面向新能源消纳的调峰辅助服务市场研究综述

随着新能源电源并网规模的不断提升,电力系统调峰压力日益突出,难以满足新能源快速发展,如何完善和深化电力调峰辅助服务市场机制进而提升系统调节能力已成为亟待解决的问题。在此背景下,首先梳理了我国电力辅助服务市场发展历程及关键政策;接着选取5个典型地区,具体从电厂、用户、储能等方面对其调峰辅助服务市场政策及机制进行了归纳分类和对比分析;最后结合我国电力调峰辅助服务市场发展背景以及各地区调峰服务市场的发展实际,在构建新型电力系统的目标导向下,提出了4点建议,以期为新时期我国调峰辅助服务市场的建设提供研究方向,为高比例可再生能源的消纳提供新思路。     

面向高比例新能源消纳的西北调峰辅助服务市场机制及实践

“源网荷”灵活互动是智能电网发展、电力市场化改革背景下能源系统转型升级的必然发展趋势,也是解决西北地区新能源调峰资源短缺、消纳空间不足的关键。梳理了国内外面向高比例新能源的“源”“荷”“网”及“源荷”联动下的辅助服务市场的市场机制、交易品种等关键技术及建设经验,立足西北电网的调峰瓶颈及障碍,基于现行西北区域省间调峰辅助服务市场平台,提出了适宜西北地区负荷特性及新能源消纳需求的“源网荷”联动调度模式及交易机制,以期利用市场杠杆与调度策略并行的调控手段,激发源网荷各主体调峰意愿,联动多主体协同参与调峰,共同促进西北地区新能源的全面消纳。     

考虑储能用户与新能源双边交易调峰服务的电力系统联合运营模式

新能源并网规模的不断扩大和并网容量的大规模增加给电网的调节能力和新能源消纳问题带来了严峻的挑战,采用储能系统参与调峰是推进新能源发展的重要手段。为此,提出了综合考虑储能用户满意度和新能源调峰需求的电力系统双边交易联合运营模式和交易模型,以各方综合效益最大为目标,建立新能源侧、电网侧和用户侧的投标和出清模型,其中储能用户与新能源于日前完成双边交易以直接减小电网的调峰服务压力,最终由电网侧的储能消纳剩余新能源出力。算例仿真结果表明,所提运营模式不仅有效地调动了用户主动调峰的积极性,还减小了电网侧储能的调峰压力,在促进新能源发展和保障电力系统稳定运行方面具有重要意义。     

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...     

火电厂参与调峰辅助服务策略研究

随着风电等可再生能源大规模并网,电力系统对调峰的需要日益增加。针对东北调峰辅助服务市场机制,分析了调峰辅助服务政策、火电机组调峰能力、火电机组调峰成本,提出了火电厂参与调峰辅助服务策略,为更深入挖掘火电机组调峰潜力,提高电网对风电等可再生能源的实际消纳量提供依据。     

促进新能源消纳的交易机制及效益研究

为了促进新能源高比例消纳,针对自备电厂发电权交易、备用辅助服务交易和分时电价交易三种市场机制,构建市场机制对新能源消纳贡献度模型;基于促进新能源消纳的市场机制,分析其环境效益、节省购电成本效益和供电可靠性提升效益,构建量化模型对市场机制效益进行量化。通过选取西北某地与东南沿海某地两地的数据进行效益测算,结果证明,有效的市场机制可促进高比例新能源的消纳,同时效益可观。     

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。     

面向可中断负荷的调峰辅助服务市场双边交易动态结算方法

在东北电力辅助服务市场中,引导可中断负荷用户参与双边交易是缓解电网调峰困难、提高风电消纳水平的有效措施。针对用户盲目签署交易价格、签署电量虚高的问题,提出一种“以量定价”的双边交易动态结算方法。首先,考虑风电企业考核风险,对电力辅助服务市场双边交易机制进行建模。然后,建立Shapley值收益分配模型,依据风电消纳情况评估交易双方的贡献,并据此计算双边交易一次补偿价格。在此基础上,针对交易双方运行工况进行偏差考核,约束交易双方执行双边交易合约的规范性。最后,以海水淡化厂参与双边交易为例,通过所提方法与传统双边交易结算结果的对比,验证了双边交易动态结算方法的有效性。     

基于甘肃新能源全网消纳的西北电网跨省辅助服务机制探讨

文章论证了构建西北电网跨省辅助服务机制的必要性和可行性。作为对短期、实时交易及联络线考核体系的有效补充,确定了西北电网以"旋转备用"为基本辅助服务品种,以甘肃新能源作为受用主体,以陕、宁、青三省(区)常规电源作为提供主体的跨省辅助服务基本运作框架。通过引入"旋转备用积分贡献量"概念,来评估相关主体对甘肃新能源提供消纳空间的贡献。进一步明确该资金在甘肃新能源场内的分摊承担份额,以及在陕、青、宁三省(区)常规电源的返还方式,形成西北电网跨省辅助服务的基本运作流程。     

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。     

独立储能参与调频辅助服务市场机制设计

在能源绿色低碳转型的大背景下,电力系统的调频缺口日益增大。储能在调频辅助服务市场中具有较大的性能优势,合理的市场机制可以正确引导储能有序提供辅助服务并获得收益。为此,设置了调节精度、响应时间、调节速度调频性能指标,并引入效率因子来体现快速调频资源的优势,鼓励市场积极引入储能类优质的调频资源,以优化配置系统中的调频资源。考虑储能的实时荷电状态,设置容量均衡因子来调整储能的报价策略,并对比分析了有、无储能场景对系统调频的影响,客观剖析了独立储能参与调频辅助服务市场存在的优势以及需要完善的问题。通过实际算例验证了所提机制的有效性。     

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...     

可再生能源配额政策对新能源发展影响分析及消纳策略研究

近年来,我国新能源快速发展,同时也出现了较为严重的弃风、弃光问题。为了解决新能源消纳问题,国家出台了可再生能源消费配额相关政策。首先从容量效应、电网联通效应与限制效应3个方面分析了可再生能源配额政策带来的影响,再从挖掘本地能源潜力、接纳跨区输送电力、优化区外送电曲线等方面提出了相应的新能源消纳策略,最后以时序生产模拟模型为基础,通过对某省电网2020年不同策略作用下的消纳情况进行了实证分析。     

发用两侧参与调峰的现货市场联合出清模式设计

针对新型电力系统下新能源装机容量大,发电侧调峰资源紧缺,弃风、弃光现象严重的问题,文中设计了一种考虑发用两侧参与调峰的现货市场联合出清模式,将发电侧深度调峰、柔性负荷调峰、新能源消纳与现货市场相结合,充分发掘发用两侧的调峰能力。首先,将独立储能和用户作为用户侧调峰资源,并根据用户是否具有实时跟踪调度指令的能力,将其分为灵活调节用户和非灵活调节用户,在此基础上设计了发用两侧参与调峰的日前市场和实时市场出清模式并建立出清模型。其次,综合考虑各市场主体的贡献和受益程度,设计了调峰辅助服务费用的结算与分摊机制。最后,通过算例验证了所提市场模式对于新能源消纳的有效性和合理性。算例分析中,文中所提市场模式相比仅发电侧参与调峰的模式可降低17.3%的弃风弃光量。     

考虑清洁能源消纳的售电商滚动修正月度市场交易策略

在深化电力市场改革以及促进需求侧消纳清洁能源的背景下,售电商需综合考虑火电年度合同电量以及清洁能源消纳年度合同电量,在合理安排年度合同电量分解的基础上,根据月度用电量预测偏差优化月度市场交易策略,构建了售电商月度购电滚动修正优化策略框架.基于月度市场电价波动风险分析,提出了年度合同电量分解到月度合同电量的进度系数.考虑...     

高比例可再生能源受端区域电网调峰的出力网际分配

随着我国可再生能源大规模并网,低谷调峰成为诸多高比例可再生能源受端区域电网运行的困难之一。通过区域电网直调机组网际出力分配可以缓解区域内各省网的调峰压力。建立了以省网负荷平稳性和区域直调机组收益最大化为优化目标的二次规划模型,引入价格杠杆和调峰压力系数,以协调各省网的调峰需求。在此基础上,考虑风电功率的不确定性,建立机会约束规划模型,通过蒙特卡洛模拟技术进行求解,验证不确定性和风险存在条件下,网际出力配置模型的有效性。华东直调系统简化算例的仿真结果表明,所提模型能够有效地解决高比例可再生能源受端电网的调峰难题。     

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.     

计及核电调峰的新能源电力系统两阶段随机优化调度

近年来,随着世界范围内的能源危机越来越严重,新能源作为缓解能源危机的有效途径之一发展迅速。然而新能源具有不确定性的特点,大规模的新能源并网会给电力系统优化调度带来新挑战。在新能源和核电高速发展的情况下,电力系统峰谷差变大使得电力系统调峰压力增加。为解决调峰问题,建立了核电灵活调峰模型,同时构建了一种考虑新能源的运用核电进行灵活调峰的电力系统两阶段随机调度优化模型:第一阶段决定机组启停情况,第二阶段则根据第一阶段做出的决定对机组出力进行优化,以实现运行成本最小化。通过对IEEE标准24节点测试系统以及一个实际系统进行测试,验证了核电厂进行调峰的可行性和经济性。