能源綠色低碳轉型背景下的電力市場風險管理

文章來源:中國電力企業(yè)管理陳皓勇等2022-06-14 10:08

新能源接入和極端天氣導致電力市場風險日益增強

由于電能的生產、傳輸和消費過程明顯區(qū)別于其他大宗商品，電力市場具有區(qū)別于其他商品市場的一些特殊性和風險特征。第一，電能的生產環(huán)節(jié)包含風電、光伏等間歇性可再生能源，出力具有隨機波動性，在供需發(fā)生巨大變化時會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性、提高電價的波動性；其次，電能無法脫離傳輸網絡而獨立存在，電能的供應、交易、使用都必須依賴于由發(fā)電設施、傳輸網絡、配電網絡和用電設備組成的電力系統(tǒng)才能夠實現(xiàn)，而且電能的發(fā)、輸、配、供、用是瞬時完成的。另外，用電設備的運行和電力負荷的變動具有隨機波動性，其價格彈性較低，而電力系統(tǒng)和電力市場的運行卻對安全性和平穩(wěn)性有著較高的要求。因此，在間歇性可再生能源大規(guī)模并網的影響下，電力市場易受外界環(huán)境的影響，尤其對極端天氣事件較為敏感。

從近些年來電力市場風險事件對電力系統(tǒng)和國民經濟造成的重大損失中，可以理解電力市場風險管理的重要性。2020年8月，受極端高溫天氣和高滲透率光伏電源接入的影響，美國加州電力系統(tǒng)獨立運營商20年來首次處于三級緊急狀態(tài)，一度中斷超過40萬家企業(yè)與家庭的電力供應。電力供需緊張導致加州每立方米天然氣價格3天內上漲2.19美元，約為平時價格的一倍，并迅速影響到電力現(xiàn)貨市場，導致其尖峰電價最高達1000美元/兆瓦時。2021年2月中旬，美國得克薩斯州經歷了一次極端寒潮，用電需求攀升加上風力發(fā)電和火力發(fā)電的減少，造成得州約有400萬家庭在嚴寒中失去了電力供應，得州電力市場批發(fā)電價一度突破了1萬美元/兆瓦時，按當時匯率計算電價約為人民幣65元/千瓦時。受高額批發(fā)電價影響，得州最大、建立時間最長的電力合作公司——布拉索斯電力合作公司，欠下了18億美元的電力采購賬單，并最終因無力償債而遞交了破產申請。有分析認為，此次風險事件發(fā)生的一部分原因是其電力系統(tǒng)的低碳化發(fā)展，因為得州近年來風電裝機占比從2006年的2%提高到目前的23%，而天然氣發(fā)電、燃煤發(fā)電等調節(jié)性能較好的穩(wěn)定電源占比則從83%降低到64%。

在以上案例中可以發(fā)現(xiàn)，在間歇性可再生能源大規(guī)模接入和極端天氣頻發(fā)的背景下，電力市場的風險主要來源于系統(tǒng)的不平衡電力以及相應的波動電價。為了保障能源綠色低碳轉型背景下電力市場的平穩(wěn)運行，各電力市場主體需要充分利用儲能裝置、需求響應等靈活性資源來管理電力不平衡風險，并積極探索開發(fā)電力期貨、電力期權等電力金融產品以管理電價波動風險（見圖1）。