欧洲战略备用机制对我国发电容量充裕性问题的启示

确保发电容量充裕是电力系统安全运行和电力市场稳定的必要条件,是电力工业发展中需要解决的核心问题之一。随着全球能源电力低碳转型,电力系统发电容量充裕性面临着严峻挑战,国际上已实施多种容量机制。文章结合欧洲能源转型及电力市场化改革过程梳理容量机制的建设背景、发展脉络及现状,重点分析欧洲2019/943法案推荐近期适用的战略备用机制,及该机制在芬兰、德国、比利时的设计细节。双碳目标下,我国煤电将由主体电源转变为调节性、支撑性电源,亟需容量机制保障其安全平稳转型。文章梳理了我国煤电容量机制现状及问题,指出战略备用机制具有良好的适用性,分析设计实施该机制的关键问题,为国内容量机制建设提供了决策参考。     

发电容量充裕性保障机制国际实践与启示

电力能源绿色转型和现货市场加快推进使得中国发电容量充裕性保障机制建立及其路径选择问题日益迫切。围绕此问题,梳理容量充裕性保障机制的国际实践经验,综合比较稀缺定价、容量市场和容量补贴电价3类机制的基本原理、总体框架与核心制度、机制优劣与适用条件;以容量市场为重点,比较分散式、集中式和可靠性期权3类市场模式,归纳以容量配额、资格审查和市场交易为核心制度的基本框架体系,研究各个市场拍卖制度设计和容量需求曲线计算方法;阐释智利补贴机制中容量电价和充裕容量的核定原理与方法,探讨稀缺定价机制在社会政治层面的局限性及监管两难问题。最后,就中国容量充裕性保障机制建设问题,提出与中国电力市场建设发展相适应的分阶段建议。     

发电容量充裕性的混合优化

在发电容量充裕性的研究中,需求侧管理及需求侧备用市场通常是与发电侧备用市场孤立的.为改进发电容量充裕性控制,在低电价可中断负荷和高赔偿可中断负荷协调控制的基础上,将实施分时电价作为预防控制,将调用发电侧备用容量、中断需求侧低电价与高赔偿可中断负荷容量作为事故后控制.基于其不同的技术特性和经济特性,提出协调模型和优化算法,定量研究预防、事故后控制及其协调控制的效果.仿真验证了风险协调对备用服务的显著改善.     

综合资源规划下发电容量充裕度的优化设计方法

分析了电力市场中影响发电容量充裕度的因素,将区域外购电和需求侧响应作为备用容量资源,用于协调可用发电容量,并据此定义发电容量充裕度,给出了一种发电容量充裕度评估方法,用以量化评估系统充裕度,从而达到监控及保证发电容量充裕性的目的.并通过算例验证了所提方法的有效性,为电力系统规划、运营以及监管提供参考.     

保障发电容量充裕度的可靠性期权机制综述及启示

发电容量充裕度是保障系统安全、实现资源长期优化配置的要求,已引起我国多个电力市场试点地区的重视.国际上已实施多种容量机制,但经验表明,容量机制可能导致市场扭曲、容量过剩等问题.可靠性期权是一种具有物理结算意义的金融产品,具有无扭曲、高可靠性等优点.首先分析其通用框架,包括结算原理、结算参数、需求曲线、运作流程等要素.然...     

电力市场中发电容量充裕性评估方法及保障机制

随着电力市场化改革的推进和可再生能源占比的提高,如何评估并保障系统发电容量充裕性成为确保电力可靠供应的重要问题。文中提出一种可以定量计算每台发电机组充裕容量和系统发电容量充裕度的方法,从而评估机组可靠性价值和系统发电容量充裕性水平。基于发电容量充裕性评估方法和边际成本定价原理,设计一种发电容量充裕性保障机制。容量电价根据年度峰值负荷期间运行的边际机组的投资成本确定,充分考虑机组实际发电能力及系统实际需求来核定补偿容量,从而帮助发电企业在计划投资回收期内回收固定成本,保障系统发电容量充裕性。算例仿真验证了所设计的机制的有效性和适应性。     

电力市场环境下的发电容量充裕性(一)单一能量市场情形

能否完全依靠单一能量市场来确保发电容量充裕性是一个存在广泛争论的重要问题。研究了在完全竞争的单一能量市场中的发电容量充裕性问题,建立了相关的理论分析模型,研究结果表明没有足够的理论依据证明这种市场模式能够确保发电容量充裕性;根据对采用这种市场模式的实际电力市场的运营情况分析,表明了单一能量市场在引导充裕发电投资方面确实存在问题。理想条件下的理论模型分析和现实情况下的影响因素讨论均表明,单一能量市场模式难以确保发电容量的充裕性。这些研究有助于理解和把握电力市场环境下发电容量充裕性问题的基本特征。     

电力市场环境下的发电容量充裕性(三)市场设计要素与原则

如何设计确保发电容量充裕性的方法是一个涉及面很广的困难而复杂的问题。力图从较广阔的视角对此进行探索。一方面,讨论了在电力工业之外的与确保发电容量充裕性相关的一些重要问题,包括外部政策、政府职能等;另一方面,从电力市场设计的角度阐述了确保发电容量充裕性的责任主体、设计思路、需要关注的问题,并在对现有方法综合分析的基础上,提出了确保发电容量充裕性的方法所应具备的特征。     

基于实物期权理论的发电投资决策和容量充裕性评估

电力工业的市场化改革一方面为发电投资决策带来了更多的不确定性因素以及由此而引起的风险,另一方面也给政府主管部门或监管机构带来新的挑战,即应如何设计有效的市场机制以保证系统的发电容量充裕性进而供电可靠性。假定在投资者制定发电投资决策时所面对的不确定性因素主要来自于负荷增长的前提下,基于实物期权理论,构造了适用于电力市场环境下发电投资决策的新的方法框架,建立了相应的数学模型,提出了求解方法。该方法框架可以处理多个投资者参与发电投资的情形。在此基础上,研究了单一能量市场模式、容量费用模式和装机容量市场模式对发电投资决策进而整个系统发电容量充裕性的影响。最后,用仿真算例说明了该方法的基本特征。     

基于实物期权理论的发电投资决策和容量充裕性评估

电力工业的市场化改革一方面为发电投资决策带来了更多的不确定性因素以及由此而引起的风险,另一方面也给政府主管部门或监管机构带来新的挑战,即应如何设计有效的市场机制以保证系统的发电容量充裕性进而供电可靠性。假定在投资者制定发电投资决策时所面对的不确定性因素主要来自于负荷增长的前提下,基于实物期权理论,构造了适用于电力市场环境下发电投资决策的新的方法框架,建立了相应的数学模型,提出了求解方法。该方法框架可以处理多个投资者参与发电投资的情形。在此基础上,研究了单一能量市场模式、容量费用模式和装机容量市场模式对发电投资决策进而整个系统发电容量充裕性的影响。最后,用仿真算例说明了该方法的基本特征。     

电力市场发电容量充裕度分析系统设计

电力市场发电容量充裕度分析系统可以用来分析电力市场环境下的发电容量充裕度水平,为系统的运行和电力的投资提供支持。在分析国际上几种典型的保持发电容量充裕度的机制的基础上,分析了影响发电容量充裕度的主要因素、功能、指标,并提出2种新的结合经济目标的分析指标：充裕度不足损失和裕度效益。建立了电力市场发电容量充裕度的分析子系统的系统结构和分析流程,该分析子系统配置灵活,适应性强,能够满足电力市场不断发展的需要。     

基于发电容量充裕度估计的发电公司检修策略

电力市场环境下,发电公司在制定下一年度的发电机组检修计划时,首先需要预测未来1年各交易时段的电价,并尽可能将检修安排在电价较低的时期内进行,以减少收益损失。针对装机容量不太充裕的电力现货市场中电价波动大、难以直接准确预测的问题,提出了首先基于历史数据模拟市场电价与发电容量充裕度之间的函数关系,然后根据负荷预测结果和对其他发电公司检修起始时间的概率估计求取系统发电容量充裕度,进而预测现货市场电价的新方法。在此基础上构造了基于机会约束规划的发电公司最优检修策略模型,给出了求解方法,并用算例进行了说明。     

发电商容量持留对电力系统充裕度的影响

针对发电商容量持留对电力系统充裕度的影响问题,根据发电商容量持留激励建立节点电 价机制下的发电商最大收益模型,并通过循环博弈模型来考察多个发电商的容量持留。通过该模 型和蒙特卡罗模拟法研究发电商容量持留对电力系统充裕度的影响,揭示了发电商容量持留对系 统可靠性的作用。在此基础上进一步研究线路约束和市场集中度对电力系统充裕度的影响,同时 对不同节点上的容量持留对系统可靠性的影响进行了细致分析,并提出了提高系统可靠性的发电 商容量持留抑制措施。通过IEEE RTS-79网络算例说明了该理论和方法的正确性。     

大规模风电场的发电充裕度与容量可信度评估

风力发电异于常规电源的运行特性,这使得关于它的系统发电充裕度评估技术与传统方法有所不同.在通用风速模型基础之上,综合考虑风机的输出功率特性以及风向的统计分布特性,建立了风电场的发电可靠性评估模型;同时还考虑了多种尾流情况的影响,建立了尾流效应模型;并采用解析技术,在 IEEE 的可靠性测试系统中对不同实验方案下含风电场的系统总体发电充裕度和风电场的容量可信度进行评估.评估结果验证了混合考虑不同情况尾流对发电充裕度的影响程度,以及在计算时选取的风电场容量模型状态数对结果准确性的影响程度和它与系统风电穿透率水平之间的关系;还验证了风况、风场布局和风电穿透率水平等因素对等风电场的容量可信度的影响程度