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1、第。卷第期年月日电力系统自动化,电力 实 时平衡调度交易市场运作机制及模型 的研究尚金成,程满,周领英,李佳宇,李予州“河南省电力公司调度通信中心,河南省郑州市北京电力公司,北京市清华大学,北 京市摘要电 力实时平衡调度交易是保证电网在市场环境下安 全稳定运行的 关健,是竞争性电 力市场的重要组成部分,是电网调度决策的 一项重要内容。文中对电力实时平衡调度机制、实时平衡交易市场 的设计及运作 流程、机组报价、实时调度交易计划的制定及其 安 全校正机制、电网阻塞在 线校正机制、实时平衡辅助服务、实时平衡交易市场 的电价机制及结算机制等进行了分析研究。为尽量避免市场投机行为,文中还探讨了市场成 员
2、在实时平衡交易市场申报竞价 数据的时间提前量与实时平衡交易市场 的电价机制之间的协调 关系。最后,对电力实时平衡调度自动控制系统的结构与功能进行了详细设计。关键词实时平衡调度机制安 全校正机制实时平衡辅助服务电网阻塞在线校正机制实时平衡市场 电价出清机制结算机制中图分 类号引言目前,我国电力市场体系正在建设 之 中比。从国际经验看,不论采用何种 市场体系,电力实时平衡调度必须由国家、区域和省级电力调度 交 易机构分工负责,即省内电网 的 电力 实 时平 衡 调度 由省级电力调度交易机构负 责,跨 省跨 大区的电力 实 时平衡调度分别 由区域和 国家电力调度交易机构负责。给予各级 电力调度交 易
3、机 构实时平衡调度 的管理 权,是确保 电网安全稳定运行 的一种比较稳妥 的选择。在 电力市场 中,一部分 电量通 过 年度、月度、周合约或年度、月度、周合 同 市 场交 易,一 部分电量通过日前市场和实时平衡市场交易。日前市场 的调度交易计划是在考虑年度、月度、周合约市场交易计划 简称日前合 同 电量、日前 预测 负荷、检修计划、电网安全约束以及市场成员 的报价数据等约束条件基础 上,做出的最优决策方案 制定日前调度交易计划,也可以不考虑日前合 同电量约束,已签订的日前合同 电量采用 差价 合 约 的方 式 进 行 结算。由于负荷预测误差、天气和 电网事故等因素的存在,日前或时前川给出的交易
4、计划 与 电网运行情况及实际负荷水平之 间可能会有 一定偏差,实 时平衡调度交易 实时平衡调度 机 制是 消除 这 一 偏 差 的市场 手段。它通过组织 实时平衡交易来有效消除系统 中的不平衡功率,维持系统的安全稳定运行,并提供超短期电力供需平衡关 系的经济信号。电力实 时平衡调度 交 易的运作 机制有 多种,本收稿日期一一修回日期一一。文在借鉴国外典型的实时平衡调度交易运作机制田的基础上,对电力实时平衡调度机制、实时平衡交易市场的设计及运作流程、实 时平衡交易市场 中机组的报价、实时调度交易计划 的制定及其安全校 正机制、电网阻塞在线校正机制、实 时平衡辅助服务、实时平衡交易市场的电价机制及
5、结算机制等进行了分析研究。为了尽量避免市 场投机 行 为,本 文也探讨了市场成员在实时平衡交易市场 申报竞价数据的时间提前量与实时平衡交易市场 的电价机制之间的协调关系。最后,对电力 实时平 衡调 度 自动控制 系统的结构与功能进行了详细设计。电力 实时平衡调度 机制维持 电力系统 电能平衡并保证电力系统运行的安全稳定性和电能质 量,是通 过实时平衡调度机制来实现的。实时平衡调度机制包括下一个或几个调度时段为 一个调度 时段的实 时平衡调度交易 简称实时平衡交易,实时平衡交易通过实时平衡交易市场实现,以下同,主要平衡各调度时段的电能供需不平衡每个调 度时段的实时平衡辅助服务 简称实时平衡辅助服
6、务川,以下 同,主要平衡各调度 时段的实际运行中出现 的电 网断面 联络线功率偏差每个调度 时段的 电 网阻塞在线校正控制简称电网阻塞在线校正控制,负责线路或断面潮流安全,在线 实时校正电网运行 中出现的线路或 断面潮 流 越 限,其 响 应 时 间在秒 级或或更短。实时平衡交易 由电网调度员根据下 一个或几学术研 究尚金 成,等电力实时平衡调度交易市场运作机制及模型的研究个调度时段起始时间点的系统不平衡量,决定启用上调机组或下调负荷还是下调 机 组或 上调负荷,根据收到的增减 出力负荷报 价,按照一定 的价格排序,对机组 或负荷调度调整发 电和负荷水平,直到满足不平 衡 量,平 衡下一个或几
7、个调度时段 内电网运行 中可能形成 的电能供需不平衡。实时平衡辅助服务一般由调度员通过市场成员竞价或与市场成员进 行 双边 洽谈 签 订合约,主要是平衡每个调度 时段 内的一般 通 过机 组实现,并使每个调度 时段 的电 网频 率 及电压一 般通过调频、调压实现维 持 在 规定的范围内,保证电力系统运行 的安全稳定性和电能质量。调度员首先启用在日前市场 或合约 市场购买 的辅助服务包括调峰、调频、调压、各种备用等,如果日前购 买 的辅助服务不能满足系统运行的 可靠 性和电能质量,调度员就必须在 时前 实 时平 衡 交 易市 场购买与备用、频率和电压控制相关的辅助服务。经过安全校正后 的实 时调
8、度 交易计划每隔一个或几个调度时段下发一次,在一个调度时段 内即在下一个调度时段的实时调度交易计划 没有发布之前,电网有可能发生阻塞。电网阻塞时,通过电网阻塞在线校 正控制来消除电 网阻塞。电网阻塞在线校正控制每隔或在线扫 描 电网中所有元件运行情况,自动对电 网 的安 全运 行 状 况进行 安全检测,当检测到有支 路 或 断面越限时,给出报警,并根据调整量最小原则调整某些发 电机组 的有功出力或者切负荷可以根据实 时平 衡 交 易市场 中的有关调整机组出力或 负荷 的报 价 数 据,以调整 量最小 的原则进行调整,并将调整指令通过实时平衡调度控制系统下发 给发电机组或电力用户,以解除越限。从
9、国际英国、北 欧、美国、德国等经验看,实时平衡调度机制的设计原则是实时平衡调度机制的运行应尽 可能少地影 响其他市场,并使平衡调度的总成本最低,其中也包括购买与备用、频率和电压控制相关的服务公 开、公 平、公正地对待所 有参加竞争的市场成员预先发 现电网阻塞并合理地消除阻塞电网安 全校正经 受 得起电 网安全稳定运行 的考验。电网调度员可获得下一个 或几个调度时段 内系统发电和负荷的变化 曲线,调度 员的任务是平衡整个 系统既要保证调度时段的平衡,又要保证在任何一个时间点上 的平衡的不平衡量、选择市场成员如发 电厂等提供平衡辅助服务并确保所有输电设备运行在安全 限制以内。调度员 的平衡调度主要
10、 由实时平衡交 易和实时平衡辅助服 务合同实现。电力 实时平衡交易 市场设计及运作 流程有关术语定义该时段调度计划出力 或调度计划 电量定义为 年度合约市场交易合同分解到该 时段 的出力 或电量月度合约市场交 易合 同分解到该 时段 的出力 或电量周合约市场交易合同分解到该时段 的出力 或 电量双边交易合同分解到该时段的 出力或电量日前 市场交 易计划在该 时段 的 出力或电量十时前 市场交 易计 划在该 时段的出力或电量。该时段调度计划 出力也称为 对应时段调度计划出力、该时段 或对应时段的基准调度计划 出力、机组在该时段 或对应时段上调或下调出力 的基准点。该时段调度计划 电量也称为对应
11、时段调度计划 电量。需要说明的是,上述定义是一般定义,不同国家的电力市场可能有 不同的定义。英国 的定义为 机组在该时段的调度计划 出力 或 电量由愿意参与实时平衡交易市场的发 电商根据已签订的各种交易合同自己申报其电量 是根据在 对应 时段申报的发 电计划出功进 行 计算。北 欧各国、美 国新英格兰、的定义为该时段调度计 划出力 或 电量为机组日前调度出力计划在该 时段 的出力 或 电量,其他已签订的各类合 同相对于日前市场的交易计划采用差价合约方式或其他方式进行 电量结算。各机组在该时段调度计划总 出力 定义为各机组在该时段调度计划 出力的总和。该时段 或对 应 时段合同 电量定义为 该
12、时段 或对应时段调度计划 电量被调度员接受的实时调整 电量。电力实时平衡交易市场的设计电力实时平衡交易市场建立的目的是使电网调度员能够按照收到 的增 减出力负荷报价,调 整发电出力或用户负荷,从而维持系统 的能量平衡和安全运行。发 电商根据机组 的发 电出力情况、已签订 的发电合同以及各 自的报价策略 自主决定是否参与实时平衡交易 如果参与实时平衡交易市场,可以根据市场规则提前数小时或提前数个交易时段 向相应的调度交易机构 申报可用上调 出力范 围及上调价格和可用下 调出力范围及 下 调价格也可以将机组在日前市场 中的报价数据作为实时平衡交易市场的报价数据,实时调度交易计划 的制定,类似于 日
13、前 市场 中单个时段调度交易计划的制定,至 于采用哪一种报价数据,则视市场交 易规 则而定另外,用 电方减少负荷报价相 当于发 电商增 加出力报价,用电方增加负荷报价相当于发 电商减少出力报价。为不失一般性,本文以机组 上调 出力或下调出力的报价方式,来讨论电力实时平衡交 易市场 的运作机制及模型,调度交易机构以使购 电费用最小或其他某种目标最优为原则来确定 实时平衡计划。在实时平衡调度 中,电力系玩自劝化,电网调度员首先根据 系统在下 一个或几个 调度 时段初总的不平衡量,决定 启 用 上 调 机 组 还 是下 调机组 然后,根据机组 报 价 排 序 进 行 调 度 上调机组出力 时,按照机
14、组上调出力报价由低 到高的顺 序选择调度,下调机组 出力时,按照机组下调出力报价 由高到低的顺序选择调度,直到满足不平衡量。每个交易时段 每个 交易时段一般为,。或,在每个 交 易 时 段内又划分 若干个调度时 段,一般为一个调度时段 的平衡调度交易周期一般为从该交易时段前开始至该交易时段结束。从国际经验 看,实 时平衡 交易 市场 应该由以下模块组成超 短 期 负 荷 预 测包 含 超 短 期 母 线负荷 预测根据系统 的历 史 负荷数 据,考 虑天气因素的影响,预报下一个 或 几个时段 的 系统负荷和母线负荷。超短期负荷预测是 实 时平 衡 交 易 的基础,要 求精度比较 高,一般误差可控
15、制在以内。上调出力竞 价当调度 交 易 机构 预测到下一个或若干个交 易时段 将出现较 大 的负荷 增 加,或 由于正在运行 的发 电机组发生非计划停运而导致系统出现出力缺额,调度 交 易机 构 组 织 发电厂机组以一定 的方式增加 出力来满足系统负荷 的变化。愿意参 与实 时市场 的发 电机组可以提前数小 时或提前数个交易时段 申报可用上调范 围及上调价格。在实时交易 中,电网调度员首先根据 系统总不平衡量,按照机组上 调出力报价排序,从价格低的机组 开始调度,直到满足不平衡量。下调出力竞 价 调度 交 易机构在 进 行超短期负荷预测后,可能发现原先 的发电计划过大,因而必须按照一定 的市场
16、规 则 削减原先制定 的发 电计划。下调机组 出力 时,按照机 组 下 调 出力报 价由高到低的顺序选择。实时交易计 划 的安全 校 正以电网实时数 据为基础,对实时平衡交易计划做安全校正,如果出现线路潮流越限,调用 阻塞 管理 或校正管理 模块 提升输 电走廊一端的机组 出力、降低另一 端的机组 出力,事实上是在部分地区实施实 时上调出力,部分地区实施 实时下调 出力,修正实 时平衡市场交易计划根据电网阻塞情 况,将 机组的上调出力报价、下调出力报价,分别 分成若干个排序表,按照相对应的排序表,有 的机组上调 出力,有的机组 下 调 出力,消除电网阻塞,给 出满足 电网安全约束的调度结果。实
17、时平衡交 易市场的 电价 机制 及市场结算目前 国际上 实 时平衡 交 易市 场的电价 机制主要 有种按统一 的边际上 调 价 格和边 际下 调 价格付费 如北欧实时平衡交 易 市 场按 一 机 一 价定价原则,参与调节的机组以报价作 为结算价格 如英国实时平衡交易市场按 节 点边 际 电价 结算节点边际 电价一般为发 电边 际成本、输 电阻塞费用、边际网损 费用之代数和,如美国、新 英 格兰实 时平衡交易市场。机组的实时平衡市场结算包括对机组的实时调整 电量进行 结算对机组 的不 平衡电量进行结算。在英国、北欧等国的实时平衡调度机制 中,电网调度员不具有直接控制发 电机的权 力,只能根 据不
18、同位置市场成员的竞价来增加或减少 出力负荷以维持系统 的平衡。电力用户或供 电商也可以提 出在一定 的价格下减少负荷量 的竞价并在市场中获得回报。但是,发电机或负荷要想在平衡市场 中获利,其所在的地理位置是相 当敏感 的因素。实时平衡交易市场运作流程发电厂在规定的时 间 内,通过电力市场 运营系统,申报实时平衡交易 市场 规则规定 的机组 报价数据。电力调度交 易机构 接 收数据 申报、校 核 报价数据是否有效。在实时平衡调度 时,进行未来 一个或几个调度时段 的超短期负荷预测。确定是否组织实时平衡交易及实时平衡交易类型交 易类型包括 上调 出力 交 易 或下调出力 交易。当调度交易机构根据超
19、短期负荷预测结果,预计下一个或几个 调度时段 出现的负荷与各机组在该时段调度计划总 出力之间的不平衡量 的绝对值在以内时,则不组织实 时平衡交易,不平衡部分由机组 承 担当不平 衡量的绝对 值在以时,调度交易机构将组 织 实 时平衡交易。若不平衡量为正,即预测负荷大于调度计划总出力,则进行上调出力交易,上调机组 出力时,按照机组上调 出力报价由低到高的顺序选择若不平衡量为负,即预测负荷小于调度计划总出力时,则进行下调 出力交易,下调机组 出力时,按照机组下调出力报价 由高到低的顺序选择。为保证 实时平衡调度 机制的顺利进行,调度交易机构通常提前一个或几个调度时段使用实时平衡调度计算程序计算下一
20、个 或几个调度时段 的发 电计划即每个调度时段开始时,计算下一个调度时段机组 的实时平衡调度计划,并每隔一定周期 或每个调度 时段,通过 协调全网机组 出力,使机组恢复到经济基值点附近,从而保证系统具有足够可调 的容量。制定实时调度交易计划并对交易计划进行安全校正。对于每个 实 时平衡调 度 时段,实 时调 度交易计划 的调整都基于原有 的调度计划,如北 欧 电力实时平衡交易市场是以市场成员日前的调度计划作为机组实时调整 的基准 出力点英国是以实时平衡交易市场关闭前市场成员申报的 出力计划作为机组实时调整 的基准出力点。经过调整后的实时调度交学术研究尚金成,等电力实时平衡调度交易市场运作机制及
21、模型的研究易计划必须进行安全校正。实时调度交易计划的下达和执行。实时调度交易计划经 过 安 全 校正 后,通 过通 道 向电 厂端 的有功控制装置发 布并执行,或 利用电力 市场运营系统通过调度数据专网向市场成员发布。实时发 电监 视包括考 核。监视 实时调度交易计划执行情况、备用使用情况、负荷变 化等。同时根据监 控信息,考 核机 组 的响应 速度、调节容量、调节精度等情况,作为奖惩参考。实时平衡交易市场的出清。每天都需要对前一日各机组在实时平衡交 易市场中的交 易量进行清算。实时平衡 交易市场 中的出清基于机组 的实际 出力。主要包括两部 分 一 是 对 被 调 度员接受的机组实时调 整电
22、量进行结算二是对不平衡量的结算,主要处理机组在该 时段合同电量与实测值不相等的情况,即对机组 在该时段合 同电量与实际量测 的电量之 间的差异进行结算,向调度 员 提供 不 准确合 同信息的市场成员需 为此付出代 价,有助于促使市场成员尽可能的提供准确信息。在每一个 实时平衡交易市 场 出 清 交 易 时 段英国是,北 欧 是,上调 出力机组 的出清电价为被选择机组 中的最高报价 或按照一机一价定价原则,或按实时节点电价结算下 调 出力机组 的出清电价为被选择机组中的最低报价 或按照一机一价原则,或按实时节点 电价结算或每个调度 时段计算一 个 出清 电价,并将交易时段 内的这 些出清电价加
23、权平 均,计算出每个 交易时段 的出清 结算电价。都必须成对报出,以便调度员在接受对机组 出力 调整或取消该调整时使用。图为平衡市场竞价示意图。上调出力上调出力基准调度计划出力下调出力下调出力图平衡市场报价 曲线几一实 时平衡市场中机 组 的报价实时平衡交易市场的报价方式发电商 在日前 市场 对 每个 交 易 时段进行报价,每天共条或条报价记 录。每个交易时段 的报价按容量分多段,每段一价,在 申报段价和段容量的同时,机组可用容量、爬坡速率、可 用性等运行数据 同时申报。实时平衡交易市场 的报 价方式可以有种单独 为实时平衡交易市 场 进 行 报价方式、封存日前市场报价方式、混合报价方式。单独
24、为实 时平衡交 易市场 进 行报价方式 发电商根据市场规则,提前数小时或 提前数个 交易时段,向电 网调度交 易机构申报 在 实 时平 衡交 易市场的竞卖价 竞买价等报价数据,其 中竞卖价是指 发 电商 增 加 出力 或 用 电方 减 少 负荷 的报价,竞买价是指发电商减 少 出力或用电方增加负荷的报价。所有愿意参加实时平衡交 易市场的发 电商 围绕其机组 在该时 段 的基 准 调度计 划出力提出和。无论是 增加 出力还 是 减 小 出力,和封存日前市场报价方式 采用封存的日前市场发电报价作为实时平衡 交易市场 的报价,实时发电计划 的调 整完全依据发 电商在日前市场的报价。混合报 价方式 为
25、上述种情况的结合。如果机组不申报新 的 电价,则调度交易机构自动使用封存的日前市场报价作 为其报价 曲线 如果重新 申报新的 电价,则调度交易机构更新数据库,使用新 的实时报价。在实时竞争过程 中,允许电厂一次性 申报连续若干个时段的报 价,而实际使 用 的总是机组的最新报价。实时平衡交易市场采用 哪种报价方式,由市场规则确定。不失一 般性,本 文以单独 为实时平衡交易市场进行报价方式,来讨论电力实时平衡调度机制。实时平衡交易市场以机组为单位报价 机组上调 出力、下调 出力报价和实时动态数据 申报,包括机组实时出力上下 限申报、机组爬坡速率 申报、机组启停出力 曲线 申报 等。报 价 采用”出
26、力一电价”模式,且只能是单调递增 或单调递减或水平线种形式折线段构成的报价 曲线。本质上,实时平衡交易市场 中的竞价有类一类是 出现出力缺额 时的实时上调 出力竞价 另一类是 出现 出力富余时的实时下调出力竞价。阻塞管理实质上是同时进行实时上调 出力竞价和实时下调出力竞价。结合这类竞 价 的特点,发电商需要分别申报不同数据。由于机组各个时段可用 于升降出力的容量不 同,因此,机组应对各个时段分别申报可用容量和价格数据。机组实时上调出力报价在实时上调出力竞价报 价时,发电机组应该申报出力增量一价格 曲线,即发 电机组 在日前 时前调度计划 的基础上增加 出力时对应的价格。电力系玩自动化,机组 申
27、报 的价格是指机组增加 出力时增发 电量 的价格。发电机组应申报以下数据该时段机组增 加出力 的基准 点即机组 在该时段的基准调度计划 出力增 出力容量以及相应 的电量价格数据脚机组技术参数,包括机组的增出力速率等机组上调出力竞价时,每个交 易 时段 的报价可以按 出力分 多段,每段一价。机组实时下调出力报价机组在参与下调出力竞 价记报价时,应 申报减出力报价数据,即发 电机组在日前时前调度计划 的基础上减少出力时减发 电量对应 的价格。发电机组应 申报以下数据该时段机组下 调 出力 的基准点即机 组在该时段的基准调度计划出力可减出力容量以及相应 的 电量 价格数据以机组为单位机组技术参数,包
28、括机组 的减出力速率等机组下 调 出力 竞 价时,每个 交 易 时段的报价可以按出力分多段,每段一价。实时平衡 交易市场 中机组报价 的要求和是市场成 员 在实时平衡市场 中自愿 向 电网 调度 员 申报 的增 减 出 力负 荷报价。是机组出力 水 平 的增加或用 户 负荷的减少,是机组出力 的减少或用户负荷的增加。和必须成对报送,每台机组可 以报送多对和以及一系列相关的动态数据。在北欧电力实时平衡交 易 市场中,为鼓励 市场成员参与实时平衡交 易市 场,机组上调出力的最低 报价等于日前市场 的市 场出清价 机组 下 调出力的最高报价等于日前市场的市场出清价 当然,也可以不做以上 限制 如英国
29、电力实时平衡交易市场。实时辅助服务 市场是对日前调频、备用、调压等辅助服务计划进行必要 的调整。电力调度交易机构可以在 实 时辅助 服 务市场中,按照实 时 价 格 买回日前市场计划 中高成本机组提供的辅助服务,同时向低成本机 组 购买这部分辅助服务。此外,因为日前计划 中的辅 助服务可能与实际需求量不同,或者提供辅助服务 的机组可能有意外故障发生,所以电力调度交易机构还 需 要在 实时市场中对辅助服务的偏差部分进行交易调整。在实际运行后日内,电力调度交易机构 根据有关规则,对各辅助服务提供商 的辅 助服务以及 电量 的偏差进行清算。实时平衡辅助服务及 其执行实 时平衡调度机制 的主要作用是维
30、持 系统 电能平衡,并保 证系统运行的安 全 稳 定性和电能 质量。实时平衡 辅助服务 对于 电力 系统运行的安全性和可靠性尤为重要。因为相 同的发 电容量 既可以用来提供 电量,也可以提供调频、备用、调压等辅助服务,所以将 机组的 电量交易计划和辅助服务计划统一考虑是非常必 要的。一般 调 度员首先启 用 在日前 市 场或合约 市场购买 的辅助服务,包括调峰、调频、调压以及各种系统备用和黑启动。如果日前购买的辅助服务不能 满足系 统 运 行的安 全 稳 定 性和电能 质量,调度 交易机构则必须在 时前 实时平衡交易市场购买与备用、频率和电压控制相关的辅助服务。实时平衡交易 市场中的结算机制实
31、时平衡交易 电量的结算与合约市场 年度、月度、日前市场成交的电量结算是分开的。实时平衡交易市场的交易量相对于合约市场、日前市场要小得多,但实时电价 的波动可能大得 多。由于参加下调出力 调度交易会使机组 收人减少,因此发电商一般不愿意参加下调 出力调度交易。为了鼓励发 电商积极参与下调出力调度交 易,在设计实 时交 易的结算规则时对参与下调 出力调度交易的机组要形成足够的吸引力。对被调度员接受的和的结算在每一个实时平衡结算时段或或内,上调机组 出力 时,按机组上调出力报价由低 到高 的顺 序选 择 调 度,以所选择机组 的最高报价作为该时段的统一 出清电价或按照一机一价定价原则,或按 实时节
32、点 电价结算,对机组的实时调整电量进行结算下调机组 出力时,按机组下 调 出力报价由高到低的顺序选择调 度,以所选择机组的最低报价作为该时段的统一 出清电价 或按照一机一价定价原则,或按实时节点 电价结算,对机组 的实时调整 电量进行结算。总的来说,按 机组在 每个交易周期 内被调度员接受的进行 结算,向提供的机组付费,向提供的机组收费。对不平衡,的结算不平衡结算模块 的主要功能是决定不平衡电价及不平衡电量的结算。机组在某调度时段 内的不 平衡电量等于其在该时段合 同电量减去其实际上 网 电量。不平衡 电量按分钟进行累加,其计算方法如 图所示图中的调度计划 电量接受 的和电量等于该时段合同电量
33、。不 平衡量 结算采用种 电价一是系统买 电价格,即以成交 电量为权重的加权价 格二 是 系 统 卖电价 格学术研 究尚金成,等电力实时平衡调度交易市场运作机制及模型的研究,即以成交电量 为权重的加权价格。实侧值不不平衡电量量仁仁一刁刁接接受的和量量量调调度计划电量量量钾钾食食食食食不平衡电价一或电价调度计划电量中包含的各种合同电价图不 平衡 电贵结算示意图英国 目前 的实 时平衡交易市场每会 根据市场参与者提 出的竞卖 价和竞买价以及该 时段辅助服务费用,计算出和。清算公司最后根据表计实测值是“超出该时段合同电量”还是“低于该时段合同电量”及和进行结算。世界上主要 国家 电力 实时平衡市场的
34、 电价机制及结算机制在北欧各国 挪威、瑞典、丹麦、芬兰等电力实时平衡市场,电网调度员将 机 组上调 出力报价 由低到高进行排序、机组下 调出力 报 价由高到低进行排序。电网出现阻塞 时,根据 阻塞情况,将机组的上调出力报价、下 调出力报 价,分 别 分 成 若干个 排序表。在实时运行 时,如果需要上调机组出力时,调度员就从上调出力报价机组 中按报价 由低到高的顺序进行选取调度如果需要下调机组出力 时,调度员就从下调 出力报价机组 中按报价 由高到低的顺 序进行选取调度。在北欧 电力市场 中有种类型的实时平衡交易市场,这种类型实 时市场 的主要区别在于每个小时有几个实时价格。在挪威 实 时平衡
35、市场 中,每个 小 时只有一个实时市场价格 简称实时价格。其确定方法如下如果在某个小时在北 欧市场,一个交易时段为,只有上调出力报 价机组 或下 调 出力报价机组之 中的一种被调用,那么该小 时的实 时价格 为最后一个被调用的机组的报价。如果在某个小 时既需要向上调整机组出力也需要 向下调整机组 出力即上调出力 报 价机组和下调出力报价机组均被调用,则依照事先约定的价格确定该小时 的实时价格。如果 在某个 小 时 内未进 行 调整没有机组被调用进行 出力调整,那么实时价格 就等于机组所属电价区的该小时的日前 现货市 场价 格简称日前现货市场价格,以下同在北 欧日前 现货市场,如果 电网出现阻塞
36、,实行 分区电价,将 根 据 阻塞情况,分成若干个 电价区。该 小 时的和、被调度员接受的电价均为实时价格,即该小时机组的不 平 衡电量、被 调 度员接 受的实 时调 整的电量按照实时价格结算。瑞典、芬兰和丹麦的实时平衡市场 中,每个时段每个小时都定义有个 实时价格,一个是上调 出力价格,一个是下调 出力价格。在这个国家,实时市场定价的 主要规则如下在某个 时段,如果只上调机组出力,那么该时段上调 出力价格就是最后一个被调用机组对应的上调出力报价,同时,该时段下 调 出力价格就等于该时段的日前现货市场价格。在某个时段,如果只下调机组 出力,那么该时段下 调出力价格就是最后一个被调用机组对应 的
37、下调出力报价,同时,该时段上调 出力价格就等于该时段 的日前现货市场价格。在某个时段,如果既需要向上调整机组出力也需要 向下调整机组出力,那么该时段上 调出力价格为被调 用 的上调 出力机组 中、实时 调 整 出力电量 最大的机组对应的上调 出力报价,该时段下 调出力价格为被调用的下 调出力 机组 中、实 时调 整 出力电量 最大的机组对应的下 调出力报价。在某个 时段,如果没有机组被调用,那么该时段上调 出力价格和下调出力价格等于该时段 的日前现货市场价格。该时段的、被调度员接 受 的电价均为上 调 出力 价格该时段的、被 调度员接 受的电价均 为下调 出力价格。美国、新英格兰实 时平衡 交
38、易市场按照每个调度时段 的事后节点 电价结算由调度交易机构按照系统实际运行情 况,每计算一次各母线的节点电价,并将这些节点电价值 加权平均计算出每小 时实时市场 的结算价格,调度 交易机构按照市场成员该交易时段实际发 电量 或上网电量与日前确定 的调度交易计划电量或计划上网电量的差值作为实时平衡交易结算电量。事后定价可以激励发电商执行调度指令,并按照在日前调度计 划基 础上的实际调整量进行结算,亦即旧前市场的中标电量及其价格在财务上有效,实时市场的事后实时节 点电价只是对日前计划 出力和机组 的实际出力之差有财务意义 不再区分不平衡 电量和实时市场接受 的和量 的电价结算差 异。至于采用统一出
39、清电价 边际电价还是按照一机一价定价原则,或按照实时节点电价定价原则进行结算,则 由实 时平衡交 易市场规则而定。英 国目前的实时平衡交易市场 是采用一机一价定价原则,市场 成 员 提前,向 电 网 调 度 交 易 机构 申 报,没有采用 边 际价格是 为了尽量 避免 市场投机行为。有一种观点认为采用边际定价方式更电力系玩自动徒,平衡调度系统是以实时状态估计和潮流计算分析软件为基础,功能包括见 图超 短期 负荷 预测、报价处理和排序、交易决策 包括实时平衡调整、安全校正包括线路和断面安全校正等、下发指令、记录监视和实时考核、电网阻塞在线监控、机组 的投人或退 出、实时平衡辅助服务 的执行情况分
40、析、实时平衡市场结算等。门川州厂为合理,但边际定 价 方 式要 求 平 衡 市场 成员 至少在实 时运行前内不得修 改其和,以避免市场投机行为及不平衡电价过 高的风险。北欧的实时平衡交易市 场 是 采用 上 调下 调机 组 的统一出清电价,但市场成员必须在前一天的以前,向电网调度 交 易 机构申报 交 易日的。在美国、新英 格兰,参与 实 时 平 衡 交易市场的市场成员需要在日前计 划基础 上,申报在 每 个调 度时段购买或 出售 电量 的数 量、所 在 节 点以及交 易时段等相关经济数据和技术数据,亦即凡是在日前市场中没有被 调 度 或仍 有 发电容 量 的机 组可以在 每天一。,向电网调度
41、交 易机 构 申报第天实时平衡交 易 市场 的报 价,在系统 实时运行期间,调度交易机 构根据 电力 供需的不平衡情况、市场成员 的报价及系统安全约束情况进行调度。电网阻塞在线监控奚爵平 云 勺一一 一 一一一丁 一厂一 一门辅助服务否存在阻塞 易勃线的是否卜群黔更新实时数据阻塞管理实时平衡交易及交易计划的安全校正一习一电力实 时 平衡调 度自动控制系统的设计电力实时平衡调 度 自动 控 制 系统 简称实 时平衡调度 系统 是实施 电力 实 时平衡调度 机 制的技术基础,为实现 电力调度交 易优化 决 策 的 自动化实时控制提供技术支持。它 的核心功能包括实时平衡调 度交易计划 的制定及下发。
42、实时平衡调度交易以经济性 为目标,平衡 每 个调度 时段之 间的电网有功功率 偏 差 实 时平 衡 调度 交易模块由时间触发,在 一定的 约束条件下例如 年度、月度、周、日前调度交 易计划及辅助服务计划,电网安全稳定约束,机组出力上下限及爬坡 速率 等机组 安全约束等,每个调度 时段的实时平衡调度交易计划 自动完成 计算包 括 实 时调 度计划及 安全校正、自动下发。每个调度 时段 内的电网阻塞在线监视与校正控制 简称电网阻塞在线监控。以电网安全稳定运行为目标,主要包 括 线 路 或 断面 的 阻塞 管理、机组非计划停机处理等功 能电网 阻塞 在 线监 控模块主要负责处理 电网阻塞事件和紧急发
43、 电或负荷调整。实时平 衡辅助 服 务 的执行,如机 组 投人或退出。机 组主要 平衡各调度 时段 内的 电网断面联络线 的,并使各调度 时段 的电网频率维持在规定范 围内。如图所示。实时平 衡调度系 统 是 在 线 运 行 的实时控 制 系统,每隔一个或几个调 度 时段 就进 行 一 次实 时平衡调度交易计算,每隔或就读取一次 电网实时数据,进行电 网阻塞在线 监 控。为了保证 实时平衡调度系统运行的实 时性和可靠性,采用电网调度 自动化支撑平 台作为开 发平 台。实时平衡交易管理、安全校正和电网阻塞在线监 控 需 要状态估计和潮流分析等电网高级分析功能 的支持。实时图实时平衡调度程序的条主
44、线兮图实 时平衡调 度系统功能构成璐一结语实时平衡调度交易是采用市场的手段平衡 电网运行中形成的电能供需 不平衡,使电网调度既遵循电力系统运行规 律,又遵循 市场经济规律。实时平衡交易市场是日前时前市场 的补充,它为市场成员提供了一个调整调度交易计划的机会。实时平衡电价作为反映电能交易中供需关系变化的最灵敏的经济信号,可以通过经济杠 杆 的作用 引导 电能供应 者和消费者主动地参与市场平衡。电力实 时平衡调度实行分级 管理 各省级 电力调度交易机构负责本省 内所辖电网的电力实时平衡调度,区域和 国家 电力调 度交易机构分别 负责所辖及直调 电网和跨省跨区的电力实时平衡调度。实时平衡自动调度系统
45、代替调度员人工调整机组出力,降低调度员 的工作强度,缓解调度压力。传学术研究尚金成,等电力实时平衡调度交易市场运作机制及模型的研究统 的调度过程,调整 机组 出力完全依靠调度员按 经验决定,人 为因素很 大。实 时平 衡 调 度 系统将 机组出力调度规则规范化,减少了发 电调度的人为干预,确保了调度工作符合公开、公平、公正原则。它是保证 电网安全稳定经济运行的重要手段。它将从根本上改变电网调度管理模式,提高调度决策水平,使电网优化调度管理及安全经济运行等调度决策工作由经验型转变到智能型。参考文献尚金成,张兆峰,韩刚区域电力市场竞价交易模型与交易 机制的研究一竞价交易模型及其机理、水电参与市场竞
46、价的模式及电网安全校核机制电力系统自动化,一,一幻尚金成,张兆峰,韩 刚区域共同电力 市 场 交 易 机 理与交易模型的研究电力 系统 自动化,。,一,一 傅书遏,王海 宁区域共同 电力 市场建设 中若干 问题 的探讨电力系统自动化,一,一厂 夏清,彭涛,江健健兼顾 经济协调发展 和电 网安 全的区域共同市场电力系统自动化,一,记飞,一言茂松谋划我国区域电力市场由两级过渡到一级之路电力 系统 自动化,一眼一一,一宋燕敏,王力科,唐国庆,等区域电力市场运营系统部署 方案电力 系统 自动化,一,一尚金成,黄永皓,康重庆,等多级电力市场之间协调 的模型与方法电力系统自动化,一,一仁王兴,宋永华,徐贵光英国新电力市场模式中的平衡调度机制电力 系统自动化,一,一尚金成“一,男,博士,主要从事电力系统优 化调度协调理 论及应用、电力实时 平街调 度 自动控 制、电 力市场竞价交易理论与风 险管理、发电厂调度交易管理 与竟价上网辅助决策等方 面的研究与管理工作。一程满一,男,硕士,主要从事电力系统自动化、电力市场、发电厂调度交易管理与竞价上网辅助决策等方面的工作。周 领英一,男,博士,主要从事电力系统分析与控制、调度自动化、电力实时平衡市场等方面的研究工作。一,夕,少,入“,玩一一,一,一一功,一,一。,一,一“,一,一一一一一一一