区域电网省间调峰辅助服务交易机制研究

区域电网中各省的资源分布、装机情况及负荷情况存在差异,开展省间调峰辅助服务市场交易,可以实现调峰资源跨省互济,减少“三弃电量”,保障电力供应。针对区域电网中各省级电网可能出现的低谷调峰资源不足的问题,提出了区域电网省间调峰辅助服务交易机制。构建了低谷调峰辅助服务市场出清定价模型,以明确的价格信号激励相关机组提供调峰辅助服务。以某区域电网简化模型为算例进行了模拟分析,结果表明所提交易机制是可行、有效的。     

多类型电源参与的调峰辅助服务市场模型

为保证风电等清洁能源全额消纳,必须依靠市场手段提升多类型电源深度调峰积极性,深挖电网调峰潜力.基于调峰成本最小目标,提出了多类型电源参与的调峰辅助服务市场模型.该模型根据机组调峰报价高低依次调用,首先以调峰成本最小保证电网运行经济性,然后考虑核电机组调峰深度和调峰速率运行约束条件建立调峰辅助服务市场模型,对煤电和核电机组进行发电功率分配.多类型电源参与调峰不仅增加电网调峰能力,而且缓解煤电机组单一调峰压力和降低电网调峰成本.     

基于火电机组容量差异的调峰辅助服务补偿机制改进模型

随着风电等可再生能源装机比例不断增大,电网对调峰辅助服务的需求日益增加。目前中国六大发电区域在调峰辅助服务的补偿上存在对火电机组深度调峰的补偿标准单一,以及调峰能力较弱的中小型机组难以得到补偿的问题。现行调峰辅助服务补偿机制中的不公平因素造成了大量火电机组缺乏调峰的积极性。文中基于火电机组容量和最高调峰率指标,采用K均值聚类分析对机组进行了分类,提出对于不同类别的机组应采取不同的有偿调峰与无偿调峰划分界限;进一步提出一种考虑机组调峰能力实现程度的调峰辅助服务补偿模型,旨在激励更多的机组在电网负荷低谷期参与调峰辅助服务,在增加电网稳定性的同时为更多的风电并网创造条件。通过对东北电网统一调度的63台机组的算例分析,证明了改进后模型对激励更多火电机组参与调峰辅助服务的有效性。     

基于多资源协同优化的湖南调峰辅助服务市场设计与实践

湖南电网面临严重的调峰困难,调峰辅助服务市场的建立是解决该困难的关键手段.介绍湖南调峰辅助服务市场的主要交易规则.结合湖南电网实际情况,建立"火电—抽蓄—储能"多资源协调的、"日前—日内"两阶段优化的调峰辅助服务市场出清机制,设计了一套完整的调峰辅助服务市场系统.根据市场运行情况,分析总结湖南调峰辅助服务市场所取得的成...     

考虑中长期电量合约分解的调频备用市场机制

中国电力体制改革对电网运行及电力市场建设提出了新要求,现行调频辅助服务补偿机制的不合理问题使得国内开始探索调频辅助服务市场化的可能性。文中首先明确了中长期电量合约与调频辅助服务市场的时序关系,基于性能指标门槛值提出了有效容量概念,提出了适应于国内中长期电量合约分解的调频市场解耦设计,能够体现机组的性能差异。调频市场出清后,调度部门优先安排中标机组的基本出力,并结合合约电量和安全校核约束,安排机组发电曲线。最后,以具体算例验证了整体流程的有效性,新的机制与国内中长期电量合约模式相结合,能够充分保证系统调频需求,并激发机组参与调频市场的积极性。     

面向风电市场化消纳的现货电能量-辅助服务联合运营机制

为以市场化方式激励发电资源的灵活调节能力,提出基于爬坡容量校验的灵活爬坡辅助服务,并将其与市场化调频、深度调峰辅助服务相结合,设计面向高比例风电的现货电能量-辅助服务联合运营机制.对调频服务采用基于综合调频性能均值归一化方法调整机组的容量报价,以体现调频机组性能差异;对深度调峰辅助服务提出基于机组调峰能耗特性的分段报价机制,在充分挖掘机组调峰能力的同时保证其合理收益;对灵活爬坡辅助服务提出与电能量市场耦合的爬坡容量校验机制,通过"反复校验-添加约束"的方式提升系统爬坡能力以跟随风电不确定性引发的净负荷波动.构建现货电能量-辅助服务联合运营的出清模型,并采用等价线性化的方法将非线性模型转换成线性化模型,以提高模型求解效率.采用某省级电网实际数据验证了所提市场机制与出清模型的有效性.     

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.     

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。     

抽水蓄能电厂的调峰服务分析及效益评估

随着我国电力市场试运行机制的发展,对辅助服务中的调峰问题进入了更深入的研究.针对我国电网调峰中机组的具体运行状态,提出了电力市场调峰的概念并对其进行了分类;针对抽水蓄能机组的调峰优势,结合抽水蓄能机组在电力系统中发挥的调峰作用,对蓄能电厂担任电力系统调峰任务时的经济效益进行分析,并结合实例对抽水蓄能机组担任调峰对电网产生的节煤效益进行计算和评估.结果表明,抽水蓄能机组调峰时所表现出的不只是自身电量的效益,更进一步表现在对系统整体运行上所产生的经济效益和系统效益.鉴于此,在目前电力市场环境下,由于参与竟价机组的经济效益主要体现在电量效益上,有必要开展对提供调峰服务的机组补偿机制,以促进电力市场的更进一步开展.     

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。     

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。     

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。     

源荷联动调峰辅助服务市场两阶段模型

新能源大规模并网给电力系统调峰带来巨大挑战,在电源侧深调空间逐步用尽的背景下,亟需高效的市场化机制引导用户侧可控负荷主动参与新能源辅助消纳.文中提出一种负荷聚合商参与的源荷联动调峰辅助服务市场框架,通过构建两阶段决策模型以实现考虑源侧深度调峰的用户侧调峰资源的市场化供给.其中,负荷聚合商测算其签约用户的需求侧响应容量及成本,基于边际效用进行竞价投标;火电机组测算其机组深度可调节能力,基于边际成本进行竞价投标,系统运营商建立采用随机机会约束规划方法的出清模型,实现源荷联动调峰市场出清.此外,进一步对市场的交易流程、出清规则及调控手段等关键问题进行了分析及探讨,算例结果验证了所提市场框架的有效性.     

考虑深度调峰的电力日前市场机制设计

中国电力系统缺乏灵活调峰资源,面临严重的弃风、弃光困局,迫切需要充分调动各种资源的调峰潜力。文中提出了考虑深度调峰的电力日前市场机制设计,将深度调峰、可再生能源消纳和日前市场相结合。设计了基于深度调峰报价和避免削减降价的市场机制,深度挖掘火电机组的调峰潜力,激励火电机组主动降低自身出力参与调峰,激励可再生能源出让部分发电上网的红利,从而以共赢的方式促进可再生能源的消纳。构建了考虑深度调峰的电力日前市场出清模型,实现火电与可再生能源在低谷时段的发电权交易,实现了火电深度调峰和日前市场出清的联合建模,解决了两个市场割裂的情况下难以考虑机组爬坡约束的问题。文中采用IEEE 118节点算例系统,验证了所提机制和模型的有效性。     

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.     

考虑火电机组深度调峰的实时发电计划模型及应用

伴随我国大规模新能源接入和用电峰谷差日趋增大,调峰需求逐步提升,而由于我国电源结构不尽合理,调峰电源紧缺,造成电网调峰困难。深度挖掘火电机组深度调峰能力,分析其运行特性,在常规优化模型的基础上,引入深度调峰出力平稳段运行时间、最小深度调峰时间等约束,并对机组最大最小出力、爬坡等常规约束进行改进,建立考虑火电机组深度调峰的实时发电计划优化模型。采用广东电网实际运行数据进行算例分析,结果满足电网实际运行需求。     

面向新能源消纳的调峰辅助服务市场双边交易机制与模型

高比例新能源接入对我国电网的调峰能力提出了更高要求,发展调峰辅助服务市场将成为促进新能源消纳利用的重要手段。梳理了我国现行调峰辅助服务的市场规则与交易流程,建立了基于火电机组单边报价的市场交易模型,该模型以火电调峰资源的调用成本最小化为目标,并考虑分时功率平衡、新能源弃电、火电爬坡等电网技术约束。为了充分发挥新能源机组的市场主体作用,设计了新能源与火电双边参与报价的市场机制及实施模式。并提出了以综合效益最大化为优化目标的双边交易模型,给出了不同市场主体效益评估方法。在实际算例中,分析单/双边交易机制下调峰市场交易结果、弃风弃光情况和不同主体收益,验证了模型的有效性。     

面向弃风消纳的电储能-热电分级协调优化方法

中国北方地区存在高比例的热电联产机组,受冬季采暖负荷制约,调节能力有限,引发冬季弃风问题,增加电储能和储热设备是提高热电联产机组调节能力的重要手段。研究在电力辅助服务市场环境下的热电联产机组与电储能、储热设备的协调优化运行方法,分别建立以电储能设备和热电联产机组调峰效益最大和蓄热效益最大为目标,考虑弃风最大化消纳、系统供热需求以及热电联产机组、电储能和储热设备运行约束的分级协调优化模型。系统仿真测试表明：所提方法能够协调优化电储能和储热装置的运行,充分利用储热设备的多日调节能力,提高系统在电力市场中的运行收益,有效减少弃风。研究结果对解决当前电力市场环境下北方地区的冬季弃风问题具有一定价值。     

面向弃风消纳的电储能-热电分级协调优化方法

中国北方地区存在高比例的热电联产机组,受冬季采暖负荷制约,调节能力有限,引发冬季弃风问题,增加电储能和储热设备是提高热电联产机组调节能力的重要手段。研究在电力辅助服务市场环境下的热电联产机组与电储能、储热设备的协调优化运行方法,分别建立以电储能设备和热电联产机组调峰效益最大和蓄热效益最大为目标,考虑弃风最大化消纳、系统供热需求以及热电联产机组、电储能和储热设备运行约束的分级协调优化模型。系统仿真测试表明：所提方法能够协调优化电储能和储热装置的运行,充分利用储热设备的多日调节能力,提高系统在电力市场中的运行收益,有效减少弃风。研究结果对解决当前电力市场环境下北方地区的冬季弃风问题具有一定价值。