2024中國電力行業轉型概述建議目錄TOC\o"1-1"\h\u19386一、電力系統變革的驅動力 35758二、系統的靈活運行能力 530459三、電力系統轉型優先領域 77069四、模型方法 9535五、現貨市場和區域間電力交易 117539六、先進的系統靈活運行方案 1315155七、投資確定性 1515849八、可再生能源政策 1524475九、市場設計和行業規劃 161012十、國際影響 18本文概述了中國電力系統的現狀和正在進行的系統轉型，并對全球范圍內其他國家的電力系統轉型進行了概括；其次，報告對中國未來電力系統進行了模型預測分析，模型預測的展望年份到2035年。本報告根據模型結果探討了中國可能采取的不同政策和技術方案對未來電力系統的影響和貢獻。模型分析的結果可以為中國電力系統轉型提供參考。一、電力系統變革的驅動力在世界范圍內，隨著低碳、清潔成為能源可持續發展的必然要求，電力系統正在經歷深刻的變革。這種變革背后的基本驅動力有三個：首先，可再生能源特別是風能和太陽能，有望成為世界上許多地區成本最低的新增發電來源。時至今日，風電、光伏已經可以在風光資源豐富、融資成本低的區域與天然氣發電、甚至燃煤發電進行競爭——這導致電力供給側的變革。其次，電動汽車或屋頂光伏系統等分布式能源正在改變電力系統的價值鏈——需求側在系統中發揮更積極的作用，分布式發電正在成為集中式發電強有力的補充。第三，電力系統的數字化從輸電網向中低壓配電網絡擴展，甚至影響到單個設備——這種在供給側和需求側之間不斷加強的連接性為更加動態地匹配供給和需求提供了可能。這些趨勢可以結合起來并從根本上改變電力系統，從而實現供給側和需求側更強的整合，同時支持系統中波動性可再生發電裝機更快的增長（圖1）。圖1.未來數字化電力系統資料來源:IEA(2017d),DigitalisationandEnergy傳統電力系統是單向的，系統中各方均有明確分工定位；未來數字化電力系統是多向的，并且高度集成。“電力系統轉型”的概念即是描述為電力系統為響應上文所述新趨勢而產生的變化。電力系統轉型是一個主動過程，需要創建必要的政策、市場和監管環境，建立系統運行和有助于加速可再生能源投資的規劃方案，創造性的使用智能、高效、穩定和環境友好的技術方案——這些對于決策者來說必然是一項艱巨的任務。風電、光伏的快速發展中國的風能和太陽能發電裝機快速增長，隨著成本的進一步降低，風電、光伏裝機增長速度會更快。中國2018年新增光伏裝機4426萬千瓦。光伏裝機容量與2017年相比增加了34％，并占全球新增光伏裝機的53％。中國2018年新增風電裝機2059萬千瓦，風電總裝機容量達到1.84億千瓦。2018年，風能和太陽能新增裝機占中國全口徑電源新增裝機的52.9％——這些數據說明風電、光伏正在成為中國的主力電源。另一方面，中國風電和光伏發電量持續增加，棄電率持續下降。2018年風力發電量同比增長20％，棄風率全國平均水平為7％，同比下降5個百分點。2018年太陽能光伏發電量同比增長50％，棄光率全國平均水平為3％，同比下降2.8個百分點。風電、光伏成本的持續降低可能會進一步加快波動性可再生能源的發展。現階段中國的風能和太陽能光伏發電的投資回報高于燃煤發電，且政府承擔的額外成本一直是中國政策制定者密切關注的問題。由于近期中國的政策變化，各方已經下調了對2019年中國光伏發電裝機容量增長的預期。然而另一方面，如果風能和太陽能光伏發電與燃煤發電成本相當，那么它們的裝機增長可能會提速——中國目前已出現這種趨勢，中國政府也已公布了2019年風電、光伏無補貼試點項目。這將使得研究中國電力系統如何消納更多波動可再生能源更為必要。電力系統中存在高比例可再生能源在技術上是完全可以實現的。國際經驗表明在技術層面上，電力系統對波動性可再生能源的比例并沒有硬性約束。對于有些國家公布的風電、光伏系統占比限制，進一步研究已然表明這些限制是可以克服的。對于系統因風、光發電不斷增加、或風、光有別于傳統電源的特性而產生的變化和不確定性，技術上存在相應解決方案。經濟高效的實現波動性可再生能源的高占比需要系統性的解決方案。許多國家的經驗表明，傳統方法在波動性可再生能源接入方面并未采用系統性的解決方案——波動性可再生能源通常與系統的其他組成分開處理，且處理方式旨在使波動性可再生能源與傳統發電更相似。然而，這種傳統方法在可再生能源占比越來越高時變得越發低效，并且可能導致不必要的高成本和棄電現象發生。更為先進的方法則是基于系統視角更全面地轉變電力系統。這種解決方案的核心在于增加系統全方位的靈活運行能力。二、系統的靈活運行能力在許多情況下，受日常運行中波動性可再生能源對系統日益顯著的影響，決策者和系統規劃者需要考慮電力系統的靈活運行能力。系統能否在高比例波動可再生能源的情況下靈活運行，是電力系統轉型的核心，且對于確保現代電力系統的安全性至關重要。電力系統靈活運行能力主要是指電力系統能夠可靠且經濟有效地應對全時間尺度的供需平衡變化和不確定性，從確保電力系統瞬時穩定性、并支持長期供電安全。系統調節能力不足會降低電力系統的穩定性，或產生大量的棄電。重要的是，現有電力系統可能已考慮到應對波動性和不確定性的能力，但是對于系統靈活運行能力的需求可能會隨時間發生變化。這需要相應采取一系列投資、運營和政策手段，使現代電力系統調節能力更強，促進更為清潔、可靠、穩定、經濟的電力系統。電力系統的靈活運行能力是一個遠比電廠靈活性更為廣泛的概念。一般來講，在中國靈活性與燃煤電廠的靈活運行有關。但實際上，電力系統靈活運行的概念絕不局限于電力供給側——實際上，它包含了電力系統的所有資源——這些資源確保了系統在波動性和不確定性不斷增加的情況下高效穩定的運行。除發電廠外，還可以通過電網基礎設施，需求側響應和電力存儲來提供系統運行調節能力（圖2）。在具有較高波動性可再生能源占比的電力系統中，發電側以外的其他系統組成提供的系統靈活性極為關鍵。這也需要電力行業和其他行業的協同發展，典型例子是電動汽車的發展和部署。圖2.可以為系統靈活運行做出貢獻的資源資料來源:IEA(2018),WorldEnergyOutlook.注:DSO(distributionsystemoperator)為配電系統運營商;TSO(transmissionsystemoperator)為輸電系統運營商。電氣化、分布式能源、波動性可再生能源將拓寬系統靈活運行的資源范疇。波動性可再生能源發展的不同階段波動性可再生能源并網會對電力系統產生多種影響。這些影響并非突然出現，而是隨著波動性可再生能源滲透率的提高而逐步顯現。IEA根據隨著波動性可再生能源滲透率不斷增加時電力系統受到的影響，以及由此導致的并網問題，將波動性可再生能源對系統的影響劃分了不同階段：第1階段：部署少量波動性可再生能源發電，對系統基本沒有影響；只會造成極小的局部影響，例如在發電廠的并網點。第2階段：隨著波動性可再生能源發電容量的增加，負荷與凈負荷之間的變化日益明顯。改進系統運行方式以更充分地利用現有系統資源，通常足以滿足系統并網要求。第3階段：供需平衡難度更大，需要系統性地提高電力系統靈活性，而現有設施和改進運行方式難以滿足這一要求。第4階段：在某些特定時段（電力需求低、波動性可再生能源發電量高），波動性可再生能源發電量足以提供系統大部分電力需求——這種情況下需要對系統運行和監管方式做出改變。從運行的角度，這一階段涉及到電力系統在系統受到擾動后迅速響應的方式，因此這個階段與電力系統的穩定性有關。從監管的角度，這個階段可能涉及到規則調整，使波動性可再生能源發電也要向提供頻率響應服務，如一次調頻和二次調頻。第5階段：此階段增加波動性可再生能源意味著其發電量經常超過電力需求，如果沒有額外處理方式，將導致出現凈負荷的結構性過剩，增加棄電風險。將用電需求向波動性可再生能源發電量較高的時期轉移，以及通過電氣化創造新需求，可以解決這個問題。另外一種可能性是增加與相鄰系統的電力交換。在這個階段，某些時期的需求可能完全由波動性可再生能源發電供應，不需要火電提供負荷。第6階段：在這個階段，提高波動性可再生能源占比的主要挑戰是：在風能和太陽能可用率持續較低時（比如數周）如何滿足電力需求，以及供應不易于電氣化的應用需求。因此，這個階段需要季節性儲能，以及應用氫等合成燃料。三、電力系統轉型優先領域現有電力系統轉型為可再生能源高占比的電力系統需要考慮如下三方面因素：第一、系統運行和市場規則；第二、先進技術的部署；第三、更適合可再生能源發展的政策框架。這意味著中國需要一套全面的政策、市場和監管體系，從而更有效地將這三個層面聯系起來（圖3）。更為重要的是，上述措施的效果并不限于僅僅是波動性可再生能源并網，它們還有助于提高電力系統運營效率、減少環境影響、促進投資和競爭、并提高可靠性和穩定性。圖3.系統轉型的三個基本方面電力系統轉型、實現系統中高比例可再生能源的三個基本方面第一、改進系統運行方式是實現現有資產對電力系統轉型貢獻最大化的有力工具。系統運行策略包括先進的可再生能源發電預測，以及優化發電廠計劃和調度。此外，電力系統的新增服務（如輔助服務）可能越發重要，特別是在波動性可再生能源占比不斷增長的情況下。另外，盡管輔助服務市場是電力系統的關鍵組成部分，系統轉型最需要的市場機制是運作良好的短期（現貨）電力市場。現貨電力市場是系統更加動態地運行的基礎，并且能夠反映快速變化的電力供需關系。改進系統運行方式的另一個關鍵因素是擴大跨區域電力交易，從而實現更大范圍內的電力供需平衡。本報告詳細研究了上述兩個基本方面（見下文現貨市場和跨區域電力交易部分）。第二、部署均衡的靈活性資源組合對于電力系統的長期轉型過程至關重要。正如上文所述，多種技術方案可為系統提供靈活運行能力。目前更靈活地使用傳統發電資源，增加電網基礎設施為系統靈活運行提供了幫助。然而，數字化和分布式能源的興起為電力系統平衡供需提供了全新的選項。基于此，本報告進行了詳細的模型研究，將需求側響應、電力存儲、以及電動車作為提供系統靈活性的關鍵方案進行分析。第三、風電和太陽能光伏發電也可以有力促進電力系統的轉型。傳統的風電和光伏發電概念強調可再生能源產生的千瓦時電量，而不考慮這些可再生能源何時、何地產生電量。然而，隨著風電和光伏發電在系統中的影響越來越大，它們的部署需要考慮它們對系統提供的價值。本報告提出了系統價值的概念，用于從系統角度評估波動性可再生能源發電，并重點介紹了一些采用應用系統價值部署波動性可再生能源的國際案例。電力系統轉型需要在整個電力生產和消費價值鏈中進行協調變革。實際上，轉型過程甚至可能需要在電力系統中創建全新的角色，例如小規模的電力系統綜合服務商（典型例子是綜合服務商通過對電動車進行智能充電，從而為電網提供服務）。這也意味著僅僅關注與系統轉型相關的技術或經濟方面是不夠的。需要重新審視體制機制以及系統中不同利益相關者的角色和責任，并相應進行修改和調整。這對于制定中期和長期系統規劃尤其重要。在此，所有利益相關方必須確保規劃實體在透明的環境中運營，并在規劃執行過程中努力促進公平的市場準入和競爭。四、模型方法本報告提供了兩種不同情景用于描述中國電力系統轉型，模型展望年份到2035年。1IEA《世界能源展望》（WorldEnergyOutlook）。《世界能源展望》中詳細闡述了這兩個主要情景，新政策情景（NPS）和可持續發展情景（SDS）對中國未來能源領域發展的預測。2新政策情景（NPS）與中國正在進行的9號文框架下的電力體制改革相契合，因此該情景分析旨在讓人們了解中國現有的政策框架可能會對未來中國能源行業產生的遠期影響。在NPS中，2035年非化石能源占電力總裝機的60％和總發電量的50％，風能21％。NPS30美元/噸。可持續發展情景（SDS）提供了一個綜合方案，以實現可持續發展的一系列能源相關目標：應對全球氣候變化、環境友好、現代社會的能源普遍可及性、以及降低能源安全風險。SDS情景與2017年中國共產黨第19次全國代表大會上提出的“美麗中國”倡議相契合——“美麗中國”描繪了中國未來發展的總體藍圖。在SDS情景中，核能和可再生能源技術，特別是風能、太陽能和水力發電的裝機容量水平更高，化石燃料電力裝機較少，而且化石燃料發電裝機的15％應用了碳捕集與封存技術（CCS）。非化石能源在SDS情景中占電力總裝機的74％和總發電量的72％，其中風能和太陽能占35％。SDS100美元/噸。圖4.IEA《世界能源展望》中，2035年中國在新政策情景和可持續發展情景下的電力裝機機構和發電量結構 5% NPSSDSNPSSDSCapacitymix Generation90%80%70%60%50%40%30%20%10%

OthersSolarPVWindBioenergyHydroNuclearGasCoal相比于NPS，SDS情景中的可再生能源裝機比例更高、化石能源裝機比例較低本報告中對中國電力系統的模型分析基于WEO中的NPS和SDS情景并更進一步，進行了更為詳細的模型分析，以幫助理解展望年份（2035年）各種政策和技術方案的影響。本報告的模型分析強調了對于中國電力系統在2035年最為關鍵的影響因素，從而為政策制定確定重點關注領域。為實現這一目標，本報告建立了一個分區域的模型，其中包括對未來需求結構詳細的自下而上的分析，同時考慮到中國經濟未來可能的結構性變化。本報告中的NPS情景用于探索當前政策對電力系統轉型的價值，特別是針對引入現貨市場和提高跨省跨區電力交易等電力體制改革框架下的政策。NPS首先，對NPS的非靈活系統案例進行建模；之后，將分析提升系統效率的不同方案對于系統調節能力的貢獻。NPS分析主要針對改善系統運行和市場運行的措施。本報告中的SDS用于探索先進的系統靈活運行選項的重要性，特別是在需求側，以評估這些措施對于支持更深層次系統轉型的貢獻大小。同樣對SDS分析采用了兩步法：首先，建立非靈活系統案例；之后，系統中分別加入不同的靈活性選項以及靈活性方案組合，并分析了它們的影響。SDS提供了評估先進技術提供系統靈活性的框架。在這兩種情景下，模擬結果發現：增加電力系統靈活運行能力的措施對于高比例可再生能源接入、釋放電力系統轉型的潛力至關重要。五、現貨市場和區域間電力交易中國電力行業的市場化是當前的電力體制改革政策中的優先事項。目前，中國的調度遵循行政發電計劃和“三公”調度原則——每臺發電機組按照行政分配的特定指標發電，而不是在大多數國家的市場化電力系統中常見的經濟性最優的調度方式（即“經濟調度”）。電改9號文提出的有序放開發用電計劃是正在進行的電力改革的下一個關鍵步驟。國際經驗清晰的表明，運行良好的短期電力市場（現貨市場）是推動電力系統轉型的一項有力措施。在存在現貨市場的電力系統中，具有最低發電成本的發電廠優先發電（經濟調度）。在大多數設計中，滿足電力需求的邊際發電廠（最昂貴）的成本作為系統支付給所有發電廠的價格。現貨市場基于以下原因，成為推動電力系統轉型的有力政策工具：現貨市場解決了需要為不同發電廠分配發電量的問題，即不需要人為規定每臺發電機組的發電量。發電廠可以通過降低運營成本、提高靈活性來增強其盈利能力，并優化運營時間（以便在市場電價高時多發電，并在電價低時減少負荷）。現貨市場體現了電力在不同時間和地點的實際價值。現貨市場通常逐日、逐時都有不同的電價（在某些情況下甚至是每五分鐘電價變化一次）。市場設計還允許電網的每個不同位置或區域具有不同的價格——這意味著現貨價格突出了對于電力最寶貴的時間和地點價值。現貨市場的價格信號對于波動性可再生能源的系統接入至關重要。現貨市場的價格信號可以為電力中長期合同的制定提供指導。現貨市場的最大作用在于能夠發現準確的實時電力價格。如本報告所述，這些實時價格信息可用于指導電力中長期定價、引導新增發電投資、并有助于建立電力金融市場。現貨市場允許新參與者進入市場。具有設計良好的市場規則、充足流動性的現貨市場可以促進新參與者進入市場的積極性，例如需求側綜合服務商或提供電力存儲服務的商戶。將運行良好的現貨市場、利用率更高的跨省區輸電線路、以及有針對性的增加輸電網絡投資相結合，可以實現更高效的電力系統，并實現遠高于當前系統的可再生能源占比。2035年的NPS建模分析表明：通過改進調度方式和增加輸電線路互連水平，可以在基本不棄電的情況下實現波動性可再生能源發電量在系統中占比達到20％。因此，加速市場改革——特別是建立現貨市場和增加跨省跨區電力交易——是在波動性可再生能源份額不斷增長的情況下優化電力系統的重要優先事項。中國從”三公”調度原則向經濟調度的轉變將導致電力系統運營成本顯著降低，使得系統消納風能和光伏的能力提高。中國正在進行的引入經濟調度的市場改革將具有良好效益，并將極大地提高電力系統的環境友好性。針對NPS情景的詳細系統建模比較了兩種不同的調度方式：首先，使用“三公”調度原則的案例中，基于2017年統計數據將發電量分配給傳統發電；其次，使用經濟調度的案例中，按照最低運營成本調度發電廠，同時為天然氣發電保留一定的發電量。“三公”調度原則方式導致NPS情景下2035年系統運行效率低下，并有非常高的棄電率（全國風能和光伏發電總量的33％）。相比之下，改為經濟調度的系統在2035年可1130005％。此外，電力系15％（6.5億噸）。這些結果清楚地表明了在系統中引入經濟調度的重要性。中國引入現貨市場將是落實經濟調度，從而大幅提高系統效率、顯著降低棄電率的關鍵工具。反之，如果未能引入經濟調度或其他措施來減少化石燃料發電機組的行政分配發電量，將導致非常高的棄風棄光率。經濟調度的引入勢必會導致部分低效燃煤發電機組退出市場——這一過程可能需要政府進行主動管理。模擬結果表明，將中國電力系統轉變為經濟調度將對化石燃料發電產生重大影響，主要體現在運行時間下降，尤其是在波動性可再生能源裝機水平高的地區。這個問題需要有關部門關注，并可能需要專門制定相關政策以確保燃煤機組的有序退出。增加跨區域電力市場化交易可以大大提高系統效率和可靠性，但需要努力協調市場。推動電力市場化交易一直是中國電力體制改革的優先事項。時至今日，中國已經開展了跨省跨區中長期電力交易，旨在提高電力系統的整體效率，并通過區域間共享發電資源和備用服務從而提高各自電網的安全穩定性。然而現階段跨省跨區交易量并不是很大，并且仍然存在許多障礙。決策者需要繼續努力協調區域市場，以便實現互聯互通，同時鼓勵國有和私營發電廠的廣泛參與。更廣泛的區域間電力交易和更大規模的輸電網絡將產生可觀的經濟效益。模型結果表明：中國電力系統區域協調和電力交易具有顯著的經濟效益。模型中比較了兩個案例：一個案例假設2035年區域間輸電線路的實際利用率與2017年水平相當；另一個案例則假設輸電線路的輸電能力得以最優化、最大化的利用。最優化使用輸電線路的案例（考慮中國政府近期公布的新一批擬于2022年建成的特高壓輸電線路）與僅使用經濟調度的案例相比，總運營成本再減少3％（每年約600億人民幣），而全國平均棄電率從5％進一步下降到3％——這凸顯了增加跨區域電力交易的重要性及其可以帶來的巨大收益。更進一步，如果假設額外的輸電線路投資3，則會進一步降低運營成本約540億人民幣，并將全國平均棄電率降至接近于0。實現更多的跨區域電力交易也會對不同區域電廠發電設備利用率產生影響。發電成本更具經濟性的地區實現了發電機組利用率的提高，而成本競爭力較弱的地區將降低本地機組發電水平并從其他地區購買更便宜的電力。政策制定者應提前對這種變化有所準備，以便積極主動地應對這種轉變。總的來說，改善系統運營（經濟調度，跨省區電力交易）和額外輸電線路投資的綜合影響是每年將運營成本降低15％或約4200億人民幣。此外，每年的二氧化碳排放量減少了7.5億噸（圖5）。圖5.系統不具備靈活運行能力和系統具備靈活運行能力情況下運營成本比較，NPS，203545.0 35.030.025.020.015.010.05.00.0

NPS-Inflex NPS-Fullflex

Mt5443322110

CO2CarboncostCO2COCO2emission注:Mt=百萬噸;MWh=兆瓦時;O&M(operationandmaintenance)=運行和維護.4200億人民幣。六、先進的系統靈活運行方案電力系統的靈活運行能力是電力系統轉型、實現系統中波動性可再生能源高占比的基石。SDS情景中，波動可再生能源發電量占總發電量的35％。但是在中國的某些地區，這個比例則要高得多。例如在西北地區，波動性可再生能源發電占比達到73％。這需要前所未有的系統靈活運行能力，同時還要有確保系統穩定性的先進技術。依靠數字化帶來的技術進步，SDS情景可以實現在2035年可靠地接入非常高比例的波動性可再生能源，并且沒有明顯的棄風棄光現象。先進技術——借由數字化實現——減少了依靠發電側提供靈活性的需要。SDS情景中結合了很多更寬范疇的高級靈活性選項。這些都是基于中國未來電力需求的、詳細的、自下而上的模擬結果。對于先進技術為系統貢獻的靈活性進行如下假設：2035年，居民、商業、農業和工業部門的需求側響應可以提供3億千瓦系統靈活資源，主要包括了供暖、制冷、熱水、電器等。20352.2億輛，且實現智能充電——2.5億千瓦8000億千瓦時的電池儲能容量。15000萬千瓦的電力儲能。本研究對不同靈活性選項的收益和成本進行了量化——在所有情況下，2035年SDS中使用不同先進靈活性選項可為系統帶來的凈收益（圖6）。圖6.先進系統靈活性選項對于系統運行帶來的經濟效益，SDS，203580.070.060.050.040.030.020.010.0--10.0

BillionUSD/yearSDS-DSR SDS-Storage SDS-EV SDS-DSR+EV SDS-Storage+EV SDS-FullflexOPEX_fuel OPEX_carbon OPEX_otherO&M CAPEX_peakgeneration CAPEX_flexibilitymeasure 注：CAPEX（capitalexpenditure）為資本支出；OPEX（operationexpenditure）為運行支出。部署先進靈活性技術能夠為電力系統轉型帶來顯著效益。通過協同工作，上述系統靈活性選項可以極大地改善風能和太陽能光伏發電與電力需求之間的匹配。建模分析發現，這些靈活性選項可以減少3億千瓦對于發電側靈活性的需求，即SDS情景中，2035年化石燃料發電裝機容量的30％。與不存在上述靈活性選項的SDS情景下的案例相比，使用這些靈活性選項具有很高的成本效益。這些技術如果發揮最大潛力，將可以使每年系統凈節省總額達到約4300億人民幣——這既考慮了運營成本的降低（包括模型中假設每噸100美元的二氧化碳排放成本），也考慮了潛在的對于發電廠投資成本的節約。此數字說明了上述靈活性選項所需的投資。因此，增加電力系統靈活運行能力的范疇遠遠超出燃煤電廠等已有的靈活性選項，而多樣化的系統靈活性實現電力系統向高比例可再生能源系統轉變的最重要的優先事項之一。七、投資確定性本報告的模型研究結果表明引入現貨市場對于中國電力系統的好處。然而需要指出，經濟調度和電力現貨市場的引入可能會為系統帶來新的挑戰。電改9號文發布之前，中國電力系統的基本框架為所有電力生產者提供了高度的確定性：價格通過標桿上網電價保證，而年發電利用小時數則通過”三公”調度原則得到保障。然而這種系統運營方式難以提升電力系統的效率，改變這種現有體制也就成為本輪電改的重點。然而體制改革帶來的問題是：如何確保對于清潔能源技術的足夠的投資確定性。這個問題非常重要，因為清潔能源技術往往具有較高的前期成本和較低的運營成本。這使得融資成本成為交付電力成本的關鍵驅動因素——風險認知決定了融資成本。因此，這意味著降低投資風險將比過去更加重要。投資發電項目的兩個主要風險是價格和容量。市場溢價系統和差價合約已被證明是降低價格風險的有效工具，同時可以將清潔能源整合到現貨市場，如歐洲很多國家的案例。就容量風險（棄電風險）而言存在多種機制，包括對棄風棄光的經濟補償。針對中國的具體情況，目前政府正在推進的綠證配額制度可以幫助達到這一目的，并確保有足夠的市場需求以實現優先使用清潔能源。八、可再生能源政策隨著可再生能源在中國電力系統中的份額增長，可再生能源政策的設計需要考慮可再生能源與更廣泛意義上的電力系統之間的相互影響——這通常由于波動性可再生能源部署“熱點”的出現變得明顯。所謂“熱點”就是這些地區波動性可再生能源裝機水平遠高于全國平均水平，并且系統消納問題較為嚴峻——例如中國的西北地區。解決此問題的初步方法是使波動性可再生能源的部署地區和技術類型多樣化。多種措施可以實現這一目標，例如限制某些地區新增發電項目的許可，在不同區域按電力生產時間劃定不同電價水平，或為小規模設施提供特定激勵措施——中國過去已實施了多項措施并取得了一些成功，通過采用激勵可再生能源發展的政策手段，還有其他可能性來增強可再生能源的裝機比例。系統價值的概念因此非常重要。電力的系統價值對于電力系統轉型和可再生能源接入開啟了一個全新的視角。電力的價值取決于其產生的時間和地點，特別是在波動性可再生能源占比較高的電力系統中。在某些特定時間段，發電量高但電力需求低——在這種情況下，電力價值就會較低。相反，當發電量低但電力需求高時，電力價值就會較高。系統價值是發電技術為電力系統貢獻的凈效益。雖然系統價值的概念適用于所有發電技術，但重點是對風能和太陽能發電。系統價值可以綜合評估和波動性可再生能源的正面和負面效應。正面效應主要是發電成本的降低，包括降低燃料成本、減少二氧化碳和其他污染物排放、減少對其他發電裝機容量的需求、減少用水需求、以及可能減少對電網的使用以及相關的線路損失；負面效應主要是系統中其他部分的成本會增加，例如傳統發電廠運行成本的增加和額外的電網基礎設施投資。現貨市場可以為波動性可再生能源投資者和運營商提供適當價格信號。波動性可再生能源參與現貨市場，可以鼓勵投資者在系統價值高的地區進行更多投資。然而，上述市場參與過程需要在激勵系統友好型可再生能源部署與足夠的投資確定性之間取得平衡。較為完善的市場溢價系統，例如德國當前采用的溢價系統和墨西哥清潔能源拍賣機制，都是實現這種平衡的良好示例。九、市場設計和行業規劃電力批發市場設計雖然競爭性批發電力市場的存在不是電力系統轉型的先決條件，但毫無疑問，批發電力市場是一個非常普遍且高效的工具。批發市場有助于向投資者開放市場，釋放競爭力量，整合波動性可再生能源，并降低系統運營成本。雖然批發電力市場沒有統一的標準設計，但有幾個重要特征值得注意：短期電力交易：短期市場是所有市場化電力系統的基礎，并且已在歐洲和美國被證明是可以經濟有效地將高比例可再生能源接入電力系統。短期市場在實現電力系統靈活運行方面發揮著關鍵作用。經濟調度和快速交易：轉向經濟調度，使資源能夠根據短期邊際成本進行競爭，是支持波動性可再生能源接入電力系統最重要的市場設計。由于波動性可再生能源發電隨時間變化且具有非常低的短期成本，因此接近實時的快速電力交易至關重要。例如，在歐洲，日內市場交易越來越重要，因其可以更好地風能和太陽能并網。跨區域電力交易：跨區域電力系統集成和交易的優勢很多，包括：提高電力供應安全性、提高系統效率、以及促進波動可再生能源的系統接入。這些優勢通常基于發電調度方式的優化。例如，與鄰國的緊密互聯和交易是丹麥風能并網最相關的工具。輔助服務市場：電力系統的可靠運行關鍵取決于許多系統輔助服務。這些輔助服務有助于維持系統頻率和電壓水平，以及平衡電力系統的實時波動性和供需不確定性。隨著波動性可再生能源占比的提高，對這些輔助服務的需求以及輔助服務的經濟價值勢必會增加。建立良好的市場結構以激勵提供系統靈活資源和服務是政策制定者的一項重要任務。例如，愛爾蘭正在對系統服務進行全面改革，以適應其高比例可再生能源系統。清潔能源投資框架：市場設計的一個重要方面是確保清潔發電資源具有適當的投資框架，以確保其符合政策目標的持續增長。例如上文中提到的德國的溢價系統和墨西哥拍賣機制。外部性定價：基于價格的工具旨在根據污染者付費原則，在發電項目的規劃和運營中將對于環境的負面影響，包括氣候變化或空氣污染（由能源生產引起）的社會成本內部化。基于價格的工具能夠以具有成本效益的方式實現環境目標，這些相關政策工具應整合到電力系統的政策方案中。例如，歐洲的碳排放交易系統已經多次對其機制進行修改，以提供與其他政策工具密切相關的有效價格信號。電力零售市場設計數字化以及分布式能源對電力系統轉型中的零售市場中具有廣泛的意義，具體包括如下方面：電價改革鼓勵系統友好型投資和分布式能源的應用：對于電力用戶的實時電價可能是提高分布式能源使用的有效方式，包括需求側響應和屋頂太陽能。例如，西班牙已經提出了以終端電價影響批發電價的可能性。增強數字化和分散終端用戶之間的連接性：電力系統可視化和系統化控制的先決條件是提供適當的實時監控系統，用戶側和發電側通過電網進行雙向通信。例如，瑞典已實施全面推出支持電力系統轉型的智能電表。保持對于不同技術的中立性，以增強電力系統的靈活運行能力：營造可以使需求側響應和電力存儲公平競爭的市場環境有助于提高系統服務和系統靈活運行能力，這對于成功轉型至關重要。例如，歐洲的系統服務市場已經進行了改革，以允許需求響應和電力存儲的參與。建立電力系統數據公開透明機制：更好的監控和計算能力為電力系統運行的持續改進和零售業中分布式能源的新商業模式的開發提供了很好的機會。允許電力行業參與者和研究人員訪問系統運行數據可以幫助政策制定者確定電力系統轉型中新的機遇。例如，丹麥最近建立了一個數據中心，以便更好地訪問和獲取智能電表數據。升級系統規劃方式電力行業規劃是一個復雜的過程，規劃周期長，并受到一系列不確定因素的影響。傳統意義上，電力規劃的重點是基于對未來20至30年經濟增長的假設，擴大電力基礎設施投資建設（發電、輸電和配電網絡），以滿足預期的電力需求。然而，隨著電力行業的格局不斷變化，波動性可再生能源和其他新技術（如分布式能源）部署的日益增加，以及消費者參與度的提高，未來電力系統的規劃需要考慮