兼顾正负旋转备用的华中电力调峰辅助服务市场设计与实践

由于中国华中地区区外受电不断增大、区内新能源快速发展,加之近年来区内电力平衡从华中四省富余转向部分省份部分时段紧缺,华中电网实际运行中面临部分省份低谷调峰困难和高峰备用容量不足等问题。迫切需要通过市场化机制打破省间壁垒,促进省间调峰互济,从而提升华中电网消纳可再生能源能力和系统运行经济性。文中重点介绍了华中电力调峰辅助服务市场设计的时代背景、基本原则和基本理念、市场运营规则,并针对性地分析了与水电应急交易的关系、与"两个细则"的关系、与中长期交易的关系、网省两级安全校核协调机制等相关问题。实际电网的运行实践表明,所设计的电力调峰辅助服务市场能够实现正负旋转备用在华中全网范围内的优化配置。     

东北电网电力调峰辅助服务市场设计与实践

中国"三北"地区风电装机及热电装机容量迅猛增长,导致电网调峰矛盾日益突出。2014年,东北电网建设了电力调峰辅助服务市场,意图采用经济杠杆和市场手段来调动火电企业调峰的积极性,提高清洁能源的消纳能力,缓解电网调峰的紧迫压力,确保电网安全稳定运行。为了给进一步完善东北电力调峰辅助服务市场规则奠定基础,文中重点介绍了东北电力调峰辅助服务市场的时代背景、设计目标、基本理念,以及详细的市场规则设计、运行实践、存在的问题等。实践结果表明,东北电力调峰辅助服务市场在提高系统调峰能力、促进清洁能源消纳等方面取得了良好的效果。     

考虑跨区直流调峰的新能源参与电力平衡可信容量提升方法研究

“碳达峰、碳中和”背景下，能源转型和绿色发展迎来新机遇。合理制定新能源纳入平衡的方案，指导火电装机规划，对科学“减碳”具有重要意义。为此，该文以西北电网为例，研究提出了考虑跨区直流备用调峰的新能源参与电力平衡可信容量的提升方法。首先，结合新能源出力特性，分析了不同空间、时间下的新能源可信容量变化规律，分析降低保证率提升新能源可信容量的可行性。其次，分析了新能源参与电网平衡的机理，推导出在确定的火电装机降低预期下，新能源可信容量提升与直流跨区调峰之间的量化关系。最后，分析了西北、华东电网负荷的“错峰效应”，给出了跨区直流备用调峰的送端电网新能源参与平衡的方案。实例表明，直流参与跨区调峰后，可显著增加新能源可信容量、有效降低火电开机、增加新能源发电量，通过直流低频次、短时支援，进一步发挥特高压跨区直流资源优化配置作用，提高送端电网的清洁占比。该文所提方案兼顾电网供电可靠性与新能源消纳需求，可指导火电和新能源装机规划，加强科学“减碳”顶层设计，服务“双碳”目标落地。     

面向东北电网调峰辅助服务市场交易主体的分摊上限动态机制设计

东北电网现行的调峰辅助服务市场机制难以应对市场结构变化带来的交易主体实际调峰收益低于预期、积极性降低等问题,且难以满足未来我国以新能源为主体的新型电力系统发展需求。在介绍东北电网现行调峰辅助服务市场费用分摊机制的基础上,分析其局限性,提出面向市场参与主体的分摊上限动态调整机制,以保障调峰供应方的调峰收益;构建以市场交易主体综合收益最高为目标的动态分摊上限数学模型,并提出用于评估调峰辅助服务市场的指标体系。基于辽宁省电网实际运营数据的算例结果验证了所提机制的合理性与有效性。     

考虑火电调峰资源协调优化的广西调峰辅助服务市场实践

为充分激发火电机组调峰意愿,促进水电等清洁能源的就地消纳,中国南方电网在中国广西试点区域内实施首个省级调峰辅助服务市场.文中重点介绍了广西调峰辅助服务市场的交易品种、交易组织形式、出清模型和方法、结算分摊机制、工程化问题及处理方法.出清模型除考虑常规深度调峰和启停调峰资源外,还考虑了机组启停调峰热备用的调用,充分挖掘了火电机组的调峰潜力.同时,约束条件考虑了机组的启动和停机过程,更符合火电机组实际调峰特性.基于文中模型和方法研发的技术支持系统已在广西调峰辅助服务市场投入实际运行.算例分析及运行实践表明,所提模型和方法是有效的且研发的技术支持系统能满足实际工程需要.     

区域电网省间调峰辅助服务的市场机制与出清模型

针对区域电网接纳区外清洁能源产生调峰困难的问题,提出了一种调峰辅助服务市场出清模型,采用市场化机制对参与调峰的机组进行补偿,解决了当前省间电量置换机制下电量返回困难的问题。机组根据可售调峰容量与深度调峰限值,分段申报调峰容量与补偿价格参与市场出清,出清结果满足各项机组运行约束与网络安全约束,具有良好的可执行性。调峰市场出清价格具有明确的市场指引功能,以明确的价格信号吸引更多的机组提供调峰容量,促进清洁能源在受端区域电网的有效消纳。基于区域调峰辅助服务市场模拟运行数据的算例,验证了该模型的有效性。     

跨区电网中风电消纳影响因素分析及综合评估方法研究

目前我国风电并网容量位居世界第一。风电出力的波动性和间歇性使得大规模风电并网要求电力系统留有足够的备用和调峰电源,因此未来电网面临着风电消纳、接入方式及送出通道等方面的挑战。综合考虑网架约束、跨区电力交换以及系统调峰容量等因素,基于时序生产模拟方法,研究了跨区电网风电消纳能力分析模型以及评估方法,提出了提高跨区电网风电消纳能力的措施。最后,以某跨区电网为算例进行分析,验证了所提方法和措施的有效性。     

大规模跨区特高压直流水电网省两级协调优化方法

在大电网平台下,如何利用受端电网间负荷差异与多电源发电特性来消纳区外水电及缓解受端电网的调峰压力,是中国大规模跨区直流水电输送的关键问题之一。文中以华东电网为背景,从实际应用需求出发,提出了按需供给、多电源互补的大规模跨区特高压直流水电网省两级协调电力控制和电量控制优化调度模型。华东电网2013年典型日模拟调度结果表明,与目前采用的经验调度方法相比,电力控制与电量控制模型下华东电网各省(市)电网负荷平均调峰率分别提高了21.3%和39.3%,调峰效果非常显著;此外,对华东电网2013年全年采用电力控制模型进行日96点试调度运行,结果表明全年平均调峰率提高了20.5%,充分显示了优化水电输送与分配方式的巨大潜力。     

促进负备用跨省调剂的华东电力调峰辅助服务市场设计

由于区外清洁能源来电不断增加、区内新能源发展迅猛、低谷负荷增长缓慢以及用电峰谷差逐年增加等影响,因此华东电网低谷负荷时段调峰困难问题日益凸显,迫切需要市场化机制促进调峰资源建设。文中重点介绍了华东电力调峰辅助服务市场设计的市场定位、基本原则、市场运营规则,并针对优先使用省内调峰资源的原因、统一边际电价出清机制、"谁引起,谁分摊"的分摊方式、各方收益以及与其他省级市场的衔接方式等关键问题进行了探讨。基于调峰困难典型日算例分析了华东调峰辅助服务市场的组织过程、结算方式和分摊原则;基于实际模拟调电分析了华东调峰辅助服务市场的运行效率、市场出清量价相关性。通过实际系统的仿真和实践运行表明,所设计的电力调峰辅助服务跨省调剂机制有效且有助于促进调峰资源在省间优化配置。     

电力动态

正5月4日,宁夏电力辅助服务市场正式进入试运行阶段,标志着宁夏率先成为西北区域电力辅助服务市场的试点省区。宁夏电力辅助服务是指并网发电机组、可调节负荷或电储能装置,按照电网调峰需求,通过调整机组出力,从而改变机组运行状态或调节电网负荷所提供的服务。据了解,宁夏电力辅助服务市场试运行阶段服务包含实施深度调峰交易、调停备用交易、可调节负荷交易和电储能交易4个交易品种,宁宁夏电力辅助服务市场正式试运行     

考虑可再生能源参与的调峰交易机制设计

长期以来,可再生能源一直被认作系统调峰资源的消费者,不能主动参与电力调峰。针对中国当前电力体制、市场机制和电力调度方式,探讨了调峰概念的定义和内涵,指出其具有普遍性、多样性、经济性、持续性和指向性5个显著特征,分析了各类资源提供调峰的效益与优势,在此基础上指出了可再生能源参与调峰交易的可能性和必要性。从调峰服务5个特征的角度,评述了国内已开展的调峰补偿和交易机制,并针对中国现货市场建立之前的过渡期,以理想调峰曲线作为调峰贡献的参照基准,以单位时段内上下调整功率作为交易标的,设计了考虑可再生能源参与的调峰市场交易机制,以期通过调峰交易激励各类资源提供调峰,促进可再生能源消纳和节能减排。算例分析表明了该交易机制的有效性和可行性。     

基于供需双方竞标的辅助服务交易新机制

在竞争的电力市场中,各发电公司、电网公司和供电公司分属不同的经济实体,这导致在系统运行、规划和设计中对于系统安全可靠性因素的考虑与传统电力系统存在着巨大的区别。市场环境下的电力交易应由供需双方共同确定,基于这一原则,作者通过求取辅助服务所导致各节点供(用)电可靠性增加值及用户乐于为该可靠性增加值所支付的费用,在电网安全性供给方与电网安全性需求方(即辅助服务提供商与对电网安全性提出要求的用户)之间建立了一种等价关系,使得用户对电网使用的安全可靠性和提供辅助服务之间具有了可比性。以此为基础,在电力系统运行中提出了一种基于供需双方竞标的辅助服务交易新机制。最后,以IEEE32机24节点可靠性测试系统为例,检测了所提模型的合理性及算法的可行性。     

基于火电分级调峰深度的西南水电跨省消纳空间分析

准确掌握受端电网清洁能源消纳能力,是实现清洁能源从富集区外送、跨网消纳的先决条件。在考虑送受电双方清洁能源消纳的基础上,以受端电网调峰火电机组为优化对象,建立了受电区外购电最大接纳空间测算模型。以某实际电网为算例,将火电调峰深度作为衡量电网调峰能力指标,以5%为梯度,设置了调峰深度40%~75%,共8个场景,测算了8种场景下西南水电最大消纳空间。结果表明:随调峰深度的逐渐增加,受端电网水电可接纳量增加,剩余负荷标准差较原始负荷显著下降;当火电调峰深度达到70%时,电网接纳能力达到最大。研究结果可为西南水电跨省消纳及后期辅助服务市场设计提供参考。     

四川电力辅助服务市场建设的思考

电力辅助服务市场是保障新型电力系统安全稳定高效运行的基础。中国电力辅助服务市场建设不断向纵深推进,产品种类不断丰富,分摊机制持续优化,出清规则逐步完善。但四川地区电力辅助服务市场建设相对滞后,存在产品种类与提供主体相对单一、市场成熟度相对偏低等问题。文中通过系统总结中国电力辅助服务市场的发展历程和经验,紧密结合四川资源禀赋和电网特点,对四川电力辅助服务市场建设进行了分析,并提出丰富辅助服务品种、培育新型市场主体、完善补偿分摊机制、做好市场衔接等建议,可为四川地区电力辅助服务市场建设提供支撑。     

国外促进新能源消纳的典型市场机制分析

新能源消纳问题正在困扰着中国电网,由于电源结构、电网输送能力、新能源增速等多重原因导致了中国弃风弃光问题日益突出。首先分析造成中国新能源消纳问题的主要原因,在总结新能源保障性消纳和参与市场2种消纳方式的基础上,介绍5种国外促进新能源消纳的典型市场机制,包括新能源发电预测、电量偏差处理机制、调峰机制、跨区跨国消纳机制、可再生能源配额制。结合上述国外市场机制,分析中国新能源消纳市场机制现状,最后从提升预测水平、建立市场机制、偏差电量处理、调峰辅助服务、扩大消纳范围等方面为中国新能源消纳给出具体建议。     

数据网络参与多调峰辅助服务市场组合优化调度策略

数据中心负荷是负荷侧具有极大应用前景的可调节资源,云计算及大数据技术确保了数据中心能够通过网络将数据负荷快速地进行地域转移,与此同时,智能电网、自动需求响应等技术的发展,为快速自动地调整数据中心电负荷提供了可能。目前我国电力供应总体富余,调峰问题尤其是低谷调峰成为系统运行管理的困难环节之一。作为一种优质需求响应资源,数据中心能够通过数据网络在多个电力市场中实现电力电量的转移,具备极强的调峰潜力。文章设计了数据中心参与调峰辅助服务市场的需求响应方式,提出了数据网络参与多调峰辅助服务市场的总体架构,并建立了数据网络参与调峰辅助服务的决策模型,算例表明,所建模型的最优调度方案能够保证数据中心在参与多个电力市场调峰辅助服务市场时的调峰有效性与自身运行的经济性。     

电动汽车参与电网调峰的关键技术研究综述

在“双碳”目标下,电动汽车凭借于其低碳、低污染的优势受到广泛关注。近些年,在国家政策的引导下,电动汽车的发展十分迅速,但大规模电动汽车的无序充电也将会对电网的安全稳定产生不利的影响,而合理的调度电动汽车的充放电行为参与电网调峰,不仅可以降低其对电网产生影响,还可以产生可观的效益。首先对电动汽车参与电网调峰的潜力和经济性进行分析;然后从电动汽车参与调峰辅助服务市场的交易方式、市场交易策略、可调节容量、充放电控制策略等方面展开分析,重点梳理了相关的最新研究成果,并针对研究中存在的问题结合新技术提出了可能的研究方向;最后结合实际情况,提出了大规模电动汽车参与调峰仍面临的一些问题。     

第三方独立主体参与华北电力调峰市场规则设计与实践

华北地区火电机组因供热调峰能力受限,且利于调峰的水电机组占比小,随着新能源装机不断增长,电网调峰问题日益突出。负荷侧资源中电动汽车、分布式储能、电采暖等设备具有充用电功率和时间可调节的特性,参与电网优化控制的空间大。结合华北电网结构特点和负荷特性,设计了第三方独立主体参与华北电力调峰辅助服务市场规则,提出了负荷侧资源参与省网调峰市场申报、出清、结算和分摊的原则与方法,对负荷侧资源参与省间调峰市场进行了有益思考。第三方独立主体参与京津唐电网调峰市场试点运行表明,负荷侧资源在市场机制引导下初步改变了"反调峰"特性,有效提高了电网调峰能力,促进了新能源消纳。