理分配。 调相运行是指发电机不发出有功功率，仅向电网输送感性无功功率的运行状态，起到调节系统无功功率、维持系统电压水平的作用。

事件响应和恢复服务

事故应急与恢复服务主要针对系统突发事件或大面积停电，包括稳定甩机服务、稳定甩负荷服务和黑启动服务。

稳定停机服务是指在电力系统发生故障且发电出力远大于负荷时提供的服务。 稳定控制装置正常工作后，发电机组自动与电网断开。

稳定切负荷（包括抽水蓄能电站切泵）服务是指当电网发生故障、负荷远大于发电出力时，安全自动装置正确动作，切断部分用户负荷，用户可以在规定的响应时间和条件下减少损失。 确保电力系统的安全稳定。

黑启动是指电力系统大面积停电后，由于电厂生产环节（如磨煤及输煤装置、水泵等）的影响，大部分电厂难以自行启动。 .)火电厂需要供电才能恢复生产。 在没有外部电源的情况下，如果支持，由具有自启动能力的发电机组、抽水蓄能、新能源储能等提供恢复系统供电的服务。黑启动电站应具有自启动能力发电机无需外接电源。 执行黑启动时，服务单位将首先向系统内其他不具备自启动能力的停运电厂供电，帮助其恢复并网发电，从而逐步扩大范围系统恢复，带动全网发电机组从故障中恢复正常生产。

目前，我国电力系统安全稳定运行领先世界。 几乎没有发生过大面积停电事件。 事故应急及恢复辅助服务应用概率极低，黑启动辅助服务基本不调用。 然而，概率低并不意味着它不会发生。 事故应急与恢复辅助服务作为保障系统的最后手段，是提升电网应急保障能力的关键环节。 其能力的提升和市场机制的不断完善，对于保障电网安全稳定运行、提高电力系统故障恢复能力至关重要。

电力辅助服务的成本结构

由于各种辅助服务提供的功能、提供方式以及对电能市场的影响不同，辅助服务的成本构成也不同。 辅助服务固定补偿机制下补偿价格的设定、市场化机制下限价的设定、随着市场体系的完善向用户侧设定辅助服务收费规模，都要求准确。辅助服务费用。 参考。

电力辅助服务成本主要分为三类：固定成本、可变成本和机会成本。

固定成本主要包括机组及变压器容量投资和专用设备投资。 例如，与仅参与电能市场相比，提供辅助服务可能需要增加机组和变压器容量以及调节、保护、通信、测量等设备和装置。

可变成本包括运营成本和维护成本，其随着所提供的辅助服务的数量而变化。 从运营成本来看，主要是燃料成本，如运营效率降低导致的煤炭消耗； 在维护成本方面，主要是由于机组偏离最佳运行工况和频繁运行而导致设备磨损增加和寿命缩短。

机会成本是指发电企业为了提供辅助服务而减少的电力收入或增加的收入和损失。 调频、旋转备用、超出一定范围的无功功率等辅助服务与电能存在替代关系。 当市场电能价格高于发电可变成本时，因提供辅助服务而减少的电能收入为辅助服务的机会成本。

调频、后备、无功、黑启动等辅助服务产品的成本构成如表2所示。不同国家或地区由于市场机制设计、运行条件、并网要求等差异，可能存在不同的成本。 一定的差异。

调频辅助服务成本情况分析

关于调频辅助服务的成本，即收费提供的二次调频（AGC）成本，从我国并网要求和市场运行状况来看，该成本主要由机会成本构成，而非固定成本或其他可变成本。

首先，在固定成本方面，国外机组并网时，不需要具备AGC调节能力。 部分单位若想参与二次调频市场，需要安装AGC等辅助设备，具备二次调频服务能力。 因此，存在固定成本。 我国《电网并网运行管理条例》（国家能源发展监管条例[2021]60号）规定：“发电侧并网主体应当按照规定具备相应的一次调频和自动发电控制功能。符合国家能源局派出机构的相关规定和要求以及无功服务能力。” 国内要求并网机组必须具备自动发电控制（AGC）能力，并且必须安装配套的“三遥（遥测、遥信、遥控）”系统及其他辅助设备。 与AGC调整相关的设备成本已包含在单位成本中，无需安装新设备。 其成本已纳入单位基本电价和电能市场限价机制中。 因此，我国在辅助服务定价时无需考虑这部分固定成本，避免重复补偿。

其次，在可变成本方面，主要包括电能市场增加的运营成本以及因提供辅助服务而增加的单位维护成本。 部分电能成本已按照电能市场机制作为额外发电量结算，不计入辅助服务成本； 机组维护成本的影响因素（磨损增加、机组寿命缩短等）较为复杂，需要较长的时间尺度（如20年或30年）才能准确量化成本情况。 如果机组的性能水平高，维护成本的增加量也可能不一样。 调频辅助服务的可变成本并不显着，短期内难以准确估计和正确定价。

第三，从机会成本来看，对于现货市场运行的地区，电能市场随着市场供需变化而产生时间序列价格信号。 机组二次调频的储备能力和提供服务的能力将影响其在电能市场的收益。 因此，机会成本就产生了。 调频辅助服务可根据机会成本准确定价，保证辅助服务共享与受益主体之间的公平； 对于不开展现货业务的地区，调度机构根据中长期分解的月度电量安排发电计划曲线，其电价通常不会随时间变化。 变化时，因提供调频辅助服务而减少的发电量将在月度或年度供电量内滚动平衡，且提供调频辅助服务时不产生机会成本（或者机会成本也可考虑为已补偿），因此未来在运行现货市场的前提下，调频辅助服务的定价缺乏科学依据。

辅助服务市场与电力现货市场强耦合。 两个市场之间既存在有功功率互补，又存在经济互斥。 辅助服务的成本必须反映在电力现货市场中。 没有电力现货市场，就无法准确确定辅助服务需求和成本，自然也就无法准确确定辅助服务的价格范围。 在当前经济、社会和能源行业绿色转型的过程中，系统需要越来越多的辅助服务。 迫切需要深入研究辅助服务的类型、原则和成本构成，优化辅助服务运营，确保市场准入和需求确定。 统一规范定价、限价设置等方面，加快建立健全辅助服务市场，形成科学合理的辅助服务价格和收费标准，抓住机遇逐步引导用户侧，鼓励灵活调整资源的投资和提供。 市场体系的不断完善，将增强电网安全可靠供电能力，促进新能源蓬勃发展，尽快建立新型电力体系。