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电力市场专业综述

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-09-30 21:07:50
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电力市场专业综述

电力市场专业综述第二十九届中国电网调度运行会电力市场专业组摘要:本文回顾了2003至2005年间世界范围内的电力市场理论与实践的发展状况。文中首先介绍了近两年来国内外电力市场的发展情况,总结了电力市场领域研究的热点问题。然后,分别针对电力市场运营系统、负荷预测技术和互联电网联络线控制策略的发展现状、实际应用情况及其存在的问题进行了探讨。最后,论文对未来电力市场建设和运行中需研究的重点问题进行了展望。关键词:电力市场、市场模式、电力市场运营系统、负荷预测技术、联络线控制28届中国电网调度运行工作
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导读电力市场专业综述第二十九届中国电网调度运行会电力市场专业组摘要:本文回顾了2003至2005年间世界范围内的电力市场理论与实践的发展状况。文中首先介绍了近两年来国内外电力市场的发展情况,总结了电力市场领域研究的热点问题。然后,分别针对电力市场运营系统、负荷预测技术和互联电网联络线控制策略的发展现状、实际应用情况及其存在的问题进行了探讨。最后,论文对未来电力市场建设和运行中需研究的重点问题进行了展望。关键词:电力市场、市场模式、电力市场运营系统、负荷预测技术、联络线控制28届中国电网调度运行工作
电力市场专业综述

第二十九届中国电网调度运行会电力市场专业组

摘要:本文回顾了2003至2005年间世界范围内的电力市场理论与实践的发展状况。文中首先介绍了近两年来国内外电力市场的发展情况,总结了电力市场领域研究的热点问题。然后,分别针对电力市场运营系统、负荷预测技术和互联电网联络线控制策略的发展现状、实际应用情况及其存在的问题进行了探讨。最后,论文对未来电力市场建设和运行中需研究的重点问题进行了展望。

关键词:电力市场、市场模式、电力市场运营系统、负荷预测技术、联络线控制

28届中国电网调度运行工作会议以来,在调度市场专业人员和众多科研院所人员的共同努力下,我国市场专业在理论研究、队伍建设和工作实践中都取得了长足的进步。在市场建设方面,国内电力市场建设稳步推进。五大区域电网中,东北电力市场于2005年进入试运行,华东电力市场于2004年5月进入模拟运行,华中电力市场已完成电力市场建设方案的编制,将进入规则编写阶段,华北、西北正在进行建设方案的研究编写工作。在跨区跨省资源优化配置方面,跨区跨省电力电量交易数量增长迅速,为优化资源配置、缓解供电紧张局面起到了很大的作用。在联络线控制考核方面,TBC控制模式被广泛运用到网间省间联络线的控制上,同时各网省采取了多种考核方式对联络线进行考核管理,联络线运行水平逐步提高。在负荷预测和电力电量平衡方面,各网省采取规范的平衡方法和先进的预测手段,负荷预测水平和电力电量平衡分析水平得到了较大提高。随着以跨区跨省交易为基础,以更大范围资源优化配置为目标的国家电力市场的逐步形成,随着三级电力市场的逐步完善,市场专业正面临着新的发展机遇和更大的挑战。

本次会议,电力市场专业共收到50篇论文,涉及电力市场、负荷预测、联络线控制、计划检修安排等多方面内容。这些论文既反映了近两年中电力市场专业开展的主要工作和取得的经验,也反映了电力市场专业所关注的重点、热点问题和部分研究成果以及生产实践经验。其中,有关电力市场方面的论文最多,共有32篇,涉及电力市场模式、可用输电能力分析、输电阻塞管理、竞价研究、辅助服务、电力市场运营系统等多方面的内容,这些文章的理论水平、联系实际的紧密度较过去都有了较大的提高,对实际工作具有很好的借鉴作用。按照本次会议技术委员会的录用标准和控制比例,经过电力市场专业工作组的认真评审,本次会议电力专业组共录用了论文36篇,其中有17篇编入会议论文集。

1、电力市场的发展

1.1 国内电力市场的建设和发展

1.1.1 国内电力市场发展概况

2002年印发了《电力改革方案》(国发【2002】5号文件),提出了电力改革的方向、步骤和目标。根据5号文件精神,2002年,国家电力监管委员会、国家电网公司、南方电网公司及五大发电公司相继挂牌成立,标志着我国电力改革进入了新的历史阶段。

2003年初,根据相关文件的指示精神,在省级发电侧电力市场试点的基础上,国家电监会确定在东北及华东率先进行区域电力市场的试点建设。在市场建设初期,均进行了中长期交易的试点。其中,东北电网公司主要探索了“统一电力市场”模式,市场于2004年1月进行了“一部制电价、部分电量竞争”模式下的月合同交易的模拟运行,2004年底进行了“两部制电价、全电量竞争”模式下的年、月合同交易的试运行。华东区域电力市场则于2004年5月进行了“一部制电价、有限电量竞争”模式下的月合同交易的模拟运行。目前试点工作稳步推进。

与此同时,其他各网省也一直关注着电力市场的进展,并积极开展电力市场的相关研究和建设准备工作。华中和南方区域电力市场已经进入最后的方案评审和建设实施准备阶段,西北和华北区域电力市场的研究和建设也在积极的探索和推进中。

在区域电力市场建设的同时,跨区跨省电力电量交易也取得了很大的进展。跨区交易电量从2003年的388.83亿千瓦时,提高到2004年的690亿千瓦时,2005年预计将超过710亿千瓦时。区域电网内跨省交易也非常活跃,同比大幅增加,2004年省间交易电量1140亿,2005年上半年省间交易电量达586.6亿千瓦时,同比增长21.5%。跨区跨省电力电量交换对优化资源配置、缓解部分省(市)电力供需紧张形势起到了非常大的作用。

1.1.2 东北区域电力市场

2003年6月国家电力监管委员会印发了《关于建立东北区域电力市场的意见》(电监供电【2003】15号文件),将东北电网确立为区域电力市场的试点,东北电网开始了区域电力市场的建设。2004年1月15日,东北区域电力市场试运行正式启动,市场模式为“一部制电价,部分电量竞争”,按年、月交易。2004年4月,随着两部制电价的出台,将东北区域电力市场的初期目标进一步确定为“两部制电价,全电量竞争”,按年、月交易。经过模拟和完善,“两部制电价,全电量竞争”模式下的东北区域电力市场于2005年开始正式启动试运行,按市场交易结果运行电网。东北区域电力市场的运行,改变了东北电网长期以来的电量平衡办法,打破了省间分电比例,实现了区域资源优化配置,为提高效率、降低成本、缓解部分地区电力供需矛盾起到了积极作用。

(1)东北区域电力市场模式介绍

根据东北电网的实际和特点,设计东北区域电力市场为统一的区域电力市场,初期只开放发电侧交易。东北区域电力市场的交易模式为“两部制电价,全电量竞争”的市场模式。东北电网内10万千瓦及以上非供热火电机组为参加东北区域电力市场交易的竞价机组,其它非竞价机组根据国家能源,按以热定电、以水定电等原则确定上网电量,按国家批准价格结算;竞价机组采取容量电价和电量电价分开的两部制电价方式,容量电价按国家批准价格,按实际可用小时结算,电量电价由市场竞争产生。

东北区域电力市场第一步开放年、月合同交易。其中年合同交易电量约占竞价机组年度上网电网的80%,月合同交易约占竞价机组上网电量的20%。根据网损系数修正后的报价(网损修正系数利用选取典型运行方式,采用潮流追踪法计算获得),按低价优先的原则排序,交易结果要进行安全校核,按中标电量的报价结算。

东北区域电力市场年、月交易的安全校核采用校核电网主要输电断面输送能力的方式。对于年度或月度合同电量交易,采用校核电网主要输电断面输电量能力的方式是一种简单易行的方法。

根据东北电网的结构特点,区域电力市场中安全校核分几个层次进行,第一个层次,划分安全区域为辽宁赤峰地区、吉林通辽地区、黑龙江伊敏地区,校核辽吉、吉黑输电断面的输电能力;第二个层次在以上三个区域内又分为若干个子区域,进行二级校核;第三个层次是对部分地区内电厂与电厂之间相互制约现象的校核;第四个层次是对竞价电厂最小运行方式的校核。

年、月安全校核分别对以上四个层次进行校核。具体是对于输电断面,根据各输电断面的输电极限,考虑输变电设备检修计划,并参考历史实际运行情况,预算各输电断面在交易时间段内输送电量最大能力。电力市场竞价交易结果分区平衡后,各输电断面输送电量值应不大于断面输送电量的最大能力;对于部分地区内电厂与电厂之间相互制约现象和竞价电厂最小运行方式的校核,采取测算在交易时间段内的最大、最小上网电量的方式进行校核。

(2)区域电力市场条件下的调度计划

东北电网实行统一调度、分级管理。网调负责直调水火电厂、内蒙东部电网、省间联络线的调度;辽宁、吉林和黑龙江省内的电网分别由各省调调度。区域电力市场月度交易是在东北电力调度交易中心的统一平台上进行,由网调和三省调度共同完成的。网省调度分别负责自己管辖范围内电网的负荷预测、非竞价电厂电量计划安排、安全校核等。月度交易结束后,由网调根据交易结果,计算出省间联络线月交换电量计划,下发给三省。各省内非竞价机组月度调度计划由省调制定,竞价机组月度调度计划由市场交易产生。日前,网调根据月度省间联络线交换电量计划、考虑各省区的电力、电量平衡情况、水库来水情况等制定省间联络线计划,下发执行,省调根据省间联络线计划、省内各类电厂的月度调度计划等制定省内机组的日调度计划,下发执行。网调对各省调执行省间联络线计划情况进行考核,当省内由于负荷预测等原因造成省内机组完成月度调度计划有困难时,原则上优先保证非竞价电厂月度计划的完成和竞价电厂月度交易电量的完成,竞价电厂年度合同交易电量后期滚动平衡。并根据年合同交易电量的滚动情况调整后期的月度竞价空间,全年保证竞价机组年度合同交易电量的完成。对于调峰、调频等辅助服务采取补偿机制。辅助服务按调度管辖范围分省安排、分省进行补偿。

1.1.3华东区域电力市场

自2000年起,华东电网双边交易成为省间调剂余缺的重要手段,2004年和2005年,华东电网面临严重缺电的局面,省市间双边交易量继续增加,包括错峰、置换、可中断等形式在内的电力电量交易成为优化电力资源配置的有效手段。跨区电网之间,随着三峡配套龙泉-政平直流输电系统的建成,华东电网和华中电网之间的电力输送通道大大扩容,两网之间的交易电量也逐步增大。2004年华东电网共完成跨区、省(市)间各类双边交易248.2亿千瓦时。

1.1.3.1 市场模式

华东电力市场运营模式和规则框架为:

(1)华东电网实行统一调度、分级管理原则,华东电力调度交易中心和省市电力调度通信中

心根据华东电力系统调度规程负责所辖电力系统安全运行和事故处理。

(2)华东电力市场建设的一期目标是建立区域统一的电能交易平台,单机额定容量在

100MW及以上的常规燃煤机组(称之为A类机组)参与华东电力市场。

(3)年度发电合同覆盖约90%的发电量。华东电力市场一期年度合同、省(市)际双边合同、

实时平衡与现在模式相同,保持不变。

(4)开展月度竞价和日前现货市场。

月度竞价市场可看作是期货市场,能起到平抑电价作用;日前现货市场虽不是真正意义上平衡的市场,但由于没有实时平衡市场,日前现货市场起到平衡作用。月度市场和日前现货市场竞价空间实行总量控制。日前市场将保留所有的跨省双边交易、省内各类机组的年度合同、区外计划、统销计划,融合月度市场出清结果,实行全网“统一竞价、统一优化、分省调度、分别结算”,是一个全电量竞价的现货市场,具备如下特点:z以机组为单位全电量统一报价;

z中长期合同覆盖约90%的总发电量;

z全网优化、节点电价;

z维持省市控制联络线ACE,华东控制电网频率的的控制模式;

z兼容省(市)际双边交易,兼容物理合同与差价合约;

z自动发电权转让,无需建立专门机制来处理;

z华东负责省(市)际交换电量结算,省市负责省内电厂结算。

目前华东电力市场运行规则尚在讨论修改阶段。

1.1.3.2 月度市场模拟运行

2004年5月18日,华东电力市场月度竞价市场开始模拟运行。在全国电力紧张的形势下,华东电力市场作为区域电力市场的试点,作为深化电力改革的重要环节,受到广泛关注。经过精心安排,华东电力市场14个月模拟运行取得了良好的预期效果,也发现了一些存在的问题,如市场竞价造成的平衡帐户巨额亏损、现行的市场运营规则和实施细则尚不完善、现行和文件和市场机制不配套、信息尚未能通畅共享等问题。

1.1.4跨区跨省交易

2003年7月,电监会下发了《跨区跨省电力优化调度暂行规则》,明确了跨区交易的原则、主体、内容等,对跨区跨省交易提出了指导性的要求。

为贯彻落实加强电网优化调度、促进地区间电能交换的有关精神,促进网间丰枯、峰谷和余缺互济,在更大范围内实现资源优化配置,缓解供电紧张的局面,进一步提高跨大区电网的联网效益,促进大区间电力交易, 确保电网安全、优质、经济运行,2003年7月,国家电网公司制定了《国家电网公司跨区电力电量交易调度实施办法》,对跨区电力电量交易进行规范。

2005年,国家、电监会联合下发了《关于促进跨地区电能交易的指导意见》,进一步明确了跨地区电能交易的原则和内容。

根据上述文件要求,近两年各级调度系统积极开展跨区跨省电能交易,增加电网输送能力,合理安排运行方式,提高负荷预测水平,充分利用水能,采用多种灵活的交易方式,努力扩大跨区跨省电力电量交易。目前采用的交易模式以三方合同为主,从周期上,包括年度、月度、多日、日、小时等交易类型,同时,采用可中断交易等灵活的交易形式。

国家电力市场的运作模式和规则目前正处于逐渐发展完善过程当中,有待进一步研究。

1.2 国外电力市场的发展

1.2.1 英国电力市场

最近两年英国电力市场的发展主要是在原来Neta的模式上,建设英国电力市场,并进行管制机制的完善。

在原Neta模式成功运行的基础上,英国提出建设Betta,目的是将交易模式推广到整个英国地区,建立一个包括英格兰、威尔士以及苏格兰的英国电力市场。英国电力市场仍然采用Neta交易模式,Betta主要是对电网协调、调度和开放进行规定。目前,英格兰和威尔士电网由NGC负责调度,而苏格兰电网分别由两个电网公司(SP Transmission Limited (SPTL) and Scottish Hydro-Electric Transmission Limited (SHETL))进行调度,在新的Betta下,三个电网公司之间将实现电能自由交易和流动。

英国管制机构Ofgem目前主要致力于改善现有管制方法,包括:

(1)修改和简化供电许可证;(2)建立了新的输电价格控制以及系统调度员激励机制,使英格兰、威尔士以及苏格兰

的电网公司能够按照相同的原则进行运作。由电厂、供电公司以及大用户支付的输

电费用应该与输电许可证条款、欧盟法律以及OFGEM的管制职责保持一致,并且

能够保护用户的利益,整个输电费用包括两个部分:接入费用和输送电能费用,小

型电厂的输电费用有一定的折扣,对商业用户和大用户创造更好且更加透明的交易

环境;

(3)更新英国电力市场中的输电价格;

(4)颁布了最终的配电价格控制方法,配电费用中考虑了供热机组、风力电厂以及水电

的特点。

1.2.2 PJM市场

近两年PJM市场的进展主要是在现有交易模式的基础上,进行系统合并和市场合并。近两年,有更多地区和市场成员加入了PJM市场。Commonwealth Edison (ComEd)于2004年3月1日加入PJM互联系统,AEP Service Corporation和Dayton Power and Light Company 于2004年10月1日加入PJM互联系统,Dominion于2005年5月1日加入PJM系统,参加电网调度、可靠性协调以及市场的合并,自此,PJM系统拥有超过130,000 (MW)峰值负荷,1,100发电机组,发电容量近1,000 MW.,其中,PJM控制56,070英里高压线路,3,660输变电站,为13个州以及美国首都地区5千1百万人口、1,260 平方英里面积供电。此外,PJM互联系统与美国Midwest(中西部)互联系统达成联合运行协议,以形成统一的趸售市场。联合后,此互联系统拥有5千3百万用户,峰值负荷为239,000 megawatts (MW),发电容量为282,240 MW,拥有121,000英里高压输电线路。新市场中,系统管理员将负责实时市场和日前市场,并处理规划、发电计划、调度运行以及结算事物。

在市场建设方面,PJM于2003年3月22日进行了第一笔年度金融性输电权交易,从而开始了以市场机制解决输电阻塞。此外,PJM于2003年4月1日修改了原有规则,允许风电拥有与常规电厂相同的市场竞争地位,于2005年4月15日建立了发电厂环境排放跟踪系统,并决定于2005年5月2日实施电厂进入市场的新技术要求,允许风电、太阳能以及自备电厂参与市场。

1.2.3 美国加州

加州主要致力于对电力市场进行重新设计。2003年10月28日,美国FERC接受了美国加州ISO提交的电力市场改革思路。该市场改革计划对日前市场中阻塞管理机制进行重新设计,采用节点边际电价机制,引入长期合同市场,在日前市场和实时市场中加入发电机组必开的规定,并考虑新的市场力监管措施。此外,还要求在加州市场中考虑负荷侧管理。

1.2.4 北欧市场

北欧电力市场运行中增加了交易种类,以鼓励绿色能源和清洁能源。Nord Pool于2004年2月18日开始绿色认证交易,以鼓励清洁能源的发展,并于2005年2月11日正式开始进行二氧化碳排放指标的交易。市场初期有19个交易者。此外,Nord Pool正在考虑在丹麦建立一个天然气交易所。

1.3 市场模拟研究

1.3.1 电力市场模拟的背景

市场化改革过程中,在发、输、配环节分离后,出现了许多新的课题,例如:电力市场下的电力规划问题,报价策略问题,电力市场中的市场力问题,电力市场中的价格剧烈波动问题等。电力市场理论目前缺少一个体现市场成员自我学习和调整、不同市场成员之间互动作用,能够反映电力市场动态演化和发展过程的仿真和模拟模型。如果能够实现对电力市场真实有效的仿真和模拟,就可以在此基础上研究电力市场的动态演化过程,比较不同市场结构、交易机制和市场理论之间的差别,定性和定量分析市场化改革给电力系统带来的影响,以及预测未来电力工业在市场环境下的发展趋势,从而进一步系统化研究电力市场理论中的诸多宏观问题和微观问题,例如:报价策略问题、电网规划问题、电源规划问题、市场监管问题、市场化条件下的电力系统运行问题。

1.3.2电力市场模拟的方法

目前,针对市场模拟分为六种思路:基于实验经济学的模拟方法,基于传统经济调度思路的模拟方法,基于动力学系统,基于概率和Monte-Carlo方法,基于博弈论的模拟方法以及基于Multi-Agent结构。而对大型复杂系统的模拟研究,目前以复杂适应系统和计算统计学习为热点。

目前虽然学者已经提出多种市场模拟方法,但是总的来说存在以下问题:

(1)传统电力市场研究方法无法解决电力市场中市场成员行为的不确定因素。

(2)大量采用静态研究方法、进行简化和假设,无法真正解决电力市场的动态复杂系统的问题。

(3)缺少有效的仿真模型和模拟方法。

(4)缺少电力市场运行效率的分析指标和方法。

(5)国内关于电力市场模拟的研究尚处于起步阶段。

电力市场的自身特点决定了电力市场模拟研究是很困难的。首先,市场是大量市场交易成员构成,市场交易成员是拥有自我意识的个体,这些自我意识既无法观测到,也无法用微分方程建模的。其次,市场成员具有自学习能力,学习和总结以往的经验,并改变未来自己的交易行为,而这些自我学习能力和自我改进能力是无法用传统的微分方程建模的。因此,电力市场是不满足可观测性和可预测性,无法通过传统的微分方程建模。此外,电力市场中的不确定性一定程度上来源于市场成员学习能力、风险偏好以及报价行为的不确定性,而且这些不确定性都会随着市场的变化呈现出动态调整的特征。由于传统电力系统研究方法并没有涵盖市场成员的行为模型,因此,采用传统的方法对电力市场进行仿真和建模,无法得到令人满意的效果。

1.3.3 电力市场模拟的发展方向

为了得到真正体现电力市场特点的模拟结果,电力市场模拟方法需要考虑以下因素:(1)综合考虑市场交易中的经济性因素和电力系统运行过程中固有的物理规律和定律,必须

考虑电力系统运行中的各种技术性约束条件对电力交易的影响。采用单纯的经济性方法来研究和模拟电力市场,都会因为忽略了电力系统的特质特征,而无法得到令人满意的结果。

(2)考虑电力市场成员的不同经济特点。市场成员之间存在成本差异,在电力交易中所处的

地位也不同,电力市场模拟中必须考虑市场成员的多样性,考虑他们不同的交易行为。

(3)考虑市场成员的动态学习能力和决策能力。市场交易成员都拥有自主学习、优化决策和

投机能力,不但能够从市场中学习知识,还能够主动地将新的知识应用到报价决策中,从而使电力市场展现出自主、动态的演化过程。

(4)考虑电力市场中多个市场成员的相互作用。电力市场中大量市场成员的相互作用,可以

使整个市场会呈现出不断调整的复杂行为,也会导致市场模拟中存在收敛性问题。如何协调市场成员彼此之间的行为,是电力市场模拟中需要考虑的问题。

1.4 电力市场理论与新技术的发展

近两年来,电力市场改革所面临的问题不断发生着变化,研究的重点问题也发生了一定的改变,电力市场理论和实践得到了一定的发展和补充。尤其是近两年,在实行电力市场改革的国家中,其电力系统出现了一些大型电力系统事故,对其国民经济,甚至政治稳定产生了不可低估的影响。因此,大量的专家学者、制定者和企业管理者,围绕着如何在电力市场机制下保障电网的安全稳定运行、如何统一协调规划电源、电网的建设等问题,展开了深入的研究和探索。

纵观近两年来世界范围内的电力市场发展和变化,可以总结如下几个重点发展方面: (1) 标准市场设计

美国联邦能源监管委员会(FERC)于2002年7月提出《标准市场设计》的初稿,要求各电力公司讨论,至今尚未定稿,其目的是在总结国内外经验的基础上制定一种典型电力市场的设计,以便指导美国各电力市场的设计和运行。据报道,目前已有多个RTO和ISO按照《标准市场设计》的要求修改了市场设计和相应的运营系统设计。

因为不同、电力系统实际情况存在较大差异,美国的《标准市场设计》并不能完全适合于我国,但其中的很多经验值得我们参考借鉴,例如防止缺电的措施、防止市场力的措施、基于分区电价的输电费(LMP)等。我国也可以针对我国的实际情况,逐步开展标准电力市场设计的研究,以指导我国电力市场的建立和运营。

(2) 市场力

市场力问题伴随着电力市场改革应运而生,一直是电力市场中的重点问题之一。近些年研究主要集中在两方面,一方面是采用多指标体系辨识和发现市场力;另一方面采用灵活的市场机制、协调理论保障规则的完善,防止和抑制市场力的泛滥。

(3) 电价风险/风险管理

加州的市场风波导致了人们对电力市场重新认识,也使得人们注意到电价变化规律不同于其商品市场的价格变化规律,方法和模型也不能够照抄照搬。因此,由原来的注重风险度量模型和方法,正逐步向注重电价变化机理等本质问题上转变,如电价的分布模型的构建、电价概率模型的研究等。

(4) 节约用电与绿色能源

自从2003年,我国的电力出现了日趋严重的电力短缺现象,使得关于一次、二次能源合理、科学利用问题的研究变得异常火热。主要集中在两个方面:一方面,是分布式发电、绿色能源等科学利用问题;另一方面,是需求侧管理与电力市场机制的协调问题。另外在电力市场环境下如何采用可中断电价、两部制电价、峰谷分时电价等经济手段,提高发电效率、减少资源浪费、优化资源配置,促进高效率、节能用电设备等的使用得到了广泛的研究。

2、电力市场运营系统的发展

自2003年开始,为了适应我国电力改革进程要求及建立区域电力市场的需要,对《电力市场技术支持系统功能要求》进行重新修改,并按照行业标准的要求,制定《电力市场运营系统功能规范和技术要求》。本标准在以往的系统功能要求的技术上,重点对两个方面进行了修订。一方面是系统安全,按照国家对二次系统安全防护的要求,将系统各应用功能根据其业务特点进行安全部署,采用符合要求的技术和手段确保系统的安全运行。另一方面是对运营系统与其他系统的数据交换,以及市场成员与电力调度交易中心的信息交换制定了相应的标准。规定对运营系统与能量管理系统、电能量计量系统、电厂侧系统等交换的数据与信息,建立了交换数据模型,并规定数据交换模型采用XML等格式。

新一代的电力市场运营系统应具有以下主要特点:

(1)模块化设计思想

为适应不同市场运营模式与交易方式,电力市场运营系统应采用标准化、组件化设计,将电力市场应用业务细化成尽可能小的模块,并使之与运营系统支撑平台保持相对,将各应用模块功能,按照市场运营流程以插件方式插入开放的支持平台,提高系统的开放性和可扩展性。

(2)系统的自适应性设计

采用先进的数据库管理技术,使得系统在数据层满足系统的自适应性。运用多种IT技术将电力市场业务、运营规则等进行数字化,在电力市场业务与数据模型之间建立映射关系。系统支撑平台提供方便灵活的操作手段,用来设置市场流程控制参数、编辑交易规则中的计划制定、考核与结算的公式,构建不同市场模式与交易规则,使电力市场运营系统具有高度的适应性。

(3)采用中间件技术,提高系统的标准化和扩展性

中间件是一种的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的平台之间共享资源。采用中间件技术,可实现将电力市场业务与底层计算机技术相分离;对不同的市场成员和用户可实现跨异构平台,满足电力市场运营要求和用户使用习惯;对于系统内调用方式及与外系统的接口,可提供标准的协议与接口。

(4)构建安全防护体系

应本着“网络专用、安全分区、横向隔离、纵向认证”的原则,不仅在系统边界划分和计算机网络安全等方面采取了有力的防护措施,同时还强调了系统在纵深方向,特别是在主机安全、数据安全、应用安全等安全方面进行全面防护。

(5)统一建模,统一管理

随着电力自动化技术的发展,电力调度交易中心中的自动化系统越来越多,例如能量管理系统、电能量计量系统、水调自动化系统、办公自动化系统等。由于电力市场业务复杂,电力市场运营系统的源数据与结果数据几乎涉及上述所有系统,所以电力市场运营系统的数据建模应便于系统间的数据交换,便于各系统的统一管理。

3、负荷预测技术

3.1 预测新方法的探索

在中长期预测中,除传统的序列预测方法之外,模糊理论、专家系统等方法均被应用。而在短期预测中,应用最广泛、研究最多的是神经网络。除此以外,卡尔曼滤波、聚类分析、小波分析、人工智能中的事例推理、模糊集理论、混沌分形理论、数据挖掘等理论和方法被应用到负荷预测中,并取得了一些成果。

3.2 确定性预测/区间预测/概率性预测

传统的预测结果一般都是确定性的。常规的负荷预测,只是给出一个确定的数值,其缺点是无法确定预测结果可能的波动范围。

实际上,由于预测问题的超前性,实现概率性的预测更符合客观需求,例如应用于风险分析、可靠性评估等。

在传统的电力系统规划中,要求给出电力负荷发展的高、中、低水平,实际上就是进行敏感性分析、风险分析的需要,从某种意义上讲,这也是一种概率预测结果。此外,某些传统的预测方法中,从概率论中置信区间分析的角度,可以给出一个喇叭型伸展的带状区域,使得未来数据的预测有一个大致的变化范围。这些都是概率性预测的雏形。

概率性的预测已经体现在某些负荷预测的方法中,但其实际应用效果还有待检验和完善,特别是各种预测结果的概率分布函数是很难解决的问题。

3.3 相关因素的考虑

在电力系统目前的研究中,预测方法应与实际相结合,尤其注重气候条件、电价弹性、市场环境、负荷构成等对预测具有重要影响的因素的细致研究。考虑到电力系统是一个多因素共同作用的系统,与相关因素分析相配合,可以尝试对历史数据进行数据挖掘,从中找出影响预测精度的主要相关因素(或者称为主导因素),这是一个有价值的发展方向。

同时,还要着力挖掘新的相关因素,例如,当日温度对当日负荷的影响只是一个方面,由于温度具有累积效应,连续多日高温和某日单独高温对该日的负荷影响程度大不相同,因此,可以尝试引入能够体现温度累积效应的指标,构成相关预测模型。

3.4 自动运行与滚动预测的软件

国内外都已经开发了若干种实用化的预测软件。新形势对预测软件提出许多新要求,主要表现在自动运行与滚动预测上。这是指在正常情况下,预测系统无需人工干预,可以连续不断的根据最新所获取的数据进行周期性的滚动预测,只有当预测误差较大、需要人工处理时,才由预测人员进行调整。

3.5 我国预测工作的努力方向

借鉴国外经验,根据我国电力市场的发展状况,本节对我国开展预测工作提出一些建议。

(1)预测软件的规范、升级、标准化

为了适应电力系统的发展,国外的预测软件在不断地改进和升级。北美地区广为使用的ANNSTLF软件,在美国EPRI的支持下,该软件从1992年开发,到1998年升级到第三代,用户数(电力公司)达35个。

我国目前见诸文献报道的预测软件种类比较繁多,应尽快探索研究适合电力市场的预测软件的规范、标准。区分中长期预测与短期预测,分别提出软件的功能规范和预测精度要求、考核标准等,对提高我国各地的预测水平具有重要的意义。

(2)加强各方的协作

单一的软件开发方的作用毕竟是有限的。欧洲所建立的智能预测系统(Intelligent Forecasting Systems---IFS)则着眼于众多学者、科研机构、企业用户的联合。IFS尝试建立一个遍及欧洲甚至全球性的以智能预测为主题的工作网络,应用于电力系统及其他系统。在此网络中,大学、研究中心、工业界相互协作,及时交流信息、探讨预测方法。

我国也应加强各科研机构、院校、公司等之间的技术交流和协作,取长补短,进一步提高我国负荷预测的理论水平和实践水平。

(3)建立用于测试预测效果的标准例题库

借鉴国外经验,建立一组预测效果的考核标准和考核例题库,其作用是:

1)对现有主要方法进行比较和推荐;

2)对各开发方的预测软件进行统一的测评和比较,向各地区推荐较好的预测软件;

3)对新提出的预测方法进行预测效果的检验,要求预测结果可以重现;

4) 全面评价预测的研究动向和应用效果,包括:

a)在外界扰动的情况下各种预测方法的鲁棒性评价;

b)各种预测方法的准确性评价;

c)各种预测方法的有效性评价;d)为完成预测而采取的数据准备与处理措施评价;

e)预测系统的在线能力与性能评价。

3.6 市场电价预测

发电侧市场中提出的一个突破“负荷”预测的概念就是电价预测,此处的电价可以是系统边际电价或市场出清价格、区域(节点)边际电价等。发电市场未来的电价走势是市场成员共同关心的问题,对于发电厂的报价决策有着极其重要的意义。这方面的国内外论文已经发表了很多,就其预测机理而言,可以分为以下几个方面:

(1)直接应用电价变化的时间特征进行预测。这实际上是借鉴负荷预测的一些预测技术,包括时间序列法、神经网络方法、混沌预测方法等。

(2)在详细分析了电价的特点,并考虑电价与负荷及其它因素的强相关性之后,许多学者利用相关预测技术进行电价预测,包括聚类分析、数据挖掘、神经网络等。

研究表明,电价预测的精度一般要逊于负荷预测。尤其是中长期的电价预测目前还较少研究。为了提供更为准确的决策依据,还需要进一步加强电价预测的研究,特别是基于电价的形成机理,提出新的预测方法。

4、联络线控制策略

联络线控制策略和评价,目前主要采用A1A2方法和CPS方法。华北、东北采用了A1A2控制策略。华东电网应用CPS控制策略较早,华中正在尝试采用CPS策略。一次调频方面,部分电网在一次调频监控和考核方面开展了大量的工作,并取得了一定的成绩。目前我们还需要在以下几个方面对一次调频和联络线控制策略等方面的问题进行研究和探索。

(1)在对每台机组进行一次调频的参数设置时,如何做到既能使每台机组的一次调频性能达

到最佳,又能满足机组与机组之间一次调频的有效配合,从而保证电网的运行需要,还有待进一步的研究和开发。同时还应加强研究一次调频和二次调频之间的配合问题。(2)目前我国的网架仍比较薄弱,部分联络线运行限额较低,联络线的控制水平关系到整个

系统的安全稳定运行,针对这种情况,急需研究适应我国电网现状的联络线控制考核方法以及相关的参数设置方法。

(3)国家电网公司提出了建设特高压电网的宏伟目标,我们应超前研究特高压网架下互联电

网之间的控制模式和考核方法。

5、总结与展望

目前,我国的区域电力市场建设正处于积极发展之中,东北区域电力市场开始试运行,华东区域电力市场开始模拟运行,其他区域电力市场也将陆续启动。针对模拟运行中积累的经验和发现的问题,我们应该结合实际国情加以重点研究,总结经验,分析不足,提出建议,以期更好地推动电力市场的发展。

(1)按照“完善省级市场、发展区域市场、培育国家市场”的原则,研究三级电力市场运作

模式和市场规则。

(2)研究适应节约型社会需要的电力市场运作模式和市场规则。

(3)研究节点电价体系、输配电价形成机制及输电权的管理机制。

(4)分为,总结、研究年、月、日前、实时市场各种交易之间的关联和协调运作,特别是中

长期交易与日前、实时市场间的协调运作。

(5)建立区域电力市场,在一定程度上增加了各输电断面的输电压力。因此需要研究利用综

合安全和经济手段来解决系统阻塞问题的方法,以及电网输送能力在年、月合同交易中的合理分配方式,进一步研究当现货交易、实时交易开放后系统阻塞问题、发电权交易对阻塞管理的影响以及相应价格确定等。

(6)对控制市场的市场力的防范和约束等有关问题研究。

(7)研究如何建立电力市场评价体系。

(8)电力市场运营系统功能模块及实现相关技术的研究。

(9)互联电网有功平衡及频率控制模式、策略及评价指标。

(10)研究中短期电力电量平衡分析管理。

(11)研究提高日负荷预测、超短期负荷预测精度的方法。

主要起草人:康重庆、王文、曹容章、郑华、杜蕴华、王亮、尚金诚、韩放、邵山、吕东晓、韩悌、王漪、谢恒、万源、胡朝阳、周琳等。

Summarize of the electric power market

(The group of electric power market of the 29th.meeting of power dispatching operation of china)

Abstract: This paper reviews the evolution of the worldwide electricity market from 2003 to 2005. Firstly, we introduce the development of the inland and oversea electricity markets and summarize the focused problems of the studies on the electricity markets. Secondly, we discuss briefly the market operating system, load-forecast technologies, the tie-line control strategy and their applications and the unsolved problems. Finally, we make a prospect of the key problems that should be studied for the construction and the operation of the future electricity market Key words: Electricity Market, Market Model, Market operation system, Forecasting technology, Tie-Line Control

文档

电力市场专业综述

电力市场专业综述第二十九届中国电网调度运行会电力市场专业组摘要:本文回顾了2003至2005年间世界范围内的电力市场理论与实践的发展状况。文中首先介绍了近两年来国内外电力市场的发展情况,总结了电力市场领域研究的热点问题。然后,分别针对电力市场运营系统、负荷预测技术和互联电网联络线控制策略的发展现状、实际应用情况及其存在的问题进行了探讨。最后,论文对未来电力市场建设和运行中需研究的重点问题进行了展望。关键词:电力市场、市场模式、电力市场运营系统、负荷预测技术、联络线控制28届中国电网调度运行工作
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