四川水电主导型电力现货市场关键技术及模式探讨

与其他省级电力现货市场的占比不同,四川电网以水电为主的能源结构呈现独特的特点.结合了四川水电 大省的能源特点,在分析四川电力系统运行状况、基本电力市场模式和国外电力市场建设经验的基础上,建立了四川 电力市场模式选择的评价指标,论证了四川发展“集中现货交易市场＋中长期差价合约”的可行性,探讨了电力市场 建设中的关键技术问题,为后续建设具有“梯级水电为主”特点的电力现货市场提供了有益参考.     

现货市场过渡期的中长期电力市场交易机制分析

现货市场建设过渡期间面临着与中长期电力市场和实时电力市场衔接的问题,分析了该过渡期的中长期电力交易品种及交易机制.首先分析了现货市场对中长期市场交易机制的影响以及与现货市场衔接的中长期市场特点,对比分析了国内外电力现货市场过渡期的建设情况.然后提出了该过渡期内的中长期交易模式,并对各模式下的交易品种以及其特点进行了分析.最后根据过渡期间的特点,分析了中长期交易偏差结算机制、电量结算机制以及出清机制.     

海南电力现货市场的机制设计比对及建设路径探讨

根据南方区域统一电力现货市场建设的规划部署,南方各省区将于2020年底前具备开展区域电力现货市场的基本条件。本文首先针对海南电力现货市场建设面临的"大机小网"、"多类均衡的电源结构"、电力交易中长期交易起步较晚等现实情况,总结了海南电力现货市场建设的关键问题;然后,从中长期交易品种设计、现货市场价格机制、核电参与竞价机制等方面对电力现货市场关键机制展开比对研究;最后,基于南方区域电力现货市场建设的原则和框架,结合海南电网实际情况,提出了海南电力现货市场建设的分阶段实施路径,为海南电力现货市场方案设计以及其它省级现货市场机制设计提供借鉴。     

电力现货市场首批试点地区建设情况分析

电力现货市场是现代电力市场体系的核心部分,是完善市场化交易的关键一步.首批8个建设试点地区全部进入模拟试运行,标志着我国电力现货市场建设又向前迈进了一大步.从建设架构、衔接机制以及运营机制这3个关键方面对试点地区在电力现货市场建设方案及相关机制设计上的异同及特色做法进行了对比分析.并对试点地区进入模拟试运行以来,暴露出的电力现货市场建设机制同现行电力市场体制不相适应的部分问题进行了剖析,并提出相关的政策建议.     

电力现货市场建设关键问题研究

现货市场是电力市场体系的关键环节,对市场运营组织者及其责任、市场价格和出清机制等电力现货市场的组织和运行中的关键问题进行了分析和研究,提出了现货市场的运行应由交易机构和调度机构协作组织、价格机制必须体现电能的时间和位置特性等。研究成果可以为现货市场的建设和设计者提供参考。     

广西电力现货市场建设的关键问题探究

在我国电力市场改革持续深化的背景下,广西加紧了电力现货市场建设。首先,分析广西电力市场运营的实际情况,总结广西电力现货市场建设的关键问题;其次,提出广西发用电市场放开的方式和路径,设计不同成本发电机组有效竞价和高成本机组生存发展机制,提出适合市场初期的广西电力现货市场的计划与市场衔接机制,设计市场环境下对用户补贴的方法和原则,为广西后续的电力现货市场建设提供参考。     

现货市场模式下电力零售市场建设思路

指出了现阶段建设与现货市场相配套的电力零售市场是电力用户参与市场化交易的主要途径,也是建立完善的电力市场体系架构、还原电力商品属性、推动能源互联网建设的重要基础。介绍了国外成熟电力零售市场的建设经验,分析了现货模式下零售市场的业务构成和电力零售市场建设的关键问题,从零售市场交易方式、零售电价的形成机制、零售结算、保底服务机制和零售市场秩序管理等5个关键方面,结合我国现阶段电力现货市场建设试点情况,论述了电力零售市场的设计中所要面临的问题,并给出了符合改革政策纲领、尊重电力市场发展客观规律的解决方案。     

国外电力现货市场建设的逻辑分析及对中国的启示与建议

现货市场是电力市场体系的重要环节,对于电力市场的开放、竞争、有序运行起到了基础性的支撑作用,也是协调市场交易与系统安全的关键所在。文中在全面比对、分析不同国家电力市场建设最新实践的基础上,剖析了电力现货市场的体系架构与构建方式,提炼总结了现货市场建设过程中所需遵循的普遍性规律。并对现货市场构建中的一些关键问题和微观要素进行了深入研究和内在逻辑分析,包括:现货市场的交易规模及其影响因素,市场出清方式及其物理模型,现货市场的价格机制,市场力抑制等相关配套机制,以及现货市场与双边市场、金融市场的协调运行等。最后,对中国下一步建设与大用户直购电相适应的电力现货市场提出了相应的政策建议。     

电力现货市场建设进展与关键问题

现货市场是电力市场体系的关键环节,其通过产生分时分地的价格信号,推动资源实现更优配置,并形成可供调度执行的生产计划。文中论述了欧洲、美国、中国电力现货市场的建设进展,并从区域市场融合、容量充裕性机制、新主体参与市场、市场运营水平提升4个方面提炼了电力现货市场建设的关键与共性问题。针对中国电力体制、市场体系、现货市场范围扩展、价格机制、参与主体、出清模型、辅助服务机制等问题,展望了中国市场建设的未来发展方向。     

省级电力现货市场技术支持系统技术架构设计

随着中国新一轮电力体制改革的推进,电力现货市场技术支持系统的建设已刻不容缓,现货市场应用功能的建设对电力现货市场的正常运营和电网的安全稳定运行尤为重要。文中首先分析了电力现货市场运营和电网调度运行的关系,以及电力调度自动化系统的现状。然后,开展电力现货市场技术支持系统的技术方案研究,综合考虑了试点省省内现货市场开展的差异性,提出了基于调度自动化系统建设电力现货市场子系统的思路和目标,重点从软件、硬件、安全防护和平台集成等方面介绍了建设技术方案。之后,对出清算法、安全防护、市场监测与分析、模拟仿真、双活系统数据同步等关键技术进行了探讨。最后,对系统建设成效进行了分析。所提技术架构能够适应电力现货市场运营需求,为后续省级电力现货市场技术支持系统的研究与建设工作提供了参考。     

适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践

不同于中国其他水电规模占比较小的电力体制改革综合试点电网,中国四川电网存在水电装机占比高、丰枯水期发电原则差异大、网架复杂约束多、发电调度策略分散等独有特点,故设计丰枯双期的市场机制以适应四川丰枯水期电力供需形势及电网运行特性差异.首先,从市场设计思路、市场总体模式、丰枯水期电力现货市场等角度说明四川电力现货市场机制;然后在此基础上,提出适应四川现货市场机制的功能架构,以及分析四川电力现货市场在丰枯双期市场模式、市场运营物理空间、水电耦合约束、优化出清流程等方面的特色之处;最后,结合四川丰枯双期电力现货市场的运行实践情况提出若干建议.     

国内外促进可再生能源消纳的电力现货市场发展综述与思考

电力现货市场充分发挥市场在电力资源配置中的决定性作用,实现电力市场的充分竞争和电力资源的高效优化配置,反映供需双方真实价格信号。然而,可再生能源出力具有随机性和不确定性,给现货市场带来挑战,如何设计合理机制促进可再生能消纳是新一轮电改提出的重要要求。该文梳理归纳总结了当前国外成熟电力系统现货市场促进可再生能源消纳的市场机制,并介绍了我国8个试点省份现货市场建设特点和促进可再生能源消纳的相关机制。通过对比国内外现货市场发展现状,提出了未来我国现货市场建设的几个难点和挑战。在借鉴国外现货市场建设和可再生能源消纳经验的基础上,深刻把握我国电力现货市场建设的实际情况,统筹有序推进我国的电力现货市场建设。希望该文的研究成果能够为未来我国现货市场落地建设提供新思路和新见解,特别是为促进可再生能源消纳的现货市场提供研究方向。     

考虑备用共享的区域电力现货市场出清模型

在推进我国新一轮电力体制改革和建设全国统一电力市场的背景下,为了打破省间壁垒,缓解现行区域电力市场部分省份因备用容量不足和源荷逆向分布而存在的电力紧缺或“三弃”问题,引入备用共享机制和联络线协调优化的运行方式,构建了包括安全约束机组组合模型和安全约束经济调度模型在内的区域电力现货市场电能与备用联合出清模型。通过考虑备用共享的区域电力现货市场电能与备用联合出清,实现了电力资源在更大范围的优化配置,有效提高了系统运行的经济性和可靠性。以两个互联的IEEE 30节点系统模拟区域内两省间电力市场交易,验证了所提模型的正确性和有效性。     

新型电力系统中促进新能源消纳的电力现货市场交易机制研究

为解决现货市场建设中新能源参与市场化交易与保证性消纳难以统筹兼顾的问题,提出改进的现货市场交易机制。改进机制中新能源与火电机组同等参与市场竞价,在产生弃电时启动发电替代机制,由报价较高的火电机组出让发电空间给弃电新能源。通过对节点电价出清机制下的替代实施方案进行分析,设计价格结算机制对参与替代的火电机组予以补偿,使替代双方权益均得以保障。通过算例分析,验证了设计机制的有效性。     

适应清洁能源发展和现货市场运行的容量市场机制设计

随着中国电力体制改革的不断深化与现货市场建设的全面铺开,部分省区已暴露出电力容量充裕性不足、发电资源产生大量搁浅成本等问题,亟须完善容量市场机制,健全电力市场体系,以促进机组投资和保障发电容量充裕性.文中提出了一种适应清洁能源发展且与现货市场运行相适应的容量市场机制.一方面,将现货电能量交易要素纳入考虑,调动了容量资源在固定成本和运行成本两方面的竞争力,强化了容量投建与系统运行的联系,有利于形成更加切实可行的容量投建方案;另一方面,切合"碳达峰、碳中和"目标,内嵌能源结构约束以兼容产业结构调整从而获得满足能源清洁低碳转型要求和经济性最优的容量组合.最后,通过构建双层优化模型实现计及现货市场运行的容量竞价集中出清,采用改进的IEEE 24节点等系统的算例模拟计算表明,所提机制能够在激励市场主体主动参与、适应未来清洁能源成本替代效应的同时,实现市场整体经济效率的有效改进.     

考虑灵活块交易的电力现货市场出清模型

灵活块交易是国外电力现货市场新设计的交易品种。该交易品种允许发电企业、电力用户根据自身的发电技术特征与用电实际需求,选择多样化、个性化的交易方式,以增加市场的流动性,这对于在中国开展电力现货市场建设试点具有借鉴价值。为此,文中首先简要介绍了北欧电力现货市场的运行机制,描述了现货市场中小时交易、灵活小时交易、块交易等交易品种的定义与特点。在此基础上,结合现货市场交易机制设计,重点构建了考虑灵活块交易的现货市场出清模型。由于该模型属于多时段、大规模、非线性混合整数规划问题,因此为提高该模型的求解效率,提出了降低模型非线性程度的线性化建模方法。最后,通过算例分析验证了所提模型与求解方法的正确性和有效性。     

基于集成学习的分布式光伏发电功率日前预测

对于光伏发电功率精准的日前预测有助于电网设计未来调度计划,降低新能源发电对电网的冲击,提高消纳率。提出一种Boosting集成学习框架下的光伏发电功率日前预测方法。首先,根据光伏出力主要受天气影响的特点,通过皮尔逊系数获得相关性强的气象因素,利用k-means++对与光伏发电功率相关性极强的总水平辐照度进行聚类以获得相似日数据集;然后,将极限学习机（extreme learning machine,ELM）引入Boosting框架,构建光伏出力日前预测模型（B-ELMs）;最后,利用真实光伏电站运行数据验证模型有效性,该模型在试验过程中展现出良好的适应性,最高决策系数（R²）达0.9819。实验结果表明,由于集成学习框架的存在,B-ELMs能对复杂天气下的规律性弱、波动性强的光伏出力曲线提供较为精确的预测结果;同时,相较于深度学习网络,B-ELMs的收敛速度更快,在维持较快训练速度的同时保障更为精确的预测结果。     

山东电力现货市场机制设计与试运行分析

为及时总结中国首批电力现货市场试点建设地区的试运行经验,推动中国电力现货市场建设,在介绍山东电力现货市场的市场机制基础上,通过分析其试运行情况,研究市场所面临的问题和解决措施。山东清洁能源占比较高等电网运行特征决定了山东更宜采用集中式现货市场模式。山东电力现货市场包括日前、实时2个时序市场和日内机组组合衔接机制。电力现货市场试运行期间,电网整体运行平稳有序,现货市场出清价格随市场供需关系变化而变化,但也面临市场力监控能力有待提升、调峰补偿机制需要完善、用户交易风险防控手段仍待加强等问题。上述结果表明山东电力现货市场已基本具备连续运行条件,但市场机制的完善仍须持续加强。     

考虑可再生能源保障性消纳的电力市场出清机制

以风电、光伏、水电为主的可再生能源已成为中国重要的能源供应形式,也广泛参与到电力市场交易之中。通过市场化机制保障并促进可再生能源消纳,已成为中国电力市场建设,尤其是现货市场建设的一项关键任务。文中将可再生能源的保障性消纳纳入电力市场的机制设计之中,提出了现货市场在发生弃能时触发的出清机制。在现货市场一般性出清计算的基础上,发生弃能时,首先修正弃能机组的投标价格,在保持机组报价序列的前提下进行价区缩放,调整为优先出清的价格接受者;其次,基于修正后的投标信息进行第2次出清,以实现可再生能源的保障性消纳;基于2次出清的结果,提出激励相容的结算补偿机制。为了充分考虑可再生能源的运行特性,文中还在出清模型中特别引入了梯级水电站的水位控制、水量平衡与梯级耦合等复杂约束。最后,基于改进的IEEE 30节点系统对文中所提出的市场机制进行了验证。