当量电价体系及相关制度设计:(四)运行备用辅助服务的当量模式与定价方法

讨论了英国电力市场运行备用定价方法的合理性及其不足。建议我国运行备用市场采用在日前发电主市场定价基础上同时定价的联营模式，即日前定价、当日服从调度、事后按既定价格如实结算。由于运行备用市场以容量效益为主，因此很适合采用当量电价方法；又由于系统面对随机发生的事故，运行备用化解了市场风险，因此又有必要引入概率学的可靠性和随机生产模拟技术。从这两点出发，发展了运行备用辅助服务的概率学实用当量电价法。最后给出了算例。     

电力市场环境下的无功服务获取与定价研究

电力市场需要配套地提供多种辅助服务，无功服务是关键的辅助服务之一。文中简述电力市场环境下无功服务的组织和获取，分析和比较无功服务的获取机制，并综述国际上目前运行的几个典型电力市场中无功服务的获取及其定价方法。还分析实时电价理论的经济学依据及其特点，概述基于实时电价理论和潮流跟踪的无功定价方法。在此基础上，指出无功定价研究中应考虑的几个问题及进一步的研究方向。     

电力市场备用辅助服务及定价问题研究综述

随着我国电力市场的发展,辅助服务逐渐提上议程,而备用服务作为辅助服务的重要内容,日益受到人们的重视。目前,专家学者对备用服务的研究主要集中在其获取和定价等方面。本文就是在此背景下,对备用辅助服务的概念、划分、备用容量的提供、备用的定价作了分析,并讨论了备用与系统可靠性的关系,最后给出了目前备用服务需要进一步研究的问题。     

浅谈区域电力市场环境下的电价机制

电价是电力市场的杠杆和核心内容。计算交易电价(包括上网电价、输电电价、销售电价、辅助服务电价等)是电力市场的重要内容。将区域电力市场的理论研究与我国电力工业改革发展现状相结合,介绍了适合我国国情的上网电价、输配电电价和销售电价定价原则和定价方法。     

促进灵活性资源的辅助服务市场分析

为了激励灵活性资源,电力市场辅助服务市场规则出现了许多变化,例如北美电力市场中辅助服务市场的机会成本、里程价格和运行备用需求曲线机制等。提出了辅助服务定价的一般公式,该公式建立了能量市场与辅助服务市场的关系,阐述了辅助服务市场规则的含义。以抽水蓄能电站为例,基于市场实际运行价格,定量估计了辅助服务市场规则对增加灵活性资源收益的作用。研究表明：所给出的辅助服务定价公式较好地解释了实际市场的价格数据,验证了辅助服务市场定价公式的正确性;里程价格给予灵活性资源更多的刺激,该部分收入约占总收入的10%,而机会成本并没有特别的激励;运行备用需求曲线及其附加电价机制是一种容量补偿机制,且其补偿力度非常突出;目前市场规则下,抽水蓄能电站的主要收益来自能量市场的套利,辅助服务的收益依然处于次要地位。     

电力市场环境下运行备用问题的研究

运行备用作为辅助服务的一种，在维持电力系统的安全可靠性、提高系统运行质量，缓解高峰负荷电价等方面具有举足轻重的作用。在电力市场环境下，运行备用的获取和定价面临着许多新的挑战，相关研究工作散见于各类文献中，所探讨的内容主要涉及了：运行备用定价机制的框架性研究，发电侧对备用市场的决策响应与投标策略，可中断负荷管理和对停运成本的分析评估，以及如何制定出兼顾经济性和可靠性的定价策略等相关问题，对国内外在这些方面的研究工作做简要综述。     

我国运行备用辅助服务市场的模式与定价研究

比较了以美国加州和英格兰-威尔士为代表的两大类运行备用辅助服务市场,认为英格兰-威尔士模式对我国初期的电力市场更有参考价值。建议我国运行备用辅助服务市场采用在一日前现货交易发电主市场定价基础上同时定价,即事先定价,而在当日强调各机组服从调度,事后按既定价格结算。实现概率学意义下的公平合理性。在简易当量电价法基础上发展了计入运行备用辅助服务的随机性简易当量电价法。采用了随机生产模拟技术,引入了期望边际机组和期望边际电价的新概念,并区分被调度加载和不被调度加载两种情况。有关算例说明了它的合理性。     

电力市场环境下无功辅助服务

作为电力市场辅助服务项目之一的无功辅助服务虽然研究的时间不长,但已成为当前研究的热点。为了使人们更加清楚地了解当前的研究进展,介绍了各国无功辅助服务获取方法,从投资和生产成本上详细分析了无功成本的构成,同时依据无功成本的不同以及无功的地域性,将当前无功电价的制定归为两类:无功的容量电价和电量电价,而电量电价又包括忽略无功生产成本的边际定价方法和考虑无功生产成本的边际定价方法以及基于区域市场的无功定价,指出了这些定价方法的缺点。另外回顾了当前四种无功资源价值评估方法和无功市场力的概念,以及当前FACTS设备对无功电价制定的影响。讨论了当前合适的无功市场模式,最后对展望了无功辅助服务研究的方向。     

电力市场无功发电成本与补偿

无功功率服务是电力市场辅助服务的一个重要组成部分。而发电厂的无功电价又是无功市场辅助定价的基础。对发电厂的无功生产成本进行了探讨．首次提出将发电厂无功电价划分为无功容量电价和电量电价，并通过算例证明无功辅助服务在电力系统功率传输中的重要作用。研究表明发电厂的无功服务应得到一定的经济补偿，使其由自觉地维持电力系统的安全和稳定远行。     

备用服务A-S定价方法研究

在计划管理体制下,发电企业所提供的备用服务是无偿的;在较完善的电力市场机制下,则要通过科学、合理的备用服务定价来调动发电企业提供备用服务的积极性。该文提出一种新的基于备用容量成本和效益评估的备用服务定价方法——备用服务Aumann-Shapley定价法。该方法对电能量和备用服务的共有成本和效益进行基于Aumann- Shapley值的分配,并在此基础上,确定竞争性的电能量市场环境下的备用服务价格,建立计及备用服务Aumann- Shapley价格的电能量市场和备用市场联合优化模型,同时分析了备用服务Aumann-Shapley价格对发电商竞争策略的影响。备用服务的Aumann-Shapley定价方法与我国现行的电力市场模式相适应,并为制定电力市场环境下的辅助服务定价机制提供了一种新思路。     

市场环境下备用容量的定价与确定

选取辅助服务中的备用市场为研究对象,分析了现有的备用容量确定方法,并以电能和容量总购买成本最小为目标,以实时电价理论为基础,确定备用服务的价格和分配。最后通过IEEE-10机组算例说明了该方法的有效性     

Ex Post Pricing in the Co-Optimized Energy and Reserve Market

This paper discusses an alternative to the ex post pricing model currently under development within ISO New England's (ISO NE) ancillary service market. Since ISO NE's real-time ancillary service market co-optimizes both energy and reserve products, ex post pricing is needed for both energy and reserve. A co-optimization approach for ex post pricing requires defining complex pricing rules and implementing heuristics to ensure consistent binding constraints with the ex ante dispatch. In order to avoid complexity and uncertainty of required heuristics, a new ex post pricing schema is proposed to calculate the ex post energy and reserve prices in a decoupled way while recognizing the coupling effect of energy and reserve. In the proposed approach, ex post energy prices are first computed by incorporating the ex ante marginal opportunity cost of reserve in the energy offer; the ex post reserve prices are then calculated by considering the ex post marginal opportunity cost of energy. This approach simplifies the implementation of ex post pricing rules in the ISO NE market. Numerical examples are presented to further demonstrate the validity of this approach     

备用市场运营方法的探讨

在电力市场环境下，系统备用的获取和定价面临着新的问题。原有的强制无偿提供等获取方式很难再适用于新的环境。形成竞争的备用市场不失为一种解决电力市场环境下的备用的获取和定价问题的较好方法。在电能量市场建设的同时建立备用市场，更有助于保证电能量市场的公平、公正运营。以上述观点为基础，对备用进行了多角度的分类、介绍并分析了现有的备用的获取与定价方法、设计了竞争的备用市场的竞价方法和结算办法，为备用市场的建设提出实用、可行的运营方案。     

电量与备用共同市场的SFE模型分析

电力系统运行的技术特点要求足够的备用容量。一些电力市场采用单独的容量市场获取备用容量,这增加了发电企业竞标的复杂性。文中介绍了一种电量与备用共同竞价的日前集中拍卖市场设计。在这种市场方案中,系统运行机构可通过单一市场在日前获得足够的调用出力和备用容量。建立了发电企业在电量与备用共同市场规则下策略竞价的供给函数均衡(SFE)模型,分析了其市场势力对两种市场的影响。研究表明,与单纯电量市场相比,电量与备用共同市场在获取足够备用容量的同时,不会增加系统支付费用,实际上电量支付费用还会有所减少,而市场出清电价会略有降低。最后采用发电企业完全对称性假设,给出了不同企业数目情况下的算例结果。     

Pricing and procurement of operating reserves in competitive pool-based electricity markets

The changing structure of the electricity supply industry is bringing procuring and pricing of operating reserve into a new focus. The efficient rationing and pricing of operating reserve is an important issue to be dealt with in competitive electricity markets, as it is needed to maintain system reliability when economically efficient transactions are accommodated in the power system. This paper sets forth a comprehensive theory for procurement and pricing scheme for operating reserve. The theory is based on capacity–reliability correlation analysis and is compatible with electricity auction in the context of electricity supply industry deregulation. Considering various elements including available capacity of generator, outage cost, reliability index and so on, the capacity–reliability correlation analysis which reflects the equilibrium condition for procurement of operating reserve capacity is built based on an optimal pricing model. Value of capacity and energy of reserve can then be derived. Using the correlation analysis, a novel mechanism for monitoring the existence of participant's gaming behavior is also developed. The optimal pricing of the reserve capacity in a deregulated market is proposed to achieve social welfare-maximization. Simple case studies are carried out to demonstrate the efficiency and the validity of the proposed scheme.     

美国调频辅助服务市场的定价机制分析

调频辅助服务对于维持电力系统稳定运行有着重要的作用,合理的调频产品设计及定价机制有利于促进调频资源的优化配置。随着可再生能源和储能装置的发展,系统调频需求增大,尤其是对快速调频资源的需求,单一调频容量价格将难以合理地补偿调频资源成本,为此美国能源监管委员会(FERC)要求调频辅助服务市场引入基于调频里程和调频性能的定价机制。文中梳理了美国宾夕法尼亚—新泽西—马里兰州联合电力系统(PJM)、加利福尼亚州独立系统运营商(CAISO)和美国德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)的调频市场定价机制,对比分析其交易标的、里程定价、市场组织时序、机会成本计算方法等主要环节的具体做法及适用情况。最后,结合当前中国电力市场改革现状,从不同的市场阶段提出建设调频辅助服务市场的可行建议。     

Comparison of security constrained economic dispatch formulations to incorporate reliability standards on demand response resources into Midwest ISO co-optimized energy and ancillary service market

The purpose of this paper is to analyze three formulations developed to facilitate participation of demand response resource Type-1 in the Midwest ISO's co-optimized energy and ancillary service market. While these three formulations appear similar on the surface, careful analysis will show that they can have different impacts on clearing and pricing outcomes. Based on this analysis, the formulation that can maintain reserve product priority and reserve clearing price order is selected and implemented in the Midwest ISO Security Constrained Economic Dispatch (SCED) and Security Constrained Unit Commitment (SCUC) market clearing processes. A 5-bus system is used to illustrate the features of each approach. This paper focuses on SCED formulations. The impact from the discussed formulations on SCUC should be similar.     

基于高峰负荷定价理论的运行备用获取和定价

在以“三网分开、竞价上网”为主要特征的电力市场环境下，如何在兼顾经济性和运行可靠性的前提下获取适当的运行备用容量以及如何确定其价格成为十分重要的问题，文中对传统的高峰负荷定价理论在电力工业中的应用进行了扩展，提出了一种新的运行备用定价机制，该定价机制与现行的市场运营模式相适应，在假设电力市场运营机构能够准确评估事故成本和发电公司自愿申报其提供备用容量的真实成本的前提下，可以获得兼顾电力市场运营经济性和运行可靠性的最优运行备用的获取和定价方案，并为市场参与者提供有用的价格和可靠性信息。