电力系统的市场化运营

电力系统的市场化运营杜松怀Email:[e-mail]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