第一节电力市场运营结构及交易类型xin.

一、概述完整的电力市场:电量市场辅助服务交易市场发电权交易市场金融市场中长期合约市场日前市场实时平衡市场AGC旋转备用、黑启动、无功电压支持等期货期权差价合约套期保值第一节电力市场交易理论概述第一节电力市场交易理论概述一、中长期合约市场根据预先签订的合约商定付款方式，进行电量或电力的买卖，在一定时期内进行实物的交割。可以通过竞价产生，也可以双边签订。一般占电力市场初期整个电力交易中心电量的70%-80%。作用：市场有序、规避风险、稳定价格；现货交易第二节中长期合约市场现货交易：买卖双方达成口头或书面的商品买卖协议或合同，然后根据协议商定的付款方式和其他条款，在一定的时期内进行实物的交割，实现实物商品及其所有权同时转移的交易方式。中长期合约市场年度合约市场月度合约市场通过交易人进行双边交易，交易不细化到每隔0.5小时，交易量很大。它基于年度基本负荷。零售公司可以从电力生产者直接购买电力并通过输电网传送，交纳过网费。通过交易人或交易中心进行电能的买卖。交易基于季度、月或周的基本负荷，交易产品相对标准化，部分交易可以细化到0.5小时的交易时段，交易量较大第二节中长期合约市场第二节中长期合约市场年度合约交易市场设计(2)根据下一个交易年的负荷预测，将每年预报的电网发电量分成三部分：年度基数电量年度竞争电量年度预留电量以前签订的购电合约，规定了机组的利用小时数，上网电价、保证电量等等，属政策性电量由于为合约交易，交易风险比较大。因此合约电量一般小于预测电量，预留电量可以在月度交易中实施。20%-30%负荷预测电量-年度基数电量-年度预留电量第二节中长期合约市场电力市场年度合约交易计算的数学模型目标函数：以年度购电费用最小为目标安排年度竞价电量。t=1，2，。。。，T，T=12TtNGjNjjtE1,,min第j台机组的年竞争电量报价第j台机组年度竞争电量在第t个月的上网电量第二节中长期合约市场约束条件：电网年度竞价上网电量平衡电网年度基数电量平衡NTtNGjjtEE1,NTtNGjjtGG1,第j台机组年度基数电量的分月电量第二节中长期合约市场各机组年度基数电量约束jNTtjtGG,1,各机组月竞价上网电量约束：jtjtjtjtEGEE,max,,,,min,第j台机组的年度基数电量第j台机组第t个月的最大能发电量第二节中长期合约市场求解1.各机组月度基数电量的确定；根据机组的年度检修计划，年度基数电量及每月电网预报的电量，按一定比例将年度基数电量分配到月，得出各机组月度基数电量；2.各机组年度竞价上网电量的确定：利用线性规划求解得出各机组年度竞价上网电量及竞价分月上网电量；第二节中长期合约市场电力市场年度合约交易的滚动计算在各机组年度基数电量给定及年度竞价上网电量确定后，根据机组从年初到当前调度月为止累计已经完成的电量，考虑年检修计划及备用等因素的变化，对本年度未来月份各机组的发电计划加以调整。以便保证年度基数电量和竞价上网电量的完成。第二节中长期合约市场月度合约交易市场设计1.月度合约交易以日为时段；2.根据下一个交易月的负荷预测，将每年预报的电网发电量分成四部分：年度基数电量分月电量年度竞争电量分月电量月度竞争电量预留电量前三部分占月度电量的85%-90%；第二节中长期合约市场年预测负荷年度基数电量年度竞争电量年度预留电量1月基数电量12月基数电量1月竞争电量12月竞争电量月度竞争电量月度预留电量……负荷偏差电量因为月度交易还具有一定的风险，尽管小于年度风险，但仍有一定的预留系数。月度竞价电量=月度负荷预测电量-月度预留电量-年度基数电量在该月的分摊电量-年度竞价电量在该月的分摊电量第二节中长期合约市场因为月负荷预测比年负荷预测更准确求解：1.各机组年度基数电量和年度竞价上网电量的分日电量的确定；按一定比例将年度基数电量的分月电量和年度竞价上网的分月电量分配到日，得出各机组年基数电量和年度竞价上网电量的分日电量；2．各机组月度竞价上网电量的确定：利用线性规划求解得出各机组月度竞价上网电量及竞价上网电量的分日电量；第二节中长期合约市场第三节日前市场电力调度交易中心每天组织，对次日未满足负荷进行竞价，即余量竞价反映短期的供需平衡关系和生产成本，提供短期经济信号年预测负荷年度基数电量年度竞争电量年度预留电量1月基数电量12月基数电量1月竞争电量12月竞争电量月度竞争电量月度预留电量……负荷偏差电量负荷预测偏差分日基数电量分日竞争电量日前市场分日竞争电量日前预测负荷比月负荷预测更准确第三节日前市场1、日前市场的特点价格波动幅度较大，市场风险较大短期负荷预测误差较小次日负荷、电网运行方式、设备状况都是比较明朗的信息离实际执行时间短第三节日前市场2、日前市场组织在日前交易市场中制定的交易计划第三节日前市场3、预调度计划管理系统：是电力市场运营的核心功能之一，是实现日前市场竞价的关键环节。它利用市场成员申报的数据、短期负荷预测、电网输送容量、年交易计划、月交易计划、合同、安全约束等信息，按照市场规则指定的优化目标，制定次日发电计划、交换计划、辅助服务计划、决策上网电价，并实现交易管理的功能。第三节日前市场4、预调度交易管理子系统的模块组成第三节日前市场1）购电电价决策全网购电费用最低一机一价统一电价综合加权电价第三节日前市场2）第三节日前市场在安排购电计划时应该是首先安排报价低的机组发电，然后安排报价高的机组发电。所以随着负荷的变化，系统边际电价(SMP)也会有所变化，其趋势应该是跟随负荷的变化，在负荷水平高的时段SMP也应该高，而在负荷水平下降的时段SMP也应该下降。第三节日前市场3）水电购电计划目标函数模式一：水电没有申报电价时。目标函数：系统负荷各时段峰谷差最小化。模式二：水电申报电价时。目标函数：系统各时段边际电价与负荷需求乘积最小化。第三节日前市场约束条件：1)水库的强迫出力约束2)水库的最大日发电量约束3)水电的可调出力范围约束itiftiiPPPP)(,)(该模型的物理意义在于：在满足各种水库运行的条件下，最大效益地利用水资源，即降低火电系统的边际电价。iTtHPNjiEtPi1tPi)(,tPifiP,iP水电厂i在t时段的发电容量水电厂i在t时段的强迫出力水电厂i在计划周期内最小和最大的可调度发电容量；T——计划持续时段数iE水电厂i的最大日发电量HPNi水电厂机组集合第三节日前市场4）区域间电力交易计划1）进行区域间电力交换的意义解决电力资源分布不平衡的问题跨区域调峰和互为备用；增强电力系统内部的竞争，促进其发展2）区域电力交换的关键在保证安全稳定的情况下，确定区域的交换功率，促进本区域的经济效益；第三节日前市场5）安全矫正策略通过状态估计、潮流计算、故障分析和预想事故分析，预测在某些方式下会出现哪些问题，并回答如何处理这些问题，提出安全措施。即通过系统中可以控制变量的控制来消除潜在的约束条件越限现象或已经存在约束条件的越限现象，使之保持或恢复安全状态。第三节日前市场5.预调度交易计划的特点在计划经济时期，传统的发电计划是基于全信息的调度决策，并且调度运行部门对下属电厂拥有完全的控制权，在电力市场环境下，资源优化的总体思路是分散决策、整体协调；(1)结算规则的变化：在传统的发电计划中，电厂的付费电价基于机组的成本核定，在电力市场环境下，各厂上网电价都基于统一的系统边际电价。（2）电厂报价曲线的复杂化：传统是各个机组的发电成本曲线，而在电力市场条件下，可以根据电力供求关系的变化，对不同的时间申报不同的电价曲线。第三节日前市场根据实际需要，报价曲线限定为非凹，其中包括上升型、下降型、平报价、V型报价(即，只允许单个谷存在)，如图所示。第三节日前市场（3）交易计划的公平性电厂不再是被动的被调对象，而是转化为平等的市场成员。可以对交易计划提出质疑。(4)发电计划的最优性在电力市场环境下，电网交易人员能否制定经济的发电计划将直接影响到电力市场中所有成员的利益（电厂、输电公司、供电公司、用户）。第三节日前市场6、日前市场的流程第三节日前市场7、应用实例—北欧电力市场生产和消费前一天对电力进行买卖的市场。现货交易是针对第二天24小时确定的电力交易，以小时为单位，共24个时段。每天上午11：00以前，北欧电力交易中心从各国电网公司获取电网运行信息。上午12：00以前，由各日前市场成员向北欧电力交易所申报第二天每时段的交易数据。13：30以前，北欧电力交易中心发布交易计划。14：00以前，市场成员可对交易计划提出异议。之后，电力交易中心向各国电网公司及对电力平衡负有责任的市场成员传送日前交易计划。第三节日前市场第三节日前市场第四节实时平衡市场日前市场的计划实际负荷不等实时不平衡市场第四节实时平衡市场第四节实时平衡市场三、实时市场竞价特点实时市场竞价模型与合约市场、日前市场有较大的差别。购电费用最低调整量尽可能小调整速度尽可能快主目标次目标次目标第四节实时平衡市场四、实时市场的模式第四节实时平衡市场第四节实时平衡市场实时平衡市场是为了鼓励发电商参与调节电力不平衡量。愿意参与平衡市场的发电商可以提前数小时申报可用上调范围及上调价格和可用下调范围及功率下调价格。在实时调度中，系统调度员首先根据系统总不平衡量，决定启用上调机组还是下调机组。然后，根据调节价格排序，从价格低的机组开始调度，直到满足不平衡量。第四节实时平衡市场第四节实时平衡市场tirtirtirtiiiPICI,,,,maxmintirtirtirtiiiPICI,,,,maxmin数学模型的目标负荷多发电多机组参与否0或1机组的增出力报价机组的上调出力边际电价第四节实时平衡市场目标实现的约束：机组的约束爬坡速率出力上下限等系统的约束线路潮流断面潮流备用容量调整速度功率平衡如果发电机出力不够用？可中断负荷第四节实时平衡市场第四节实时平衡市场第四节实时平衡市场第四节实时平衡市场五.实时平衡市场的拥塞管理当输电网络出现拥塞时，如何实现最优的实时控制是电网公司必然面临的难题之一。控制策略必须保证对所有的市场成员是公平和公正的。拥塞约束通常以两种形式反映出来。一种是线路的限制，另一种是节点的电压约束。第四节实时平衡市场在实际应用中，大约需要30min左右校核一次系统拥塞情况。调度员调用拥塞管理程序以确定计划调整方案。该调整方案可能是调整机组出力，也可能是切负荷，也有可能两种调节手段都执行。第四节实时平衡市场tirtirtirtiitirtirtirtiiitPICIPICI,,,,,,,,maxmaxmin切机目标函数上调出力与下降出力同时进行，保证功率的平衡！！约束条件同前！第四节实时平衡市场NjjcjtirtirtirtiitirtirtirtiiNjtLCPICIPICI,,,,,,,,maxmaxmin切机与切负荷的目标函数用户j愿意支付的切负荷价格用户j切负荷量约束函数同前！第四节实时平衡市场英国电力市场短期双边市场相对于每个交易时段至少提前24小时滚动开市，提前4小时闭市。随之即为实时平衡市场，目前每个交易时段的平衡调度周期暂定为从该交易时段正式开始前4小时开始直至该交易时段结束，总共4.5小时。系统调度员根据未来4.5小时内系统发电和负荷的变化曲线(数据来自市场成员和调度员的预测)，按照收到的增减出力/负荷报价，调整发电和负荷水平，平衡整个系统(既要保证0.5h交易时段的平衡，又要保证在任何一个时间点上的平衡)，并确保所有输电设备运行在安全限制以内。同时，通过实时平衡市场，市场成员能够在平衡市场提前4小时通过报价反映其最新的供需变化。六、实时平衡市场实例第四节实时平衡市场第五节辅助服务市场见辅助服务章节！年度合约交易年度基数电量年度竞价电量年度预留电量+负荷预测偏差年度合约电量的分月电量