時(shí)間:2021年05月31日 分類:電子論文 次數(shù):
摘要:隨著中國新能源裝機(jī)容量的快速增長,消納任務(wù)愈發(fā)艱巨。電力市場建設(shè)也需要結(jié)合電網(wǎng)發(fā)展特點(diǎn),尋找高比例新能源背景下的市場模式。文中在分析西北區(qū)域現(xiàn)行兩級(jí)調(diào)峰輔助服務(wù)市場運(yùn)行機(jī)制存在問題的基礎(chǔ)上,提出了未來區(qū)域電網(wǎng)省間省內(nèi)兩級(jí)電力市場協(xié)調(diào)運(yùn)行中的關(guān)鍵問題及解決措施,建立了以最大化消納新能源為目標(biāo)的市場間優(yōu)化協(xié)調(diào)機(jī)制,設(shè)計(jì)的機(jī)制可以推動(dòng)省間、省內(nèi)多個(gè)市場之間的有序銜接,促進(jìn)電能的優(yōu)化配置和調(diào)峰資源的有效利用。通過某省級(jí)電力市場實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù),對(duì)所提出的兩級(jí)市場協(xié)調(diào)機(jī)制進(jìn)行了模擬計(jì)算和對(duì)比分析,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)機(jī)制的有效性。
關(guān)鍵詞:兩級(jí)電力市場;電力現(xiàn)貨市場;調(diào)峰輔助服務(wù)市場;新能源消納;協(xié)調(diào)運(yùn)行
0引言
近年來,以風(fēng)電和光伏為主的清潔能源在中國迅速發(fā)展[1-2]。風(fēng)電、光伏的裝機(jī)容量均已位列世界第一。截至2020年底,中國新能源裝機(jī)容量為535GW,占比已達(dá)24.31%。中國向全球承諾,二氧化碳排放量爭取于2030年前達(dá)到峰值,努力爭取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和[3]。為達(dá)成此目標(biāo),在后續(xù)相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi),中國均會(huì)大力推進(jìn)新能源的并網(wǎng)。
到2030年,中國非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右,風(fēng)電、太陽能總裝機(jī)容量將達(dá)到1200GW以上[3]。最大化消納新能源將是電網(wǎng)運(yùn)行長期面臨的一項(xiàng)艱巨任務(wù),也是未來電力現(xiàn)貨市場的核心目標(biāo)[4]。建立網(wǎng)源協(xié)調(diào)機(jī)制,充分挖掘潛力,優(yōu)化市場規(guī)則,提升消納能力,是適應(yīng)新能源快速發(fā)展形勢(shì)亟待解決的問題。新能源消納不能僅局限于本省范圍,一方面是由于各省自身能力有限,另一方面,中國各區(qū)域、各省的資源分布、裝機(jī)、負(fù)荷特性存在一定的差異及互補(bǔ)性,互相配合,協(xié)同消納潛力巨大。
在促進(jìn)新能源消納方面,電能市場與輔助服務(wù)市場雖然交易標(biāo)的物不同,但都是有效手段。在現(xiàn)貨市場尚未全面開展的情況下,為解決新能源消納難題,西北區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場率先建立,自2018年11月28日開始試運(yùn)行。2020年西北區(qū)域調(diào)峰輔助服務(wù)市場累計(jì)出清352天,占全部天數(shù)的96.2%。
通過省間調(diào)峰交易增發(fā)新能源5380GW·h,新能源利用率提升3%。在區(qū)域省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場基礎(chǔ)上,各省份也紛紛建立了省內(nèi)調(diào)峰輔助服務(wù)市場,有效利用省內(nèi)調(diào)峰資源。2020年西北區(qū)域省間省內(nèi)兩級(jí)調(diào)峰輔助服務(wù)市場共計(jì)增發(fā)新能源10445GW·h,補(bǔ)償費(fèi)用26億元,在新能源消納方面發(fā)揮了巨大作用。但市場建設(shè)周期短,機(jī)制在運(yùn)行過程中尚有部分功能存在改進(jìn)空間。此外,省間省內(nèi)兩級(jí)市場交叉運(yùn)行,由此產(chǎn)生的市場銜接及運(yùn)營管理問題需要提升。
新能源消納及電力市場建設(shè)是近年來電網(wǎng)運(yùn)行面臨的重大問題,許多學(xué)者針對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰、現(xiàn)貨市場設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了深入研究。新能源的高滲透率和冬季供熱機(jī)組的供熱約束是導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)峰問題的主要因素,文獻(xiàn)[5-6]對(duì)其影響進(jìn)行了深入分析。文獻(xiàn)[7]利用網(wǎng)省兩級(jí)電網(wǎng)的負(fù)荷和電源互補(bǔ)性來提升調(diào)峰能力。文獻(xiàn)[8]提出了熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組參與調(diào)峰的新模式。在調(diào)峰機(jī)制設(shè)計(jì)方面,許多學(xué)者對(duì)區(qū)域或省級(jí)電網(wǎng)的調(diào)峰需求[9]、調(diào)節(jié)模式[10-13]、調(diào)峰效果[14-15]方面進(jìn)行了討論。
在現(xiàn)貨市場機(jī)制建設(shè)方面,文獻(xiàn)[16-18]總結(jié)了國外現(xiàn)貨市場特點(diǎn),并提出了中國的建設(shè)思路。文獻(xiàn)[19]研究了富余可再生能源跨區(qū)現(xiàn)貨交易的方式。文獻(xiàn)[20]對(duì)現(xiàn)貨市場的增量優(yōu)化與全電量優(yōu)化模式進(jìn)行了比較。文獻(xiàn)[21]研究了考慮多日機(jī)組組合的日前市場出清策略。上述研究對(duì)現(xiàn)貨電能市場和省級(jí)調(diào)峰輔助服務(wù)市場建設(shè)提供了有益的參考。但針對(duì)中國區(qū)域市場現(xiàn)狀所開展的兩級(jí)現(xiàn)貨市場方面的研究還不充分。
伴隨著中國電力市場建設(shè)進(jìn)程的不斷加快,已有部分省份開始試點(diǎn)省級(jí)現(xiàn)貨市場。現(xiàn)貨市場在實(shí)現(xiàn)電能價(jià)格發(fā)現(xiàn)、幫助新能源消納的同時(shí),也應(yīng)當(dāng)與輔助服務(wù)市場協(xié)同建設(shè),實(shí)現(xiàn)省間與省內(nèi)市場、電能與輔助服務(wù)市場、日前與實(shí)時(shí)市場等多維度、多層次的深度統(tǒng)籌,有效利用市場信息,提高市場運(yùn)行效率。本文在分析西北區(qū)域省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場現(xiàn)有運(yùn)行機(jī)制存在問題的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了基于最大化消納新能源的省間省內(nèi)兩級(jí)電力現(xiàn)貨市場協(xié)調(diào)運(yùn)行機(jī)制。并針對(duì)西北區(qū)域電網(wǎng)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行算例仿真,驗(yàn)證了所提機(jī)制的正確性和有效性。
1現(xiàn)有兩級(jí)調(diào)峰輔助服務(wù)市場協(xié)調(diào)存在的問題
西北區(qū)域省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場是由國家電網(wǎng)西北分部組織陜、甘、青、寧、新五省(區(qū))電力公司共同參與,依托各省省內(nèi)調(diào)峰輔助服務(wù)市場,搭建形成的區(qū)域內(nèi)調(diào)峰資源省間交易平臺(tái)。區(qū)域省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場可以實(shí)現(xiàn)西北五省(區(qū))的調(diào)峰資源與調(diào)峰需求的區(qū)域內(nèi)優(yōu)化配置,有效提高新能源的消納能力。省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場的調(diào)峰資源提供方為西北調(diào)控分中心在各省的直調(diào)火電機(jī)組。
調(diào)峰需求方為存在新能源消納困難的西北五省(區(qū))網(wǎng)內(nèi)的新能源場站,市場初期由省級(jí)調(diào)控中心代理各新能源場站提報(bào)調(diào)峰需求。各省調(diào)預(yù)測本省有調(diào)峰需求時(shí),首先啟動(dòng)省內(nèi)調(diào)峰輔助服務(wù)市場,如果仍無法消納本省新能源,則提交跨省調(diào)峰需求至省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場,尋求鄰省調(diào)峰資源支持,由西北分中心組織其直調(diào)火電機(jī)組完成省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場出清。通過省內(nèi)與省間兩級(jí)調(diào)峰輔助服務(wù)市場,實(shí)現(xiàn)區(qū)域調(diào)峰資源共享及充分利用。省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場出清結(jié)果通過省間聯(lián)絡(luò)線曲線、機(jī)組發(fā)電曲線下達(dá),省內(nèi)調(diào)峰輔助服務(wù)市場出清結(jié)果通過機(jī)組發(fā)電曲線下達(dá)。
在兩級(jí)市場中,西北調(diào)控分中心直調(diào)火電機(jī)組在參與省內(nèi)調(diào)峰輔助服務(wù)市場的同時(shí)也參與省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場。為保證省內(nèi)調(diào)峰資源優(yōu)先為本省所用,避免出現(xiàn)省內(nèi)棄電的同時(shí)又在消納省外新能源的情況,落實(shí)新能源消納“先省內(nèi)、后省外”主體責(zé)任,各省調(diào)可基于預(yù)測數(shù)據(jù)在日前及日內(nèi)環(huán)節(jié)提出本省分中心直調(diào)機(jī)組的調(diào)峰容量占用,被申請(qǐng)占用的調(diào)峰容量將被預(yù)留來參與省內(nèi)調(diào)峰輔助服務(wù)市場而不再參與省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場。
省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場的占用機(jī)制保證了參與省間調(diào)峰的分中心直調(diào)機(jī)組優(yōu)先參與省內(nèi)調(diào)峰。但省調(diào)在日前或日內(nèi)環(huán)節(jié)提交的調(diào)峰容量占用可能由于新能源出力預(yù)測及負(fù)荷預(yù)測的偏差,在實(shí)時(shí)環(huán)節(jié)不再需要該調(diào)峰容量,但已被占用的這一部分調(diào)峰容量將不再參與省間調(diào)峰,無法為鄰省需求方利用,可能造成調(diào)峰資源的浪費(fèi)。
當(dāng)前機(jī)制保證了本省優(yōu)先、區(qū)域共享的調(diào)峰輔助服務(wù)市場運(yùn)營原則,在優(yōu)先消納新能源方面做出了很大的貢獻(xiàn)。但也存在明顯的問題:①兩級(jí)市場銜接方式不夠優(yōu)化,為了保證“先省內(nèi)、后省外”的調(diào)峰資源利用次序,使用了人工干預(yù)的“調(diào)峰占用”措施。對(duì)機(jī)制的市場化運(yùn)行產(chǎn)生了影響;②相應(yīng)調(diào)度機(jī)構(gòu)為最大化消納新能源,主動(dòng)代理新能源,作為“調(diào)峰占用”的執(zhí)行者,未體現(xiàn)出新能源的市場主體作用;③“調(diào)峰占用”的核心目標(biāo)是為了消納超出預(yù)測水平的新能源,部分情況下,由于預(yù)測偏差可能造成調(diào)峰資源的浪費(fèi),但機(jī)制中未設(shè)計(jì)新能源的擔(dān)責(zé)環(huán)節(jié),造成責(zé)權(quán)界面不清;④當(dāng)前機(jī)制可以適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰缺口不大的情況。
后期,隨著新能源投運(yùn)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大,電網(wǎng)調(diào)峰缺口將不斷增加,需要建立責(zé)權(quán)清晰的市場化規(guī)則,促進(jìn)新能源企業(yè)通過市場化的方式為其預(yù)測偏差承擔(dān)責(zé)任。以上以西北區(qū)域現(xiàn)行省間、省內(nèi)兩級(jí)調(diào)峰輔助服務(wù)市場運(yùn)行實(shí)際為例,闡述了兩級(jí)市場協(xié)調(diào)運(yùn)行的重要性。在一個(gè)完整的電力現(xiàn)貨市場中,省間與省內(nèi)市場、電能與輔助服務(wù)市場、日前與日內(nèi)市場的銜接協(xié)調(diào)將更為復(fù)雜,需要在市場設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),著眼關(guān)鍵細(xì)節(jié),進(jìn)行深入的研究和思考。
2電力現(xiàn)貨市場協(xié)調(diào)運(yùn)行機(jī)制設(shè)計(jì)
隨著中國電力市場建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn),現(xiàn)貨市場將取代調(diào)度計(jì)劃成為保證電力平衡、促進(jìn)新能源消納的平臺(tái)。目前,中國電力現(xiàn)貨市場建設(shè)主要分為省間和省內(nèi)兩級(jí)市場,兩級(jí)市場均包含電能市場和輔助服務(wù)市場,時(shí)間周期分為日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)市場[21]。
如何實(shí)現(xiàn)電能市場與輔助服務(wù)市場的耦合搭建,省間市場與省內(nèi)市場協(xié)調(diào)配合,日前市場與日內(nèi)市場有序銜接,是電力現(xiàn)貨市場實(shí)踐中亟待解決的問題。筆者結(jié)合中國電網(wǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況以及現(xiàn)貨市場建設(shè)現(xiàn)狀,提煉出市場機(jī)制設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)參照的幾條原則:
1)省間市場出清結(jié)果,包括電能及輔助服務(wù)出清結(jié)果,作為省內(nèi)市場的邊界條件,按物理合同執(zhí)行,以便于省內(nèi)市場隨后得以順利出清。
2)省間市場基于本省電力電量平衡的預(yù)測結(jié)果開展,其交易結(jié)果作為省內(nèi)市場出清的邊界條件,時(shí)序上應(yīng)先于省內(nèi)市場[22]。
3)在電網(wǎng)阻塞普遍存在,新能源預(yù)測精度還需提高的現(xiàn)狀下,不具備中長期合約分解曲線作為物理合同執(zhí)行的條件,不宜采用分散式市場結(jié)構(gòu)模式。省內(nèi)現(xiàn)貨市場中電能市場采取集中式全電量競價(jià)出清模式[19],中長期合約為金融合同并進(jìn)行曲線分解,僅作為結(jié)算依據(jù),不進(jìn)行物理執(zhí)行,在此基礎(chǔ)上,根據(jù)日前、日內(nèi)、實(shí)時(shí)市場出清結(jié)果,與中長期合約分解曲線進(jìn)行偏差結(jié)算。
4)省內(nèi)輔助服務(wù)市場基于省內(nèi)電能市場出清結(jié)果開展,日前、日內(nèi)預(yù)出清,實(shí)時(shí)環(huán)節(jié)正式出清,根據(jù)實(shí)際執(zhí)行結(jié)果結(jié)算。按照以上原則,確定了“先省間、后省內(nèi)”“先電能、后輔助服務(wù)”的現(xiàn)貨市場交易次序。當(dāng)然,現(xiàn)貨交易的開展是基于對(duì)本省電力電量平衡狀況的預(yù)測,在交易開展過程中,還需要根據(jù)預(yù)測多次反復(fù)迭代、精確協(xié)調(diào)統(tǒng)籌,最終達(dá)到社會(huì)價(jià)值最大化的目標(biāo)。
2.1市場運(yùn)行方式
2.1.1市場運(yùn)行流程
現(xiàn)貨市場中電能市場與調(diào)峰輔助服務(wù)市場運(yùn)行,電能市場與調(diào)峰輔助服務(wù)市場、省間與省內(nèi)市場在多個(gè)環(huán)節(jié)相互耦合。
1)日前市場在市場運(yùn)行流程及時(shí)序安排方面,日前環(huán)節(jié),省間、省內(nèi)電能市場與輔助服務(wù)市場協(xié)調(diào)配合、逐步遞進(jìn),實(shí)現(xiàn)新能源最大程度消納。首先,市場參與的發(fā)電機(jī)組(火電及新能源機(jī)組)申報(bào)報(bào)價(jià)信息,新能源企業(yè)申報(bào)出力預(yù)測。新能源與火電機(jī)組同等參與市場競價(jià)出清,不設(shè)定優(yōu)先消納政策。隨后,省內(nèi)電能市場據(jù)此計(jì)算系統(tǒng)機(jī)組組合,安排次日開機(jī)方式,同時(shí)可根據(jù)計(jì)算的系統(tǒng)平衡結(jié)果判斷是否能夠?qū)崿F(xiàn)新能源的有效消納并預(yù)出清。電能市場預(yù)出清后,因系統(tǒng)下備用不足而導(dǎo)致的無法消納的新能源量即為系統(tǒng)調(diào)峰需求。如果存在無法消納的富余新能源,第1步在省間電能市場提交電能交易需求,通過省間交易促進(jìn)富余新能源的進(jìn)一步消納。待市場出清后,第2步根據(jù)交易結(jié)果重新核算省內(nèi)調(diào)峰需求并預(yù)出清。
如無省間調(diào)峰需求,則可在預(yù)留省內(nèi)調(diào)峰需求的容量后,釋放省內(nèi)深調(diào)機(jī)組的剩余調(diào)峰容量參與省間調(diào)峰市場,幫助鄰省進(jìn)行新能源消納。在省間市場出清的調(diào)峰容量不會(huì)在省內(nèi)調(diào)峰輔助服務(wù)市場重復(fù)出清。如有省間調(diào)峰需求,則提交省間調(diào)峰申請(qǐng),出清后,形成省間聯(lián)絡(luò)線曲線,作為省內(nèi)市場開展的邊界條件。第3步,開展省內(nèi)電能市場。第4步,開展省內(nèi)調(diào)峰市場。以上出清結(jié)果形成發(fā)電機(jī)組日前發(fā)電曲線。2)日內(nèi)及實(shí)時(shí)市場日內(nèi)、實(shí)時(shí)市場在時(shí)間尺度上更加貼近實(shí)際運(yùn)行時(shí)刻Tr,時(shí)間窗口緊,涉及環(huán)節(jié)多,緊密銜接才能實(shí)現(xiàn)電能、調(diào)峰資源的優(yōu)化配置。
首先,在Tr-120時(shí)刻,更新新能源超短期預(yù)測、負(fù)荷預(yù)測,基于日前市場出清結(jié)果,計(jì)算Tr時(shí)刻的平衡情況,并進(jìn)行省內(nèi)預(yù)出清。如存在無法消納的富余新能源,第1步在省間電能市場提交交易需求。待市場出清后,第2步在Tr-90時(shí)刻再次測算本省調(diào)峰電力平衡,如有省間調(diào)峰需求,提交省間調(diào)峰申請(qǐng),如有富余調(diào)峰資源,則釋放其參加跨省調(diào)峰輔助服務(wù)市場,幫助鄰省實(shí)施調(diào)峰。省間調(diào)峰市場出清后,形成省間聯(lián)絡(luò)線曲線,作為省內(nèi)現(xiàn)貨市場開展的邊界條件。第3步,Tr-60時(shí)段,對(duì)省內(nèi)電能市場進(jìn)行出清。第4步,Tr-30時(shí)段,在以上各類出清的基礎(chǔ)上,對(duì)省內(nèi) 調(diào)峰輔助服務(wù)進(jìn)行出清,形成發(fā)電曲線下達(dá)機(jī)組執(zhí)行,完成日內(nèi)市場結(jié)果下達(dá)。第5步,在實(shí)時(shí)環(huán)節(jié),15min以內(nèi),擇期開展1次或2次新能源應(yīng)急交易。
2.1.2市場交易品種協(xié)調(diào)配合
現(xiàn)貨市場中電能市場與調(diào)峰、調(diào)頻2種輔助服務(wù)市場可能產(chǎn)生聯(lián)系,必須明確劃分不同交易品種的界線,以確保各類交易能夠清晰區(qū)分結(jié)算。電能市場與調(diào)峰市場的關(guān)系,考慮到火電機(jī)組要承擔(dān)電網(wǎng)運(yùn)行的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,保證基礎(chǔ)出力,且在后續(xù)發(fā)展中,會(huì)長期利用小時(shí)偏低,為保證其長周期的安全可靠運(yùn)行,應(yīng)考慮保留調(diào)峰輔助服務(wù)市場,通過市場由新能源和負(fù)荷率較高的火電機(jī)組向參與深度調(diào)峰的火電進(jìn)行一定補(bǔ)償,以滿足其良性發(fā)展需要。
電能市場與調(diào)峰輔助服務(wù)市場區(qū)分以基準(zhǔn)出力為線,根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需要?jiǎng)澏ɑA(chǔ)調(diào)峰率,確定基準(zhǔn)出力,高于基準(zhǔn)出力的在電能市場出清,低于基準(zhǔn)出力的,在輔助服務(wù)市場出清。調(diào)頻市場僅在實(shí)時(shí)環(huán)節(jié)出清,實(shí)時(shí)市場中三者出清先后順序?yàn)殡娔苁袌觥⒄{(diào)峰輔助服務(wù)市場、調(diào)頻市場,通過出清順序?qū)崿F(xiàn)3種交易。
2.2市場主體職責(zé)
省間省內(nèi)兩級(jí)電力市場的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理、參與等不同環(huán)節(jié)涉及多方主體[21]。其中市場的總體建設(shè)目標(biāo)與交易機(jī)制設(shè)計(jì)由政府部門確定。電網(wǎng)公司調(diào)控中心負(fù)責(zé)市場的組織與管理。發(fā)電企業(yè)按照市場規(guī)則參與交易,提供申報(bào)信息,服從調(diào)度機(jī)構(gòu)統(tǒng)一調(diào)度。
在市場運(yùn)行中,調(diào)控中心保障系統(tǒng)供需平衡和電網(wǎng)安全,組織各市場成員按照市場規(guī)則有序參與市場交易,披露和發(fā)布規(guī)定的市場信息,校核電網(wǎng)安全邊際,監(jiān)測并執(zhí)行交易結(jié)果。省間電力市場由國調(diào)中心(區(qū)域分中心)負(fù)責(zé)組織和管理,省內(nèi)電力市場由省級(jí)電網(wǎng)公司調(diào)控中心負(fù)責(zé)組織和管理,各發(fā)電企業(yè)作為市場參與者直接在不同市場中申報(bào)交易需求。省間省內(nèi)兩級(jí)市場耦合運(yùn)行時(shí),省級(jí)調(diào)控中心既作為省內(nèi)市場的管理者組織省內(nèi)發(fā)電企業(yè)參與交易,維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)負(fù)責(zé)統(tǒng)籌省內(nèi)發(fā)用電平衡情況,根據(jù)實(shí)際需求組織發(fā)電企業(yè)參與省間市場,通過省間交易進(jìn)一步促進(jìn)新能源的有效消納。
2.3新能源預(yù)測偏差處理
新能源出力的不確定性是電力現(xiàn)貨市場中的重要變量之一,一套最利于新能源消納的完整市場機(jī)制,必須包含新能源預(yù)測偏差處理規(guī)則,對(duì)新能源預(yù)測的準(zhǔn)確率進(jìn)行有效的管理,理清責(zé)權(quán)界面,為市場的有序開展打好基礎(chǔ)。
以日內(nèi)市場為例,Tr-120和Tr-90時(shí)刻分別提供了通過省間電能市場和省間調(diào)峰輔助服務(wù)市場消納本省富余新能源的途徑,出清結(jié)果通過省間聯(lián)絡(luò)線曲線下達(dá);Tr-60和Tr-30時(shí)刻分別提供了通過省內(nèi)電能市場消納新能源的途徑,出清結(jié)果通過發(fā)電機(jī)組曲線下達(dá)。上述每一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)均需要更新新能源預(yù)測值,但各時(shí)刻點(diǎn)的交易組織不會(huì)重復(fù),而是按序遞進(jìn)。主要考慮到新能源特別是風(fēng)電的短期波動(dòng)性,市場運(yùn)行的有序性及反復(fù)迭代影響系統(tǒng)效率,各環(huán)節(jié)無法消納的新能源僅考慮在本環(huán)節(jié)及之后的環(huán)節(jié)消納,預(yù)測偏差集中到實(shí)時(shí)應(yīng)急交易環(huán)節(jié)統(tǒng)一處理。
2.4機(jī)制設(shè)計(jì)特點(diǎn)
基于前文所述,本文建立的省間省內(nèi)兩級(jí)電力現(xiàn)貨市場協(xié)調(diào)運(yùn)行機(jī)制,包含日前、日內(nèi)及實(shí)時(shí)這3個(gè)時(shí)間尺度,涉及電能量和調(diào)峰輔助服務(wù)這2類交易品種。對(duì)比現(xiàn)行方式,該機(jī)制在結(jié)合西北地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,以電網(wǎng)電力平衡為基礎(chǔ),以市場交易為手段,通過各環(huán)節(jié)間優(yōu)化配置,有序銜接,不僅可以很好地解決本文第1章所述當(dāng)前機(jī)制存在的4點(diǎn)問題,還能夠促進(jìn)新能源的最大化消納。
3現(xiàn)貨市場出清模型
以包含電能市場和調(diào)峰輔助服務(wù)市場的現(xiàn)貨市場為例給出市場出清模型。電能市場中,參與現(xiàn)貨市場的發(fā)電機(jī)組申報(bào)電能報(bào)價(jià),市場以購電成本最小為目標(biāo),考慮斷面約束以及機(jī)組性能約束,構(gòu)建統(tǒng)一出清模型。調(diào)峰輔助服務(wù)市場中,具備調(diào)節(jié)能力的火電機(jī)組申報(bào)調(diào)峰報(bào)價(jià),市場根據(jù)系統(tǒng)調(diào)峰需求,考慮斷面約束以及機(jī)組性能約束,構(gòu)建統(tǒng)一出清模型。
4算例分析
本文以陜西省2020年6月夏季典型日的電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)為研究對(duì)象,基于本文建立的兩級(jí)電力市場機(jī)制,分析省間與省內(nèi)市場、電能與調(diào)峰輔助服務(wù)市場如何相互協(xié)調(diào)配合實(shí)現(xiàn)新能源最大化消納。省級(jí)現(xiàn)貨市場參與的火電機(jī)組容量為18000MW,風(fēng)電機(jī)組最大出力為1500MW,光伏電站最大出力為3000MW。省內(nèi)火電機(jī)組可提供深度調(diào)峰容量650MW。由于日前市場與日內(nèi)市場運(yùn)行流程相似,本算例以日內(nèi)市場為例進(jìn)行仿真計(jì)算驗(yàn)證。
電力論文投稿刊物:《智慧電力》(月刊)創(chuàng)刊于1973年,由國網(wǎng)陜西省電力公司主辦,是國內(nèi)外公開發(fā)行的全國性科技刊物。《智慧電力》除特高壓技術(shù)、電力系統(tǒng)、分析與研究、設(shè)計(jì)與規(guī)劃、電力信息與安全等傳統(tǒng)欄目外,還設(shè)置和打造智能電網(wǎng),電動(dòng)汽車技術(shù),分布式發(fā)電,儲(chǔ)能和微電網(wǎng),清潔能源發(fā)電等特色欄目。
5結(jié)語
本文基于中國新能源消納任務(wù)艱巨的發(fā)展趨勢(shì),在分析西北區(qū)域現(xiàn)行兩級(jí)調(diào)峰輔助服務(wù)市場運(yùn)行機(jī)制存在問題的基礎(chǔ)上,提出了未來區(qū)域電網(wǎng)省間省內(nèi)兩級(jí)電力市場協(xié)調(diào)運(yùn)行中的關(guān)鍵問題及解決措施,建立了以最大化消納新能源為目標(biāo)的市場間優(yōu)化協(xié)調(diào)機(jī)制。通過某省級(jí)電力市場實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù),對(duì)本文提出的兩級(jí)市場協(xié)調(diào)機(jī)制進(jìn)行了模擬計(jì)算和對(duì)比分析,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)機(jī)制的有效性。對(duì)中國以新能源最大化消納為目標(biāo)的電力現(xiàn)貨市場機(jī)制設(shè)計(jì)有參考和指導(dǎo)意義。本文結(jié)合中國當(dāng)前電力市場發(fā)展情況,對(duì)電能量市場與輔助服務(wù)市場按照解耦出清考慮。在此基礎(chǔ)上,兩市場耦合出清并且引入用戶側(cè)參與市場應(yīng)是進(jìn)一步的研究方向。
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作者:陳藝華,張煒,張成剛,烏鵬濤