促进新能源消纳的省间、省内两级电力现货市场运行机制

随着中国新能源装机容量的快速增长,消纳任务愈发艰巨.电力市场建设也需要结合电网发展特点,寻找高比例新能源背景下的市场模式.文中在分析西北区域现行两级调峰辅助服务市场运行机制存在问题的基础上,提出了未来区域电网省间、省内两级电力市场协调运行中的关键问题及解决措施,建立了以最大化消纳新能源为目标的市场间优化协调机制,设计的机制可以推动省间、省内多个市场之间的有序衔接,促进电能的优化配置和调峰资源的有效利用.通过某省级电力市场实际运行数据,对所提出的两级市场协调机制进行了模拟计算和对比分析,结果验证了设计机制的有效性.     

省间电力现货交易机制设计与探索

随着电力市场化改革的逐渐深入和新能源渗透率的快速提升,我国电源结构和电力供需情况正在发生深刻变化,从而对新能源消纳和省间余缺互济提出了更高要求。目前省间余缺互济市场化机制缺失,亟需开展省间电力现货交易,通过市场化手段开展省间余缺互济,促进可再生能源大范围消纳。文章在跨区域省间富余可再生能源现货交易实践基础上,结合电网实际运行需要,进一步扩大交易范围、丰富交易主体、完善交易机制,建立了省间电力现货交易整体框架,设计了市场衔接、竞价出清、多级调度协同运作等关键机制,提出了市场出清模型。最后通过算例分析验证了上述机制的可行性和有效性。可为开展省间电力现货交易提供切实可行的实施路径和技术方案。     

分段竞价在区域电力市场中的应用方案

结合分段竞价的基本规则和原理模型,对分段竞价在区域电力市场中的应用难点进行了研究。在优先安排水电后,讨论了修正后负荷曲线划分容量段的实用方法;针对区域电网需要根据各省差异而划分价区的实际情况,在竞价出清过程中引入了省间潮流断面约束,从而实现了自动划分价区;在竞标选择和约束下调时,结合机组最小技术出力和省间潮流断面输送容量约束,采用按比例的方法分配报价相同机组的容量。考虑了负荷容量平衡、机组出力、省间潮流断面等约束,建立了区域电力市场分段竞价数学模型。结合以上实用化处理方法,该模型可以采用排队算法求解。对包含87台火电机组的实际系统进行仿真计算,验证了该方法的有效性。计算结果显示区域电力市场采用分段竞价方式,对电网公司和发电公司都是较好的方案。     

区域电力市场竞价交易模型与交易机制的研究(一)竞价交易模型及其机理、水电参与市场竞价的模式及电网安全校核机制

在设计区域电力市场的竞价模式和规则时,必须考虑资源优化配置与资源公平配置的有效协调,坚持做到公开、公正、公平的“三公”原则,努力实现各方利益的平衡协调,同时还要充分考虑如何保证电网的安全稳定运行,努力实现市场交易与电网调度的有效配合。基于上述理念,文中深入分析研究了影响中国区域电力市场竞价机制的因素、区域电力市场竞价的目标模式选择、区域电力市场竞价交易模型与竞价交易机理及水电参与市场竞价的模式,提出了兼顾电网调度、电网安全稳定运行与市场交易相协调的区域电力市场竞价交易模型及电网安全校核机制。     

区域电力市场中月度撮合交易竞价机制研究(一)考虑输电价格和输电损耗折价的MCP结算机制

设计了考虑输电价格和输电损耗折价,并按MCP结算的区域电力市场月度撮合交易竞价机制,它主要解决了区域电力市场中省级电网间存在跨省输电价格情况下的竞争交易问题.在理论分析的基础上,对所提出竞价机制的具体交易流程进行了说明,并给出了算例,以期能够为我国区域电力市场竞价交易机制设计提供理论上的依据和参考.     

发电厂竞价对调峰辅助服务市场的影响分析

华东电网电源负荷严重过剩,部分省(市)电网出现了低谷调峰容量不足的问题,调峰市场有效地实现了省间调峰互济,但参与调峰市场的发电机组不同的竞价策略会对市场产生不同的影响。文章在华东电力调峰辅助服务市场的背景之下,首先介绍了调峰辅助服务市场的出清流程和买卖双方的电量结算,分析发电机组在制定竞价策略时考虑的4类因素,并根据申报电力、电价的高低制定了4种竞价策略,进一步分析不同的竞价策略对调峰市场以及其他发电机组的影响。通过算例分析,得到了发电机组4种不同的竞价策略对调峰辅助服务市场与其他发电机组的影响,对华东电网即将开展电力调峰辅助服务市场试运行和研究类似问题的电网企业具有重要的参考价值。     

微电网并网运行的市场运营机制设计

在输配分开的电力市场环境下,为了实现微电网的智能化市场运作,需要结合微电网自身特点设计一套可行的市场运行机制。提出“发电驱动负荷”模式,在保证与主网电力市场相容的基础上,基于多代理系统的市场运营控制体系,计及可中断负荷和储能装置的灵活市场行为,融入需求侧响应机制,负荷用户可根据自身相对需求向微电网市场控制平台提交需求报价信息,构建微电网并网运行的合同市场和实时平衡市场,设计了竞价规则和模型,并针对几个关键问题进行了讨论。     

考虑发电成本省间差异的区域电力市场竞价机制

针对我国区域电力市场中普遍存在由于省间经济发展不平衡而导致的发电成本省间差异较大的问题,基于差异性电力租金理论,以地理位置差别和优势产生的差异性电力租金为税源,向低成本省的发电机组征收区域电力平等基金税,建立考虑发电成本省间差异的区域电力市场竞价机制.算例分析表明,该机制可以提高发电成本较高省的机组出力水平和市场占有率,在一定程度上保护了发电成本较高省机组的市场竞争力,实现了不同省的同类型发电机组之间的公平竞争.     

分段竞价的电力市场

目前世界各国的电力市场在如何形成实时电价方面出现了一些问题和困难。这些问题和当前采用逐时段竞价以形成实时电价的方式有关。该文讨论了这种分时竞价方式的弊端及理论背景。在此基础上,提出了分段竞价的概念及相应的电力市场机制,然后比较这两种电力市场机制的特点,并说明了分段竞争价电力市场不仅符合电力运行的特点,便于竞价运营,而且具有更高的市场效率。     

电力实时平衡调度交易市场运作机制及模型的研究

电力实时平衡调度交易是保证电网在市场环境下安全稳定运行的关键，是竞争性电力市场的重要组成部分，是电网调度决策的一项重要内容。文中对电力实时平衡调度机制、实时平衡交易市场的设计及运作流程、机组报价、实时调度交易计划的制定及其安全校正机制、电网阻塞在线校正机制、实时平衡辅助服务、实时平衡交易市场的电价机制及结算机制等进行了分析研究。为尽量避免市场投机行为，文中还探讨了市场成员在实时平衡交易市场申报竞价数据的时间提前量与买时平衡交易市场的电价机制之间的协调关系。最后，对电力实时平衡调度自动控制系统的结构与功能进行了详细设计。     

现货市场新能源参与方式及其对市场出清价格的影响分析

在我国新一轮电力市场改革背景下,电力现货市场建设进程进一步加快。随着新能源装机的快速增长,将会对电力现货市场竞价交易带来很大影响。基于我国试点运行的现货交易机制,对现行几种新能源参与市场模式进行了分析并提出了适用于新能源快速发展阶段的市场参与机制。建立了包含新能源参与的省级日前市场机组组合模型和实时市场安全经济调度模型。基于某省级电力市场实际运行数据,分析了新能源参与现货市场的不同方式对市场出清价格的影响,讨论了不同新能源渗透率条件下的市场运行结果,为省级现货市场建设提供了参考。     

计及电价不确定性和损耗成本的储能竞价策略

储能是促进新能源消纳、提高电力系统稳定性和灵活性的有效措施。然而储能参与电力市场的策略极其复杂,现已成为实现储能商业化应用的关键问题之一。文中提出储能在日前和实时市场价格不确定环境下考虑循环损耗成本的最优竞价策略。为权衡储能多次循环增加的售电利润和损耗成本,在制定储能竞价策略时,将其循环损耗成本的影响计及在内,并充分考虑电池充、放电深度对循环损耗成本和利润的影响;在日前市场中建立电价-电量投标模型,对电价和电量同时进行投标以充分考虑电价不确定性;在实时市场中建立电量投标模型对日前市场投标进行弥补修正,使竞价策略更加合理与优化。算例验证了所提储能竞价策略的有效性,并说明所建模型可以确定最优电池充、放电深度。     

计及广义负荷不确定性和激励型需求响应的电力现货市场竞价方法

以国内目前电力现货市场运营机制为基础,提出一种计及分布式发用电单元功率预测不确定性以及激励型需求响应资源功率调节能力的广义负荷参与日前电力现货市场竞价的方法,并构建相应的市场出清模型。统计得到广义负荷净功率预测误差的条件概率分布,推导广义负荷日内购电期望和需求响应补偿的成本函数,揭示价格引导模式下广义负荷激励型需求响应的响应量-申报电价-申报电量之间的关系,使广义负荷原本多元、随机的报价曲线等效转化为符合市场统一规范的一元确定性报价曲线。采用不均匀最优分段技术将连续型报价曲线转化为规范的离散型阶梯曲线,并将其代入动态市场出清模型中进行竞价出清。仿真结果验证了出清电价对分布式新能源发电和负荷用电平衡情况的刻画能力。     

面向多级市场出清的负荷聚合商联合交易策略

在以新能源为主体的新型电力系统发展模式下,电网将面临灵活性资源严重不足的问题,亟需引导用户侧可调控资源主动参与系统的平衡调节服务。提出一种考虑日前主能量市场、日前备用市场及实时平衡市场的多级市场衔接框架,基于负荷聚合商引导终端用户参与至多级耦合市场的市场化调度中。在日前主能量市场与备用市场,提出负荷聚合商可调节负荷状态感知模型及日前电能量与备用联合市场的竞价模型,系统运营商实现日前主辅能量市场的阶段性出清。在实时平衡市场,提出负荷聚合商基于用户侧富余可调节资源的实时平衡市场竞标模型,系统运营商基于实际系统运行需求实现平衡资源的出清与备用资源的调度。最后基于 IEEE 30 节点系统验证了所提出市场框架可有效激励用户侧主动响应电网调控需求、降低系统供需不平衡风险。     

可再生能源发电对实时电价的影响分析——德国电力现货市场的数据实证

电力现货市场实时交易可充分发挥市场调节作用,促进可再生能源消纳。基于数据实证分析可再生能源发电对实时电价的影响,对理解现货市场运行规律、开展市场成熟度评价等具有重要参考价值。选取德国电力现货市场开展数据实证,收集发电量、负荷量、预测误差、价格等多因素数据,基于时间序列特征表示方法,研究可再生能源发电对实时电价的影响。首先,使用特征表示方法将时间序列时域模型转化为特征向量。然后,采用贪婪向前特征选择算法提取关键特征,最大化因素间差异。接着,分别基于全部特征和关键特征讨论了多因素间的相关性,并构建了影响机理网络图。实证结果表明德国电力现货市场实时电价主要受到风力发电量预测误差影响,因素间相关性主要来自时间序列的傅里叶变换、小波变换、离散符号化等特征。最后,通过中德电力现货市场的定量对比,指出中国广东电力市场实时电价更易受新能源发电量而非预测误差的影响。     

丹麦新能源参与电力市场机制及对中国的启示

中国新能源消纳矛盾突出。随着中国电力市场的建设,如何借助市场手段促进新能源消纳备受关注。其中,新能源如何参与电力市场、电力市场如何平衡新能源波动是关键问题。国外多数新能源富集国家都有成熟的电力市场,在电力市场消纳新能源方面积累了诸多经验。深入分析国外新能源参与电力市场经验将对中国新能源消纳及电力市场建设提供参考。选取丹麦作为欧洲经验的代表,研究丹麦新能源参与电力市场的机制以及对中国的启示。首先分析了丹麦电力系统及新能源发展情况,其次介绍了丹麦电力市场框架和相应规则,在此基础上研究了丹麦新能源参与电力市场的机制,最后结合中国新能源政策和电力市场建设,提出了对中国的启示。     

华北区域电力调峰辅助服务市场分析与运行评估

新能源大规模并网对电力市场设计与电力系统运行尤其是电力调峰带来了全新挑战.首先,提出在中国以燃煤为主的电源结构下开展华北调峰辅助服务市场建设的必要性;然后,从调峰服务申报、出清机制与结算机制等方面分析华北电力调峰市场机制设计;最后,结合2020年度华北电力调峰市场实际运行情况,从市场力及市场主体报价行为、市场出清及运行情况、市场社会效益3个层面构建调峰市场运行绩效评价指标体系,全面反映了调峰市场力、市场供需关系、市场运行有效性以及市场运行机构运营水平,为中国电力市场体系建设提供了有益参考.     

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。