考虑分区备用的主能量 — 备用联合市场均衡模型

为了保证系统在事故情况下电能可以顺利传送到备用需求区域,备用资源需要均匀合理地分布于电网中。文中建立了一种考虑分区备用的主能量 — 备用联合市场均衡模型。该模型同时计及网络约束、系统备用约束和分区备用约束,其中区域备用需求可以由本地发电资源和相应区域联络线的剩余传输容量共同提供。此外,还分析了主能量价格、备用价格及两者之间的耦合关系。仿真结果表明,分区备用会导致备用稀缺区域内主能量和备用价格的提高,而系统总负荷收益却会相应减少;此外,在寡头市场环境下,与大部分发电商通过持留容量方式来获取更高收益不同,处于备用稀缺区域内的发电商往往需要通过增加其自身出力来获取更大的收益。     

美国稀缺定价机制及对我国现货市场建设的启示

电力市场中合理的市场价格信号可以激励发电投资、保证发电容量充裕度,对电力市场长期高效、安全稳定的运行有着重要的作用。美国能量市场与辅助服务市场普遍引入了基于备用需求曲线的稀缺定价机制,从而反映电力市场运行中电能量和备用的稀缺信号。对比分析美国纽约州、加州、PJM和德州电力市场区域的稀缺定价机制,包括备用需求曲线的类型、出清方式和结算机制。最后,结合当前国内电力体制改革现状,对我国电力市场发展初期的发电成本回收机制方面提出了可行建议。     

大规模可再生能源接入下的电力系统充裕性优化(二)多等级备用的协调优化

随着间歇性可再生能源接入比例的逐步提高,系统所需备用容量也相应增加。如果仅采用旋转级备用提供系统备用容量,不仅从经济上不可行,长期维持高比例的旋转级备用容量引起的排放也违背了可再生能源发展的初衷。调节性能灵活的非旋转级备用提供备用服务,有助于提升系统充裕性,是促进高比例可再生能源消纳的重要途径。针对现有非旋转级备用优化研究的不足,首先,文中分析了市场机制下发电侧和需求侧非旋转级备用的调度模式及优化模型。然后,考虑到旋转级备用与非旋转级备用在不同充裕性事件场景下存在物理—经济特性方面的差异性及互补性,进一步提出了综合考虑旋转、非旋转备用的混合优化方法。最后,通过算例分析,验证了所提优化方法的可行性和有效性。     

电力备用市场化运营需求研究

随着我国电力市场改革的逐步深入,电力备用市场化运营已提到议事日程.该文从经济的角度,分析了传统备用需求确定方法的不合理性;基于消费者剩余理论,推导了在平衡点附近需求曲线线性化时平衡点失负荷价值计算公式;通过对备用价值的研究,根据平衡点失负荷价值计算公式提出了平衡点处系统最优电力备用需求确定模型.通过算例分析了该模型的可行性,并对电力需求价格弹性、系统可靠性、备用成本与系统最优备用水平的关系进行了研究,得出需求价格弹性越大,系统最优备用需求越低;系统可靠性越高,系统最优备用需求越低;备用成本越高,系统最优备用需求水平越低.     

基于DFT的多时间尺度系统备用需求分析

在风力与光伏等可再生能源接入电网的规模逐年扩大且不同特性的大用户负荷逐年递增的环境下,为应对频发的功率不平衡事件,系统需要预留充裕的备用容量,同时保证经济性.针对此,提出了一种基于离散傅里叶变换的系统备用容量需求分析与评估方法.采用离散傅里叶变换分别对系统负荷与新能源出力进行时频转换,并根据响应时间划分频域,通过帕塞瓦尔定理得到各类备用需求.该方法能够综合考虑负荷波动与新能源出力带来的随机性,在多时间尺度下分析系统的各级备用需求,并能在线判断当前机组投入的各级备用是否满足要求,实现对机组的超短期实时备用监视.仿真结果表明,该方法可快速计算任意时间尺度下的系统备用需求,达到指导发电厂季度配容、制定日前计划以及进行实时备用监视等目的.     

考虑备用容量价格的电力市场运行模拟

本文对电力市场的运行进行了计算机模拟,在所模拟的市场中,市场运行机构可以调整系统备用容量的购买价格,发电厂考虑备用容量价格进行报价,这一过程失代进行,直接产生同时满足功率平衡要求和备用容量要求的发电计划,本文推导了发电厂考虑备用容量价格时提交报价曲线的策略,通过市场模拟分析了由竞价产生的发电计划的成本,机组的利润以及市场价格的波动。     

计及检修需求不确定性的电力系统检修备用容量评估

针对电力系统规划中评估系统检修备用容量的迫切需求和机组检修需求的不确定特性对评估造成的影响,提出一种评估电力系统检修备用容量的方法。该方法建立考虑检修需求不确定特性的检修备用容量评估模型,以累计负荷最小为原则确定检修时段,求解该评估模型。在此基础上,基于蒙特卡洛模拟方法提出检修备用容量不足概率和检修备用容量不足期望值2个检修备用容量充裕度指标,以此确定系统检修备用容量,进而确定系统装机容量需求。以某省电力系统机组检修的实际数据为例进行计算,证明了所提检修备用容量评估方法的正确性和有效性。     

基于电力不足概率的互联系统备用量需求研究

基于传统的发电系统停运模型,考虑系统负荷水平、联络线容量、联络线强迫停运率等因素,提出采用二维概率阵列法计算电力不足概率（loss of load probability,LOLP）并推导互联系统的备用需求模型。采用IEEE30节点进行仿真计算。验证备用需求模型确定互联系统备用容量方法的可行性。     

发电容量充裕性保障机制国际实践与启示

电力能源绿色转型和现货市场加快推进使得中国发电容量充裕性保障机制建立及其路径选择问题日益迫切。围绕此问题,梳理容量充裕性保障机制的国际实践经验,综合比较稀缺定价、容量市场和容量补贴电价3类机制的基本原理、总体框架与核心制度、机制优劣与适用条件;以容量市场为重点,比较分散式、集中式和可靠性期权3类市场模式,归纳以容量配额、资格审查和市场交易为核心制度的基本框架体系,研究各个市场拍卖制度设计和容量需求曲线计算方法;阐释智利补贴机制中容量电价和充裕容量的核定原理与方法,探讨稀缺定价机制在社会政治层面的局限性及监管两难问题。最后,就中国容量充裕性保障机制建设问题,提出与中国电力市场建设发展相适应的分阶段建议。     

区域电力市场中的分区备用模型

分区备用可以保证区域电力市场安全经济运行。将区域电价有关概念推广到区域备用市场;建立两层模型,该模型考虑了地区间联络线传输容量约束、各地区最小备用容量需求和总备用需求等约束;模型的求解不仅可以得到区域备用价格,而且可得到故障情况下合理的调度方案;提出了基于调度方案形成各地区对备用的利用系数,基于利用系数对备用费用进行分摊的方法,为备用费用分摊这个难点问题提供了新的思路。通过算例验证了模型的有效性和可行性。     

备用服务A-S定价方法研究

在计划管理体制下,发电企业所提供的备用服务是无偿的;在较完善的电力市场机制下,则要通过科学、合理的备用服务定价来调动发电企业提供备用服务的积极性。该文提出一种新的基于备用容量成本和效益评估的备用服务定价方法——备用服务Aumann-Shapley定价法。该方法对电能量和备用服务的共有成本和效益进行基于Aumann- Shapley值的分配,并在此基础上,确定竞争性的电能量市场环境下的备用服务价格,建立计及备用服务Aumann- Shapley价格的电能量市场和备用市场联合优化模型,同时分析了备用服务Aumann-Shapley价格对发电商竞争策略的影响。备用服务的Aumann-Shapley定价方法与我国现行的电力市场模式相适应,并为制定电力市场环境下的辅助服务定价机制提供了一种新思路。     

Coordinating markets for reliability: Resource adequacy as a public good

In parts of the United States where competitive wholesale electricity markets support prior state decisions to embrace retail choice, market-based reliability planning ensures the lights stay on. The assumption that a spot price alone would incentivize both efficient short-term market operations and drive long-term investment decisions was key to economic arguments for restructuring. However, separate capacity markets are needed to ensure that generation resources are available to meet a peak load plus a defined reserve margin, since a spot price alone is insufficient to enable long-term investment decisions. The debates over the future of markets for resource adequacy in wholesale power markets continue to rely on the idea that a market price alone can enable the energy transition. This is especially true in arguments that focus only on adding a price on carbon. At the heart of these assumptions, but largely unrecognized, is the idea that generation resource adequacy is a private good. Transitioning the electricity sector is critical to meeting economy-wide decarbonization targets. Recognizing the limits of prices alone to ensure the public good aspects of electric system reliability is key.     

促进灵活性资源的辅助服务市场分析

为了激励灵活性资源,电力市场辅助服务市场规则出现了许多变化,例如北美电力市场中辅助服务市场的机会成本、里程价格和运行备用需求曲线机制等。提出了辅助服务定价的一般公式,该公式建立了能量市场与辅助服务市场的关系,阐述了辅助服务市场规则的含义。以抽水蓄能电站为例,基于市场实际运行价格,定量估计了辅助服务市场规则对增加灵活性资源收益的作用。研究表明：所给出的辅助服务定价公式较好地解释了实际市场的价格数据,验证了辅助服务市场定价公式的正确性;里程价格给予灵活性资源更多的刺激,该部分收入约占总收入的10%,而机会成本并没有特别的激励;运行备用需求曲线及其附加电价机制是一种容量补偿机制,且其补偿力度非常突出;目前市场规则下,抽水蓄能电站的主要收益来自能量市场的套利,辅助服务的收益依然处于次要地位。     

电力市场中辅助服务的获取与定价

讨论了电力市场环境下辅助服务的获取与成本的分摊问题，简要介绍了国际上几个典型的电力市场中辅助服务的获取及其定价方法，在此基础上，对我国电力工业市场化后的辅助服务的获取和定价原则提出了一些看法，此外，还阐明了备用容量和主能量交易一体优化的思想以及确定备用容量的电价和电量电价的原则。     

基于高峰负荷定价理论的运行备用获取和定价

在以“三网分开、竞价上网”为主要特征的电力市场环境下，如何在兼顾经济性和运行可靠性的前提下获取适当的运行备用容量以及如何确定其价格成为十分重要的问题，文中对传统的高峰负荷定价理论在电力工业中的应用进行了扩展，提出了一种新的运行备用定价机制，该定价机制与现行的市场运营模式相适应，在假设电力市场运营机构能够准确评估事故成本和发电公司自愿申报其提供备用容量的真实成本的前提下，可以获得兼顾电力市场运营经济性和运行可靠性的最优运行备用的获取和定价方案，并为市场参与者提供有用的价格和可靠性信息。     

缺电情况下能开放电力市场吗?——兼论当量电价的应用

大多数发展中国家，特别是中国，电力需求还处在快速增长阶段，而且装机容量本来就不富裕，在投资体制还未理顺甚至还时有短缺的情况下，如何开放和建立电力市场是必须面对的问题。文中讨论了在容量短缺情况下开放和建立电力市场的基本要求：①必须在保持市场效率前提下，给予投资者充分合理的回报以鼓励投资；②必须同时建立容量市场风险制约的投资机制，加以制衡，以形成良性循环；②必须建立能够自动抑制市场电价不合理飞升的交易机制；④政府要有比设置价格上限更为有效合理的监管手段。指出：在规模经济性没有完全消失的条件下，传统边际成本定价方法无法给予容量充分的回报，而且也不能在寡头垄断市场条件下，有效、合理地抑制哄抬电价和持留容量行为，因此一般说来，在容量短缺情况下不适合使用该方法启动电力市场。认为：当量电价在保持市场效率前提下能给予投资者充分合理的回报，鼓励投资；同时引入容量市场风险制约的投资机制，加以制衡；还能自动抑制发电厂商哄抬电价和持留容量的不良行为，并为电力监管提供了清晰的思路，因此，即使在容量短缺情况下开放和建立电力市场，当量电价仍不失为一种可操作的、简单易行的方法。     

考虑备用共享的区域电力现货市场出清模型

在推进我国新一轮电力体制改革和建设全国统一电力市场的背景下,为了打破省间壁垒,缓解现行区域电力市场部分省份因备用容量不足和源荷逆向分布而存在的电力紧缺或“三弃”问题,引入备用共享机制和联络线协调优化的运行方式,构建了包括安全约束机组组合模型和安全约束经济调度模型在内的区域电力现货市场电能与备用联合出清模型。通过考虑备用共享的区域电力现货市场电能与备用联合出清,实现了电力资源在更大范围的优化配置,有效提高了系统运行的经济性和可靠性。以两个互联的IEEE 30节点系统模拟区域内两省间电力市场交易,验证了所提模型的正确性和有效性。     

Pricing and procurement of operating reserves in competitive pool-based electricity markets

The changing structure of the electricity supply industry is bringing procuring and pricing of operating reserve into a new focus. The efficient rationing and pricing of operating reserve is an important issue to be dealt with in competitive electricity markets, as it is needed to maintain system reliability when economically efficient transactions are accommodated in the power system. This paper sets forth a comprehensive theory for procurement and pricing scheme for operating reserve. The theory is based on capacity–reliability correlation analysis and is compatible with electricity auction in the context of electricity supply industry deregulation. Considering various elements including available capacity of generator, outage cost, reliability index and so on, the capacity–reliability correlation analysis which reflects the equilibrium condition for procurement of operating reserve capacity is built based on an optimal pricing model. Value of capacity and energy of reserve can then be derived. Using the correlation analysis, a novel mechanism for monitoring the existence of participant's gaming behavior is also developed. The optimal pricing of the reserve capacity in a deregulated market is proposed to achieve social welfare-maximization. Simple case studies are carried out to demonstrate the efficiency and the validity of the proposed scheme.