电力系统的市场化运营杜松怀Email:songhuaidu@cau.edu.cn中国农业大学信息与电气工程学院2009.3.28提纲:1)电力市场内涵与结构2)电力市场核心--电价3)研究热点与难点4)中国电力市场改革与发展Part1:电力市场的内涵与结构能源一次能源常规能源可再生能源:水力非可再生能源:煤、石油、天然气、核裂变新能源可再生能源:太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能非可再生能源:核聚变材料二次能源电力、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、沼气、蒸汽、热水一、能源、资源及其有效配置二、电力系统:世界上最复杂的系统之一(1)发电、供电、用电垂直一体化管理。竞争程度:有限、局部--法国、日本、印度、苏格兰、巴基斯坦,美国一些州。(2)电力系统市场化运营,即电力市场。竞争程度:发、供、用电各环节解除管制,或放松管制。--英国、美国(加州、PJM、NewEngland)、新西兰、澳大利亚、挪威、阿根廷、秘鲁、智利等。三、电力系统的运营模式四、我国电力工业发展历程、改革现状我国电力体制改革的四个阶段:阶段1:1985-90’年代初,集资办电。根除拉闸限电,解决最基本电力短缺。阶段2:90‘年代初-1997,成立国家电力公司,现代企业制度和管理。阶段3:1998-2001,撤销电力工业部,“厂网分开、竞价上网”试点。阶段4:2002-至今,中国电力新组建11家公司;国家电监会;中国初级电力市场开始启动和实施。5家发电公司:中国华能集团公司中国大唐集团公司中国华电集团公司中国国电集团公司中国电力投资集团公司在各区域电力市场中的份额均不超过20%。平均可控容量3200万千瓦,权益容量2000万千瓦左右。2家电网公司:国家电网公司中国南方电网有限公司4家辅业集团公司:中国电力工程顾问集团公司中国水电工程顾问集团公司中国水利水电建设集团公司中国葛洲坝集团公司新组建11家公司:2002.12.29人民大会堂宣布成立国家电力监管委员会:主要职能:负责市场统计,统一发布信息,组建监管信息系统。提出电价调整建议。监督电力生产标准,颁发、管理电力业务许可证。处理电力纠纷、监督社会服务政策的实施。负责电力监管机构审计、电力监管国际比较研究。五、什么是电力市场?基本特征?定义1:电力市场是采用法律、经济等手段,本着公平竞争、自愿互利的原则,对电力系统中发电、输电、供电、用电等各环节的成员,组织协调运行的管理机制和执行系统的总和。定义2:电力市场是电力买主和卖主相互作用,以决定其电价和电量的过程。基本特征:开放、竞争、计划和协调。六、政府与市场1、政府与市场--两种制度安排;性质各不相同。2、政府与市场的缺陷市场缺陷:市场失灵市场不全政府缺陷:政府失灵政府失误3、政府与市场的结合计划经济:纯粹社会主义制度市场经济:纯粹资本主义制度两者走向有效结合:“经济全球化”必然趋势七、电力工业重构产生的新实体9大市场实体DPXSCPMISO电能交易中心PowerExchange配电商DistributionServiceProvider计划协调者SchedulingCoordinator发电商Generator发电经纪商PowerMarketerASRGCG独立系统操作员IndependentSystemOperator电网拥有者GridCompany零售商RetailServiceProvider辅助服务供应商AncillaryServiceProvider9种实体在电力市场中的位置:ISPXSCASGCISORDGPMT各主要实体对软件的具体要求:•1)GC:需要高水平的规划和分析工具,潮流及稳定分析软件。•2)PX:带安全约束的UC程序,交易评估及结算软件,电子公告发布与信息交互处理系统。•3)ISO:预调度和实时调度软件,OPF,预想事故分析,辅助服务交易软件。•4)SC:系统优化软件,市场评估与合同优化,投标策略和计量软件。八、英国(澳大利亚)电力现货市场英国电力市场(现货)的定价机制:SMP—SystemMarginalPrice,系统边际运行电价(电量电价),英镑/kWh。CE—基本电价(容量电价),英镑/kWhLOLP—Lossofloadprobability,容量不足概率,电网公司计算。VOLL—Valueoflostload,停电损失值,每年由政府确定。CESMPPPP)(SMPVOLLLOLPCE〖实际算例〗1991年3月21日,01:00~01:30时段的SMP=£27.58/MWh,LOLP=0.0002VOLL=£2000/MWh。则:PPP=SMP+LOLP*(VOLL-SMP)=27.58+0.394=27.974(£/MWh)【PSP的计算】式中,UPLIFT为附加费或称上浮电价,反映输电成本的提升量,需另行计算和考核。【最终销售电价】最终销售电价=PSP+网损校正UPLIFTPPPPSP市场均衡:两种交易模式MCP模式--MarketClearingPrice市场统一出清价(结算价)。成交价购电报价售电报价价格(元/MWh)电量MWPAB模式–PayAsBid,按实际报价付费九、美国的电力市场(加州)商品流、资金流、信息流:PX与ISO之间的协调:十、北欧电力市场(挪威-瑞典-丹麦等)挪威99.7%发电量是水电。挪威与瑞典AC联络;北部220kV、132kV线路与芬兰、前苏联连接,南面有3条海底UHV电缆与丹麦相连,构成世界上覆盖国家最多的电力市场--北欧电力市场。挪威--瑞典联合电力交易所:挪威国家电网公司和瑞典斯文斯卡国家电网公司各50%股份。诺特勃尔--北欧电力交易所:首府-奥斯陆,服务处-斯德哥尔摩。挪威参与者在奥斯陆交易,瑞典参与者在斯德哥尔摩交易。交易货币为挪威克郎和瑞典克郎,兑换完全保证。十一、我国电力市场建设思路适合中国国情的市场结构及布局:•1stStep:建立区域电力市场。--6大区域:东北、华北、华中、华东、西北;南方电网。--跨区电网规划、运行,资源优化配置。•2ndStep:建设和完善省级电力市场。•3rdStep:--形成1个统一的国家级电力批发市场。--与地方零售市场共同发展。Part2:电力市场的核心--电价一、定价基本原则(电力法)1、最低成本与合理成本原则正常供电成本:不合理成本:2、合理收益原则3、依法计入税金4、公平负担、等价交换原则5、促进合理用电与合理利用资源原则二、电价水平与电价结构(一)电价水平电价水平=基础价格+供求价格基础电价=成本+利润+税金(二)国内目前电价结构供电电价结构(3种):上网电价;网间互供电价;转运服务价格。用电电价结构(3种):直供电价;趸售电价;农村电价(终端)。调节电价结构(4种):峰谷电价;丰枯电价;功率因数调整电价;煤电联动价格。三、电力市场中的电价曲线1、华东电力市场典型日SMP曲线2、美国PJM电力市场垂直电价曲线3、美国PJM电力市场水平电价曲线华东电力市场典型日SMP曲线:0102030405060708090100150200250300350400Tspot(yuan/MWh)美国PJM电力市场垂直电价曲线:美国PJM电力市场水平电价曲线:四、电价预测与灾变预警系统框架Part3:电力市场研究的热点与难点一、热点与难点问题综述1)电力市场技术支持系统。2)EMS扩展,包括机组组合(UC)、发电出力优化调度。3)最优潮流(OPF)技术。4)输电服务、辅助服务定价。5)信息管理、电子商务。6)可中断负荷、需求侧管理(DSM)、综合资源规划(IRP)。7)电力市场的调度模式、交易模式。8)需求预测、电力系统规划;电价预测、灾变预警。9)电力市场经济性能分析、风险管理。10)竞争力与市场力。11)电力市场中的经济补偿。12)配电侧电力市场实施。二、输电服务输电服务定义:将电能从发电厂安全、优质地输送到用户的全过程。需要完成三种服务:输送服务:最基本的服务。辅助服务:竞争型电力市场的新问题。管理服务:最基本的服务。输电服务基本属性:输电量大小;输电的时间特性;和约的严格程度;交易的收点和发点;网损分摊的公平与合理性。三、辅助服务1、辅助服务的定义在输电服务中,为保证电能质量和系统安全而采取的任何辅助措施,统称为辅助服务。2、辅助服务的主要内容:①负荷跟踪与频率控制(AGC);②有功备用服务;③无功备用和电压控制服务;④发电再计划(校正计划);⑤平衡交易;⑥黑启动(事故恢复服务)等。世界各国网损分摊比例对比:1.发电侧分摊模式2.负荷侧分摊模式3.面向元件的分摊模式√英国挪威巴西爱尔兰加拿大发电侧27%54%50%0%0%负荷侧73%46%50%100%100%四、网损分摊模式五、电力市场技术支持系统1、电能量计量系统2、能量管理系统3、电力市场报价处理系统4、交易管理系统5、合同管理系统6、结算系统7、即时信息系统8、发电商竞价管理系统9、数据网络系统1、电能量计量系统基本功能:①智能化分时电能计量②数据采集③数据处理④电能统计⑤计费与考核系统要求:①灵活性②多功能③扩展性④安全可靠性⑤开放式数据平台和数据库标准。2、EMS系统1)发电控制类自动发电控制(AGC)发电成本分析交换计划评估和机组计划2)发电计划类负荷预测机组组合水电计划交换计划火电计划3)网络分析类网络拓扑状态估计外部网络等值调度员潮流安全约束调度最优潮流(OPF)静态安全分析暂态安全分析电压稳定分析无功优化短路计算等4)调度员培训模拟5)市场交易与管理类五部分软件:3、报价处理系统报价保密与公开:安全问题极为重要。分四个层次解决:①设置用户等级、口令及对应的访问权限;②对在公共网络上传输的数据实行高度加密;③每个发电商的报价信息严格保密,拒绝他人访问;④对所有访问进行等级备案,必要时实行反向扫描、追踪、警告、甚至封锁访问端口。4、交易管理系统5、合同管理系统合同类型:①现货合同(SpotContract)。②远期合同(ForwardContract)。③期货合同(FuturesContract)。④金融差价合同(CFD)。⑤期权合同(OptionsContract)。至少包括5个模块:1)原始数据处理模块。2)合同分解模块。3)结算模块。4)校核模块。5)纠纷处理模块。6、结算系统7、即时信息系统即时信息系统(Same-timeInformationSystem,简称SIS):主要完成生产数据和市场信息的发布、存档、交换、检索及处理,使所有市场成员都能及时、平等、准确地按照各自的权限范围,访问相关的市场信息,进而做出符合各自利益的决策或行动。即时信息系统主要内容:电子邮件(E-mail)Web浏览信息发布:①常规信息;②实时交易信息的发布;③现货市场信息;④期货市场信息;⑤辅助服务信息发布;⑥系统自适应性评估信息;⑦市场干预信息;⑧必要的电量电费结算信息;⑨公众信息发布。即时信息系统的技术平台:管理信息系统(MIS)、电子商务:①基于Internet/Intranet技术。②数据库编程及数据库互操作技术。③数据传输网络通道。④网络防火墙、监视与管理技术。⑤身份认证技术。⑥Email技术。⑦电子商务实现技术。⑧基于Web编程,如XML、Java、ActiveX,CORBA技术等。即时信息系统逻辑结构:8、发电商竞价管理系统9、数据网络系统电力系统通信网络建设及其核心技术:20世纪80年代、90年代,数据网络主要采用X.25分组交换技术,并以动态统计复用为技术基础。光纤通信,通道传输质量大幅提高,出现帧中继技术。多媒体技术,满足话音、数据、图像综合业务宽带要求和传输速度要求,采用高速网络技术:比较流行3种模式:①快速以太网(FastEthernet)模式;②基于光纤或铜导线的令牌环网(FDDI)模式;③快速异步传输模式(AT