基于期权收益看涨的发电容量充裕性机制研究

发电容量充裕机制的设计需要综合考虑电力系统、电力市场和其他因素.在对稀缺性定价和容量机制进行 全面调查后,提出了一种新的基于收益看涨期权的发电容量充裕机制,远期合同拍卖和短期市场结算.远期合同拍卖 可以确保参与者获得稳定的收入,并将短期市场结算过程与稀缺定价相结合提供准确的价格信号.通过仿真分析验证 了该机制的有效性和可行性,仿真结果表明,该机制能够有效地恢复价格信号经济风险,并确保机组回收所有的容量 成本和能源成本.     

考虑浙江省电力市场发展的容量补偿机制设计研究

在中国大力推进“2030年碳达峰、2060年碳中和”的“双碳”目标建设的过程中,风电、光伏等新能源得到了广泛的应用,但同时也导致了以燃煤发电为代表的火电利用小时数持续降低,难以在电能量市场中回收成本的问题。针对浙江省的电力结构和市场现状,在多种容量补偿机制中选用直接容量补偿机制帮助浙江省燃煤发电机组回收成本,并设计了一套浙江省现实可行的直接容量补偿计算流程,对机组的有效容量、各类成本、市场收益和需补贴量进行计算。通过结合浙江省实际机组数据和未来发展预测,计算得到2025年和2030年不同入炉煤炭价格和上网电价情况下浙江省1 000 MW机组和600 MW机组的直接容量补贴电价标准,并对其特点和差异进行了分析,可以对浙江省及其他尝试建立直接容量补偿机制的省份提供借鉴参考作用,从而有效保障火电企业收益,提高电网安全性和灵活性。     

激励火电提供灵活性的容量补偿机制设计

近年来,在中国电力系统低碳化转型以及电力市场化改革快速推进的同时也暴露了一些问题,其中较为典型的就是以煤电为代表的火电企业普遍大面积亏损,甚至濒临破产清算的困境,这一现象主要归因于大规模新能源零边际成本占据火力发电份额,以及火电提供灵活性以保障新能源消纳产生的外部成本没有得到充分回报,部分火电企业甚至还贷难以为继,亟须建立合理的容量机制保障火电这部分外部成本的回收。因此,文中首先对比了国内外主流的容量补偿机制及其对中国的适应性。然后建立了考虑火电企业退出市场的双层决策模型,分析了不同可再生能源渗透率下,容量补偿价格对火电企业决策以及市场运行的影响,包括出清电价、辅助服务成本等。最后,通过IEEE 30节点系统和中国某省级实际电网,验证了所提模型的有效性。算例结果表明,制定合理的容量补偿机制能够有效保证火电企业收益,并激励其提供灵活性,从而提升电网整体经济性和运行效率。     

高比例可再生能源渗透下的电力市场价值分配机制设计

大力发展可再生能源、构建清洁高效的能源体系已成为贯彻落实能源革命的必然选择。在电力市场环境下,随着可再生能源渗透率的持续提升,传统火电份额被不断占据。由于尚未建立合理的市场机制保障火电提供容量的基本收益,火电企业缺乏为高比例可再生能源提供辅助服务的动力。市场价值分配的核心思想在于按照“谁创造的价值谁分享,谁产生的成本谁承担”来量化市场成员的贡献和价值,并分配利益。为此,提出一种高比例可再生能源渗透下的电力市场价值分配机制。基于Vickrey-Clarke-Groves(VCG)机制,定义一台火电机组的价值为该机组对其他发电资源的替代效益,精准辨识火电为可再生能源并网消纳付出的真实成本,从而激励火电机组真实报价,主动预留辅助容量,形成高比例可再生能源电力市场互利共济的格局。     

适应中国电力现货市场发展的容量补偿机制初探

容量机制是现货市场发展的重要补充,高效的容量补偿机制设计是保障现货市场平稳运行,稳定发电机组营收能力,促进电力系统充裕度的重要措施。文中首先论述了现货市场的收入缺失问题以及大规模可再生能源对现货市场的冲击,论证了容量补偿机制的必要性。然后,总结了主流容量补偿机制(稀缺电价、容量补贴以及容量市场机制)的发展现状及近期效果,并讨论了容量补贴机制的执行流程、定价方法以及机制设计中的关键问题,介绍了容量市场框架、市场组织、关键参数设计方式以及相关影响因素。最后为中国容量补偿机制的发展提出了意见。     

三种容量充裕性机制在引导最优容量方面的等价性和在影响发电商收入方面的差异性

在“碳达峰、碳中和”背景下,可再生能源的快速发展将进一步推动电源结构的优化转型,然而可再生能源出力的随机性和波动性对电网可靠供电、对新型电力系统的发电容量充裕性带来了严峻挑战。近年来,学术界对容量充裕性机制已开展不少研究,但尚未定量评估不同充裕性机制在引导系统最优容量方面的效果。为此,该文选取稀缺性定价、传统容量拍卖和引入可靠性期权的容量拍卖这三种容量充裕性机制,探究这些机制在确定性下引导系统最优容量的等价性及在系统停电小时数、机组出力的不确定性下对发电商收入的影响。最后,对我国电力市场容量充裕性机制的建设提出建议和关注点。     

兼容多目标调控需要的新型容量市场机制设计

容量市场是电力市场体系的重要组成部分,能起到补偿固定成本、激励电源投资、保障容量供应等作用,在美国PJM、英国等市场中都有广泛应用。然而以保障供给需要为主的机制设计,导致现有容量市场机制在高比例可再生能源场景应用中存在明显局限性,同时也无法兼顾能源转型发展等多政策目标调控需要。面向未来能源转型可持续发展需要,文章提出了兼容多政策目标调控需要的新型容量市场机制方案。在该机制下,除满足常规容量市场保障供给目标需求外,还可以便利地附加能源结构约束指标要求,实现有序推进能源转型的政策需要,同时借助市场竞争发现边际容量成本,保障经济效率目标得到实现。另外该机制还能适应风、光等可再生能源成本持续下降、市场竞争形势动态演变的需要,实现对可再生能源发展的激励相容规制,替代既有定向补贴、配额制等产业扶持政策。在给出详细机制方案设计基础上,还进行了仿真算例模拟计算,结果表明,所提出的容量市场机制方案可有效兼顾保障供给安全、经济成本发现、推动绿色转型等多政策目标调控需要,便利地解决能源"不可能三角"的协同问题。     

基于电碳联动的火电企业补偿机制研究

随着新能源、可再生能源发电量持续快速增长,像云南省大量火电机组已成为深度调峰机组,甚至备用机组,其生存受到严重威胁。然而我国现阶段仍需要适量的火电保障电力系统的裕度和稳定,因此研究对系统中火电设备的合理补偿方式已刻不容缓。考虑到电力交易与碳交易同属于市场化机制,具有高度关联,因此,提出一种基于电碳联动的火电企业补偿机制。最后,以云南电力市场为背景,用文中所提方法进行了算例分析,结果表明本文提出的补偿机制可以为火电企业带来可观的收益。     

现货市场中实现保供目标的容量补偿定价方法

为解决电力现货市场环境下的电力系统装机充裕度不足的问题,提出一种实现电力系统保供目标的容量补偿定价方法。首先,根据保供要求的电力系统可靠性标准,构建基于内部收益率评估的机组投资、退役决策模型;其次,通过“机组电能市场收入评估、机组容量补偿收入评估、投资退役决策”的迭代,确定目标年份市场中分类型机组的预期装机;然后,计算目标年份的可靠性指标,根据可靠性指标与标准的偏差调整容量补偿价格,使得发电充裕度能够满足目标年份系统的可靠性标准。算例结果表明,所提定价方法能够在保证电力系统可靠性的基础上,降低电力用户的综合购电成本。     

水电富集区燃煤机组容量补偿机制研究

随着电力市场化改革的逐步推进,水电富集区燃煤机组功能定位的转变引发的成本搁浅问题逐渐显现,亟需配置合理的容量成本回收机制。该文通过对燃煤机组容量补偿机制建设的必要性进行分析,设计了符合四川电力市场特性的燃煤机组容量补偿机制,对容量确定方式、成本核算、补偿方式等进行研究,通过重构电价体系阐述了“容量电价+电量电价”的设计原理,并探讨了新电价体系未来发展方向,可为解决四川及国内具有类似燃煤机组容量成本回收问题的省份提供参考。     

电力市场中发电容量充裕性评估方法及保障机制

随着电力市场化改革的推进和可再生能源占比的提高,如何评估并保障系统发电容量充裕性成为确保电力可靠供应的重要问题。文中提出一种可以定量计算每台发电机组充裕容量和系统发电容量充裕度的方法,从而评估机组可靠性价值和系统发电容量充裕性水平。基于发电容量充裕性评估方法和边际成本定价原理,设计一种发电容量充裕性保障机制。容量电价根据年度峰值负荷期间运行的边际机组的投资成本确定,充分考虑机组实际发电能力及系统实际需求来核定补偿容量,从而帮助发电企业在计划投资回收期内回收固定成本,保障系统发电容量充裕性。算例仿真验证了所设计的机制的有效性和适应性。     

中国电力市场在大规模可再生能源并网中面临的主要问题

大规模的可再生能源发电,如风电和太阳能发电,与传统的化石燃料发电、核电和水电相比,给电力系统运行带来了更多的变动性和不确定性。可再生能源发电的成功并网需要对传统的电力市场结构以及相应的输电规划和市场运营方式按不同可再生能源的特点和要求重新审视。对支持电力市场发展所需的基本的输电规划结构进行了分析,也对随着日益增加的可再生能源发电并网,确保电力系统可靠运行的关键问题,如电力市场管理区域范围、备用要求、机组协议以及经济的调度方式,进行了分析和阐述。     

电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型及其仿真

电力市场环境下的传统经济调度不考虑环境补偿因素。文章在传统经济调度的基础上,考虑各机组和各种能源的环境成本,提出了火电机组名义环境补偿成本,用电方不需实际支付费用,发电方排污特性越好,火电机组的名义环境补偿成本越低;同时考虑了风电备用容量补偿成本,反映风电接入系统后火电热备用容量的变化;建立了电力市场环境下含风电机组的环境经济调度模型。基于Matlab优化工具箱,对一个包含2个火电机组和1个风电机组的系统进行优化仿真,结果表明：基于所提出的模型,环境友好的发电机组或能源将获得更大的调度权重。     

欧洲跨境输电容量分配机制及对我国的启示

随着我国清洁能源跨省跨区消纳规模的不断增大和跨省跨区电力市场化交易机制的建立,如何公平、高效地进行跨省跨区输电容量分配的问题逐渐凸显。欧洲各国电源互补性强,电力市场机制和跨境输电容量分配机制灵活多样,有效地促进了电力资源在大范围优化配置和可再生能源跨境消纳,其经验可为我国建立与跨省跨区市场化交易机制相协同的输电容量分配机制提供一定的启示。文章系统地梳理了欧洲跨境容量分配机制,包括基于净输电容量的容量分配机制和基于潮流的容量分配机制;分别从两种机制的背景、算法及应用方式等方面阐释了欧洲跨境容量分配机制,并剖析了不同机制优缺点。最后结合我国实际情况,提出欧洲跨境输电容量分配机制对我国电力市场建设的启示与建议。     

欧洲战略备用机制对我国发电容量充裕性问题的启示

确保发电容量充裕是电力系统安全运行和电力市场稳定的必要条件,是电力工业发展中需要解决的核心问题之一。随着全球能源电力低碳转型,电力系统发电容量充裕性面临着严峻挑战,国际上已实施多种容量机制。文章结合欧洲能源转型及电力市场化改革过程梳理容量机制的建设背景、发展脉络及现状,重点分析欧洲2019/943法案推荐近期适用的战略备用机制,及该机制在芬兰、德国、比利时的设计细节。双碳目标下,我国煤电将由主体电源转变为调节性、支撑性电源,亟需容量机制保障其安全平稳转型。文章梳理了我国煤电容量机制现状及问题,指出战略备用机制具有良好的适用性,分析设计实施该机制的关键问题,为国内容量机制建设提供了决策参考。     

欧洲战略备用机制对我国发电容量充裕性问题的启示

确保发电容量充裕是电力系统安全运行和电力市场稳定的必要条件,是电力工业发展中需要解决的核心问题之一。随着全球能源电力低碳转型,电力系统发电容量充裕性面临着严峻挑战,国际上已实施多种容量机制。文章结合欧洲能源转型及电力市场化改革过程梳理容量机制的建设背景、发展脉络及现状,重点分析欧洲2019/943法案推荐近期适用的战略备用机制,及该机制在芬兰、德国、比利时的设计细节。双碳目标下,我国煤电将由主体电源转变为调节性、支撑性电源,亟需容量机制保障其安全平稳转型。文章梳理了我国煤电容量机制现状及问题,指出战略备用机制具有良好的适用性,分析设计实施该机制的关键问题,为国内容量机制建设提供了决策参考。     

考虑可再生能源保障性消纳的电力市场出清机制

以风电、光伏、水电为主的可再生能源已成为中国重要的能源供应形式,也广泛参与到电力市场交易之中。通过市场化机制保障并促进可再生能源消纳,已成为中国电力市场建设,尤其是现货市场建设的一项关键任务。文中将可再生能源的保障性消纳纳入电力市场的机制设计之中,提出了现货市场在发生弃能时触发的出清机制。在现货市场一般性出清计算的基础上,发生弃能时,首先修正弃能机组的投标价格,在保持机组报价序列的前提下进行价区缩放,调整为优先出清的价格接受者;其次,基于修正后的投标信息进行第2次出清,以实现可再生能源的保障性消纳;基于2次出清的结果,提出激励相容的结算补偿机制。为了充分考虑可再生能源的运行特性,文中还在出清模型中特别引入了梯级水电站的水位控制、水量平衡与梯级耦合等复杂约束。最后,基于改进的IEEE 30节点系统对文中所提出的市场机制进行了验证。     

国内外促进可再生能源消纳的电力现货市场发展综述与思考

电力现货市场充分发挥市场在电力资源配置中的决定性作用,实现电力市场的充分竞争和电力资源的高效优化配置,反映供需双方真实价格信号。然而,可再生能源出力具有随机性和不确定性,给现货市场带来挑战,如何设计合理机制促进可再生能消纳是新一轮电改提出的重要要求。该文梳理归纳总结了当前国外成熟电力系统现货市场促进可再生能源消纳的市场机制,并介绍了我国8个试点省份现货市场建设特点和促进可再生能源消纳的相关机制。通过对比国内外现货市场发展现状,提出了未来我国现货市场建设的几个难点和挑战。在借鉴国外现货市场建设和可再生能源消纳经验的基础上,深刻把握我国电力现货市场建设的实际情况,统筹有序推进我国的电力现货市场建设。希望该文的研究成果能够为未来我国现货市场落地建设提供新思路和新见解,特别是为促进可再生能源消纳的现货市场提供研究方向。     

适应清洁能源发展和现货市场运行的容量市场机制设计

随着中国电力体制改革的不断深化与现货市场建设的全面铺开,部分省区已暴露出电力容量充裕性不足、发电资源产生大量搁浅成本等问题,亟须完善容量市场机制,健全电力市场体系,以促进机组投资和保障发电容量充裕性.文中提出了一种适应清洁能源发展且与现货市场运行相适应的容量市场机制.一方面,将现货电能量交易要素纳入考虑,调动了容量资源在固定成本和运行成本两方面的竞争力,强化了容量投建与系统运行的联系,有利于形成更加切实可行的容量投建方案;另一方面,切合"碳达峰、碳中和"目标,内嵌能源结构约束以兼容产业结构调整从而获得满足能源清洁低碳转型要求和经济性最优的容量组合.最后,通过构建双层优化模型实现计及现货市场运行的容量竞价集中出清,采用改进的IEEE 24节点等系统的算例模拟计算表明,所提机制能够在激励市场主体主动参与、适应未来清洁能源成本替代效应的同时,实现市场整体经济效率的有效改进.     

可再生能源电力市场模式研究

随着人们对能源和环境问题的关注,可再生能源的开发利用在世界范围内广泛兴起,我国迫切需要建立一个完善的市场体系来推动可再生能源产业的发展。研究了可再生能源电力参与区域电力市场竞争的可行方案,初步探讨了竞争所需要具备的辅助服务、价格机制及其他基本条件,从市场主体、市场准入、交易机制、市场监管、市场效益、实践经验等6个方面分析了可再生能源的统一绿色电力市场模式。结合我国电力市场的发展现状和可再生能源产业实践,建议我国根据区域电力市场发展进程实施不同的可再生能源电力市场交易模式。