电力市场环境下区域和省级电网协同安全校核及校正EI北大核心CSCD

省内电力市场无法获得外网出清或出力计划,不能保证联络线各支路未来潮流的准确性,尤其是无法有效考虑需省间互济的大功率缺失N-1校核,因此需要进行区域电网的安全校核和校正。为此,考虑基态潮流、未功率缺失N-1故障和功率缺失N-1故障的3种场景约束,建立考虑省级电力现货市场的区域电网安全校正模型;在模型中,考虑省级市场出清特点,提出机组调整价值分析方法;采用奔德斯(Benders)分解方法形成了功率缺失N-1场景子问题,提高计算效率;基于此模型,获得满足安全约束要求的机组组合和越限调整信息,设计分省关键安全约束集,各省基于调整后的机组组合和关键安全约束集重新出清,由此实现区域全网运行安全。以2×IEEE39节点联合算例对所提方法进行验证。     

交直流混联区域电网现货市场出清模型研究EI北大核心CSCD

不同于省级电网全交流线路的架构,区域电网通常为交直流混联,区域电网现货市场出清模型需考虑由此带来的特殊问题。为此,首先分析了交直流混联电网与纯交流电网在设计电力现货市场时的不同点,并提出对应的交直流联络线功率优化机制、框架协议执行电量处理机制、联络线网损处理机制、联络线输配电价处理机制。在此基础上,结合省级电力现货市场出清模型,重点构建了包括安全约束的机组组合、安全约束的经济调度、节点电价定价模型在内的考虑交直流混联的区域电网现货市场出清模型。通过区域电网联合出清,电力资源实现最优配置,相比单省市场,能够大幅提升社会经济效益。最后,通过算例验证了所提模型的正确性和有效性。     

适应电力现货市场运营的省级电网安全校核实现方案

中国电网特性复杂、运行约束多,随着电力现货市场的建设,对安全校核计算的精确性提出了更高的要求.文中分析了安全校核的内容以及影响其精确性的因素,提出了针对电力市场运营的省级电网精细化安全校核方案,包括以下3个方面:在电网模型方面,提出了低电压等级电厂并网和联络线等值计算方法,分析并设计了停运设备复役操作和设备的未来态工况计算;在算法流程方面,梳理了现货市场优化出清和安全校核的关系,提出了市场出清、断面限额计算与安全校核混合迭代计算流程;在辅助信息方面,针对区域输电断面,基于设备与断面、断面与断面之间的关系提出了各区域断面和全网的备用计算方法.最后,通过中国某省级电网实际运行情况,证明所提方案可有效提升安全校核的准确性.     

复杂市场环境下区域电网安全校核机制架构设计

安全校核是保障区域电网安全运行和区域内电力市场正常运营的重要技术环节。当前区域电网范围内已呈现电力现货试点省与非试点省并存、省间交易电量与计划电量交织的复杂形态,倒逼电网运行组织者必须创新提出与之相适应的安全校核机制。首先总结分析国外典型单一市场形态下电力市场出清和跨市场/跨国电力交易的电网安全校核机制架构及其借鉴意义,揭示中国复杂市场环境下区域电网安全校核的现实基础、特殊约束与需求,在此基础上设计了与中国近期电力市场形态、现行电力调度管理体制、区域电网结构等相适应的跨省跨区电力中长期交易、区内各省日前市场预出清发电计划和非现货试点省日前发电计划的安全校核机制架构。对于跨省跨区电力中长期交易,提出了基于跨区交易电力曲线典型场景集的电力校核方法和提高安全校核频次的安全校核机制改进方案;针对构建区内日前发电计划安全校核机制,提出了适应复杂市场环境的3种可选择方案,在对比分析三者特点的基础上,给出了方案实施路径建议。     

省级现货市场出清结果对区域同步电网潮流越限的影响

跨省互联大电网可以实现更大范围内的电力资源优化配置,并提高可再生能源消纳能力。在当前“统一市场,两级运作”的全国统一市场体系下,省级市场将以省间市场的跨省交易结果作为边界进行市场出清,然而在区域同步电网内直接将省间的交流联络线功率作为边界节点上的注入功率时省级市场的潮流模型将与实际情况产生偏差,甚至会出现潮流越限的问题。文章首先提出利用由区域调度机构直接调度的直调机组来改善上述潮流越限的问题,然后通过分析省级、省间市场潮流模型的差异,提出将省间联络线功率、边界节点的相角差同时作为省级市场的边界条件,实现了省级市场中对潮流的正确计算,从而避免了潮流越限问题。文章还基于IEEE 39节点验证和分析了以上两种解决方法的有效性和可行性。     

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。     

区域电力现货市场差异化出清模型研究

区域电力市场建设是发挥市场力量在更大范围内优化配置资源、推动区域电力高质量发展的最有效举措之一。南方电网联系紧密,具备互联互通、自由流动的物理条件,具有区域市场一体化运作的独特优势。分别构建了面向区域电力现货市场的一级出清和两级出清模型,研究了差异化出清模型下省间联络线功率的功能定位和优化方法。然后,基于南方电网典型日96时段的实际运行数据,构建了南方区域电力现货市场出清模拟算例,并通过电力市场模拟运行软件量化分析结果,论证了一级出清模型在南方区域现货市场出清中的优势,包括出清流程简约、经济性最优等,同时也揭示了两级出清模型在南方区域现货市场中的运营风险和安全运行风险等。     

华东区域电力市场省(市)发电竞价结果安全校核及优化调整系统

发电计划安全校核及优化调整是电力调度管理方面的传统课题,华东区域电力市场运营对这一课题提出了新的要求,本文在综合考虑新的需求基础上,开发了一套针对华东区域电力市场中省(市)级调度交易中心应用的安全校核及校正系统。系统所需的网络拓扑、机组参数、发电计划、母线负荷、联络线潮流、检修计划、稳定限额等数据均采用XML文件为媒介,系统自动从调度实时信息平台读取这些文件,经解析、等值和转换处理,建立计算模型,依照市场规则进行安全校核和校正计算并向市场上传校正计算结果,作为市场竞价出清的约束条件。此外,系统在模型建立及图形显示、平衡节点选择、联络线计划处理、母线分裂运行、应急运行方案等方面也具有特色。     

交直流混联系统一体化日前现货市场优化出清方法

随着电力现货市场建设的推进,可控高压输电技术具备通过市场主导的能量管理方式实现对系统资源进行优化配置的能力。文中基于Benders分解方法对交直流混联系统的交流潮流安全约束机组组合（SCUC）优化调度问题进行求解。将直流系统的运行模式等效为虚拟电机对（VM）模型以跟踪市场运行参数变化进行基于安全约束经济调度（SCED）的市场出清,并建立了考虑偏差控制、直流系统过网网损和转运费的优化调度SCUC和市场出清SCED的协调模型,提出了考虑静态安全校核的交直流混联系统在电力现货市场环境下一体化协调出清的方法。通过基于电压源换流器的高压直流系统直接参与批发市场的出清应用为例,验证了市场出清模型和方法的有效性。     

考虑交流可行性校验的现货市场全环节建模及修正策略

现货市场出清结果需通过N–1安全校核和交流可行性校验之后下发至机组,现有方法下校核与定价剥离,导致市场出清解和运行点的偏离并产生上抬费用。为解决该问题,研究考虑交流可行性校验的现货市场全环节建模及修正策略。首先,建立考虑调峰需求的调度模型并基于KKT条件证明了节点电价可以满足储能设备和传统机组的激励相容性质;然后,建立基于交流潮流的可行性恢复模型,将交流可行性恢复成本内嵌到出清及定价模型中;最后,针对可行性校验越限场景,提出满足不同市场出清时间窗要求的场内、场外越限修正策略。算例表明,所提方法能有效恢复交流可行性,当越限需新增机组进行调整时,无时限要求下场内修正最具优势,有出清时限要求下基于凸松弛的场外修正策略比基于功率转移分布因子的修正策略运行成本和市场盈余更小。     

区域共同电力市场交易机理与交易模型的研究

区域电力市场的建立是让资源在更广泛的范围内由市场来配置,其设计必须有利于促进区域内各省(含自治区、直辖市,下同)经济和电力工业的持续、协调发展,有利于市场风险的规避。同时,必须考虑以下问题:区域电网与省级电网之间的配合;各方利益的平衡、协调和资源配置的公平;如何保证电网的安全稳定运行;市场交易与电网调度的有效配合。基于上述原则,剖析了区域共同市场模式的交易机理,设计了几种兼顾电网调度、电网安全稳定运行(电网安全校核)与市场交易相协调的区域共同市场模式(模型)和交易机制,分析了每种模式的优缺点,设定了每种模式实现的前提条件,提出了由区域共同市场向统一市场过渡的几种过渡方式。     

考虑内部多地区间交互协作的复杂省级电力市场交易优化决策

为实现电力市场大范围资源优化配置,提出了一种考虑内部多地区间交互协作的省级电力市场交易优化决策方法。首先介绍了市场交易架构和机制,同时以全省社会福利和跨地区交易电量最大化为出清目标,其中社会福利计及了线路的输配电成本。然后,优化决策中考虑了全省各地区内部的电网安全约束、供热机组运行约束和交易决策约束等多约束条件,并对地区间电力联络线的运行约束进行了建模。最后,以京津唐实际电网为例,验证了所构建模型的有效性。     

面向大规模中长期交易的事前电量安全分析机制设计

大规模中长期市场交易可能产生极端的电网运行方式,而事后安全校核直接调整电量交易结果会影响市场成员的生产计划,增加市场成员的生产经营风险。在交易过程提供前置的安全分析服务,引导市场成员不断修正中长期物理交易,对保障电力中长期市场的有序开展具有重要意义。文中设计了一种基于市场成员申报交易意愿的中长期电量安全分析机制。首先提出了集中式电量安全分析、极限电量计算的两步校核体系;然后建立了基于安全约束机组组合的优化分析模型;最后通过统筹电力电量平衡和电网安全的多时段优化计算,评估电量计划的可执行性,并量化后续电量可交易空间。基于省级电网实际数据的案例分析结果表明了该机制的有效性。     

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。     

兼顾经济协调发展和电网安全的区域共同市场

区域电力市场的建设应贯彻区域经济协调发展的科学发展观。在打破省(含自治区、直辖市,下同)间壁垒和促进电力资源在区域范围内优化配置的同时,应慎重考虑3个重要问题:一是上网电价的上扬会带动销售电价上涨,还可能使经济欠发达省在电力紧缺时期买不到电;二是若完全摒弃省级交易,可能导致市场交易效率降低,使得安全校核和调度过于复杂化;三是应如何处理电网调度与市场交易之间的关系。为此,提出了基于差价合约和不同省市场开放程度有差异的上网电价风险规避方法,避免经济欠发达省在区域市场上买不到电的尴尬局面;提出资源优化配置应抓大放小和“统一市场、两级交易”的区域共同市场新思路;分析了电网调度和市场交易内在联系,提出了处理电网调度与市场交易之间关系的协调方式。     

两级电力市场协同方法及其特点

省间市场和省内市场之间的协同方法是两级电力市场运行的核心内容,协同方法的具体内容包含两级电力市场的阻塞管理协同及两级电力市场出清的协同。介绍两级电力市场协同的市场裂解方法和基于潮流的省间联合市场方法,比较了2种方法的特点,并给出具体算例说明。市场裂解方法通过电力转移系数计算系统潮流,逐步增加系统中阻塞线路作为市场出清模型的约束条件,通过多轮迭代可以达到与一级市场节点电价相同的市场效果。基于潮流的省间联合市场方法通过区域电力转移系数在各个省净输出已知的情况下计算省间联络线潮流,并在考虑省间联络线潮流约束的情况下,完成省间市场的出清;该方法通过申报省净输出曲线可直接得到省间市场结果,无须多次迭代。市场裂解方法适合于各省省内市场均较为完善情况,而基于潮流的省间联合市场方法则适合于各省省内市场建设程度不一的情况。     

两级电力市场协同方法及其特点

省间市场和省内市场之间的协同方法是两级电力市场运行的核心内容,协同方法的具体内容包含两级电力市场的阻塞管理协同及两级电力市场出清的协同。介绍两级电力市场协同的市场裂解方法和基于潮流的省间联合市场方法,比较了2种方法的特点,并给出具体算例说明。市场裂解方法通过电力转移系数计算系统潮流,逐步增加系统中阻塞线路作为市场出清模型的约束条件,通过多轮迭代可以达到与一级市场节点电价相同的市场效果。基于潮流的省间联合市场方法通过区域电力转移系数在各个省净输出已知的情况下计算省间联络线潮流,并在考虑省间联络线潮流约束的情况下,完成省间市场的出清;该方法通过申报省净输出曲线可直接得到省间市场结果,无须多次迭代。市场裂解方法适合于各省省内市场均较为完善情况,而基于潮流的省间联合市场方法则适合于各省省内市场建设程度不一的情况。