基于预招标的月度偏差电量平衡机制及其多周期发电调度优化模型

我国以年度和月度电量为交易标的物的中长期电力直接交易市场中,传统的偏差电量平衡机制注重于调度的灵活性,未充分考虑偏差调整的经济性。随着各省大用户直接交易电量规模的不断扩大,传统方式已很难满足市场运行对于公平性和经济性的双重需要。该文设计一种基于预招标的月度偏差电量平衡机制,能够实现月度偏差电量调整成本的最小化以及低成本机组对高成本机组的替代发电,有效提高系统运行的经济性;根据所设计的偏差电量平衡机制,该文考虑月度和日前用电需求预测偏差、机组运行约束、电网运行约束等因素,建立月度预发电计划滚动修正、日前发电计划优化、日内发电计划调整的多周期发电调度优化模型;最后,通过IEEE-30标准节点系统的算例仿真,验证了所提机制及模型的有效性。     

适应月度直接交易的电量安全校核模型及方法

年、月度直接交易是本轮电力体制改革的重要特征,机组的交易电量合同作为月度计划制定的约束条件,要求刚性完成。因此,调度部门如何在综合考虑未来月电力平衡、电网安全、机组运行约束的前提下,对电厂签订的电量交易合同进行精细的月前安全校核、分析交易电量合同能否完成,是本轮电力体制改革面临的重要难题。对此,提出了适应月度直接交易的电量安全校核模式、模型和方法,能够在满足电网运行安全约束的前提下,基于闭环考虑电网安全约束的优化内核,量化分析校核月度交易电量合同的可执行性,实现对机组电量完成情况的预控。中国某省级电网算例的测试验证了所提出模式、模型与方法的有效性。     

考虑电网安全校核的月度电力撮合交易算法

由于贵州电网存在网络约束,传统的月度集中撮合交易会影响电网的安全性,因此基于电力市场传统无约束集中撮合理论和流程,提出考虑电网安全校核的月度集中撮合交易算法,通过厂群电量约束来提升集中撮合交易的安全性和经济性。以2016年贵州电力交易的实际数据构造算例,生成有、无厂群电量约束的成交结果并进行对比分析,结果表明所提方法有利于建立平衡有序的电力市场机制。最后指出,非线性规划、电力电量折算是尚需解决的问题。     

广东电力市场交易系统设计与实现

为落实广东省政府关于深化电力体制改革的有关部署,规范电力市场交易管理,扩大电力大用户与发电企业直接交易电量规模,设计并实现了广东电力市场交易系统。该系统的设计以确保广东电力市场交易工作执行的公平性、交易运行的安全性、稳定性和经济性为目标,应用先进、安全的信息技术手段保证系统运行的高性能与安全性。该系统实现了对广东大用户直购电客户管理、双边协商交易、月度集中竞争交易、合同签订及结算管理等全方位的线上技术支持。自该系统投运以来,运行效果显著,已经成为广东电力交易中心不可或缺的技术支持平台。     

约束条件弹性化的月度电力市场机制设计

大用户直购电的深入开展和大规模新能源发电上网给电力系统调峰带来严峻挑战。传统的月度机组组合方案编制主要依靠电网运行人员指定机组启停和承担深度调峰等辅助服务,这种机制容易产生调度公平性的问题。为此,该文提出基于约束条件弹性化的新型月度电力市场机制。在该机制下,市场成员除了向交易机构申报常规的报价和物理约束条件外,根据自身运行实际,向交易机构申报其约束可松弛范围及其补偿报价,利用激励机制充分挖掘机组约束弹性化的潜力,用市场成员主动参与的方式保障调度的公平公正,提升电网运行的安全经济。设计了满足激励相容原理的约束松弛补偿结算机制,让未突破自身约束条件的机组承担那些约束条件被突破机组的补偿成本,从而有效促进市场成员理性申报约束松弛补偿报价。基于IEEE-30节点系统的算例模拟计算表明,该文机制可以有效激发市场成员申报约束松弛能力,实现在更大的可行域范围内找到比传统机制更优的机组组合方案,将有利于促进新能源消纳,提高整体社会福利。     

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。     

水火互济电源结构下的市场交易偏差电量处理与结算机制

偏差电量的处理与结算机制是判断交易机制是否公平、合理的重要衡量标准之一,处理与结算机制是否得当将直接影响市场主体之间的经济利益和市场改革的推进程度。在总结国内现行电力市场偏差处理和结算机制的基础上,以水火互济电源结构的广西为例,分析电力市场现行偏差处理、结算机制和存在的问题,设计了基于计划与市场不解耦思路和月度预挂牌2种偏差处理和结算机制,并构建了月度预挂牌机制实施的安全约束机组组合和安全约束经济调度模型。最后,通过对2种偏差处理机制的对比分析后,提出了从基于计划与市场不解耦思路过渡到基于月度预挂牌,最终发展到现货市场机制下市场交易偏差处理和结算机制的分阶段实施建议。     

月度市场中发电厂交易电量校核方法

当前月度电力市场中调度机构需要对发电厂的交易电量进行校核,以确保交易结果满足运行要求。为此提出了两阶段发电厂交易电量校核方法。第一阶段是月度电量分解,以月度机组组合为核心确定机组的开停计划,将月度电量分解到日。第二阶段是典型日运行模拟,以日经济调度为核心编制发电计划曲线,判断各电厂的分解电量能否满足网络安全约束。基于两层规划理论对上述两阶段问题反复迭代,可实现对该问题的求解。本方法不仅能够校核各电厂交易电量是否满足运行要求,而且能够用于分析某个电厂最大交易电量。最后通过IEEE-30节点系统构造算例,验证了所提方法的有效性。     

基于月度滚动修正的合同电量分解算法与应用

在电力工业市场化的过程中,省级电力市场普遍采用中长期合同的交易方式.在年度合同电量交易完成后,需要在月市场中将月度合同电量分解到本月各日.分解结果直接影响系统的安全经济运行以及日前市场的电量交易.针对该问题,提出了一种切实可行的火电机组月度合同电量分解算法.该方法兼顾了电网调度的公平性和经济性,综合考虑了机组月度检修计划调整、合同电量的滚动修正、发电与负荷之间的平衡、最大/最小发电量约束等因素.以该算法为核心成功地开发了电网经济调度系统,并且利用甘肃电网数据验证了其实用性和有效性.     

考虑多场景新能源预测的月度机组组合研究

为提高月度机组组合对不确定新能源的适应性,提出了一种考虑多场景新能源预测的月度机组组合方法,以提升电网新能源消纳能力。首先介绍了新能源多场景预测的基本概念,并提出了多场景新能源的表示模型。在此基础上,以预期运行成本及新能源损失电量最小化为目标,考虑电力电量平衡、网络安全、电厂合同电量等运行约束,构建了考虑多场景新能源预测的月度机组组合模型。该模型本质上为混合整数非线性规划问题,可以利用CPLES等规划程序包求解。以IEEE-30节点系统构造的算例表明,该方法能够充分考虑不确定新能源对电网运行的影响,提高月度机组组合方式对不确定性新能源消纳的鲁棒性。通过调整运行成本和新能源损失电量之间的比例系数,可以优化机组组合方式,协调系统运行经济性和节能性,提升电网运行整体效益。     

基于代理模式的市场化购电月度平衡机制研究

随着中国电力体制改革的深人,燃煤发电上网电价由市场形成、电网公司组织开展代理购电都标志着市场化改革进入了新的阶段。在未实际运行现货市场的省市地区,由于燃煤机组基数电量的取消,电力市场缺乏处理月度偏差电量的补充机制。在目前代理购电背景下,分析了中长期发电侧和用电侧的电量构成,阐述了中长期月度电量偏差产生的原因,构建了月度市场化购电的模型,提出了3种处理偏差电量的月度平衡机制。通过对华东某省级电网进行算例仿真,分析了不同方法的特点和适应性;最后结合中国电力市场的发展需求,对构建过渡期的市场设计提出了相关建议。     

基于多时段机组组合的中长期市场安全校核方法

为解决电力中长期市场中调度机构安全校核缺乏有效技术方法的问题,基于多时段机组组合模型提出了一种面向电力中长期市场的安全校核方法。以发电企业中长期校核电量偏差最小化为优化目标,综合考虑电力平衡约束、网络传输能力约束、机组发电能力约束等多方面系统运行约束条件,构建了电力中长期市场机组组合模型。利用该机组组合模型,对电网调度过程进行运行模拟。并通过判定各发电企业电力中长期交易结果的完成率偏差,来判定电力中长期市场交易结果是否满足系统运行要求。最后,基于某省区电网实际数据构造的算例表明,与传统典型日运行模拟校核方法相比,本文所提出的校核方法能有效考虑机组启停时间约束等运行要求,更符合电网实际调度运行需要,能够给出更为准确的安全校核判定结果。     

双轨制下中长期交易电量放开规模测算方法

随着中长期交易电量规模持续扩大,交易结果不断挤压系统可调度空间,威胁着系统安全运行,且大量交易结果可能由于电网运行约束被削减,容易引发市场成员对市场公平性的质疑.因此,探究中国计划电量与市场电量"双轨制"下的中长期交易电量放开规模,既有助于明确电力市场的演变态势,又有利于实现电网运行安全和经济效率的统筹优化.文中提出了中长期交易电量放开规模测算方法,该方法兼顾市场化电量出清优化与电网运行安全,构建一个考虑市场经济效益和电网运行约束的双层优化模型.上层为以社会福利最大为目标的市场化电量优化出清模型,下层为考虑输电线路传输容量、系统供热需求、机组检修安排、电厂最小开机方式等电网运行约束的市场化电量校核模型.针对该双层优化模型,提出上下层迭代算法进行求解,并将市场化电量执行约束松弛化处理,以保证模型的可解性.中国某省级电网的实际算例分析验证了所提模型与算法的有效性和实用性.     

考虑节能降耗的湖北省电力市场模式设计

以湖北省电网为背景,提出了与湖北省特点相应的考虑节能降耗的电力市场模式,研究了该市场机制实现节能降耗的机理。以激励相容为原则,在年度交易中引入能耗约束,开展基于变动成本竞争的月度交易,并分别以节能优先、节能奖励为原则,开展发电权交易与外送电量交易。最后对该市场方案的合理性与经济学内涵进行了分析与论证。希望能够对中国实现节能降耗的省级电力市场的建设工作提供建设性的参考。     

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。     

不同类型双边交易建模方法研究

在电力市场初级阶段,基于全电量集中竞价的出清机制或基于增减报价的平衡机制尚未建立,电力系统调度运行面临着计划电与市场电并存的局面。双边交易规模不断扩大,不同电量成分的协调执行是市场过渡阶段调度运行面临的新挑战。电量合同以合同规定电量为依据结算,而电力合同以合同规定出力曲线为依据结算,文章考虑2种不同双边交易,分别研究双边电量合同与双边电力合同参与日前电力电量平衡的建模方法。考虑2类双边合同与计划电的协调执行,及电网阻塞对交易执行的影响,最终建立兼顾双边交易执行、计划电执行、发电经济性和电网安全的日前机组组合模型。通过算例分析模型中权重因子和削减因子选择方法,研究不同削减方法对交易执行的影响,交易执行权重选择对双边交易与计划电协调执行的影响,以及电网阻塞对交易执行的影响,最后验证模型在各类合同协调执行方面的有效性。     

基于价差返还机制的月度集中市场模拟及参数影响分析

合理的市场机制是电力市场稳定运行的前提,也是电力交易中心关注的首要问题。从电力交易中心角度出发,结合实际月度集中交易市场中价差返还机制执行经验和案例,对价差返还交易机制进行了过程模拟及问题分析。首先,在解读价差返还机制规则后,基于混合伯特兰德—古诺均衡模型进行若干发电公司参与的市场模拟。然后,考虑市场中发电公司之间的竞争关系,提出一种二维竞争策略组合的多重迭代方法来求解市场均衡值。最后,利用广东月度集中交易实际数据进行仿真模拟和详尽分析。模拟结果表明:所提的价差返还机制模拟方法与实际广东交易过程基本相符,分析结果可以为未来其他电力市场的设计和进一步完善提供有效参考。     

区域电力市场中月度撮合交易竞价机制研究(二)考虑输电价格、输电损耗折价和环保因素的类PAB结算机制

设计了考虑输电价格、输电损耗折价和环保因素,并按类PAB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,并考虑了机组环保属性对竞争交易的影响.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.     

区域电力市场中月度撮合交易竞价机制研究 (二)考虑输电价格、输电损耗折价和环保因素的类PAB结算机制

设计了考虑输电价格、输电损耗折价和环保因素,并按类PAB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,并考虑了机组环保属性对竞争交易的影响。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。     

电力中长期交易分步安全校核方法

针对目前中长期电量交易的安全校核问题,该文提出月度弹性预校核和日前校核相结合的分步安全校核方法。在月度市场开市前,调度机构向各区域的市场主体公布典型日发电量空间,并依此对机组的中长期交易电量和计划电量进行弹性预校核,形成预校核结果和相关风险提示,发用主体可自主决策是否对超过该限值的电量进行交易。在日前阶段,基于计划电量安排、市场交易的月分日电量,以最小化虚拟发电成本为目标,考虑最新的电网拓扑及线路约束、负荷预测、清洁能源出力预测、机组运行约束等,建立日前校核模型对日电量进行安全校核。最后,以IEEE14节点系统为例,模拟中长期市场交易的分步安全校核流程,验证了所提方法和模型的有效性。