半月刊

ISSN 1000-1026

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  • 电力现货市场构建与运营关键技术
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    • 考虑现货市场竞价空间的梯级水电站中长期合同电量分解模型

      2021, 45(6):62-71. DOI: 10.7500/AEPS20191103002

      摘要 (135) HTML (90) PDF 1.14 M (564) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力中长期市场与现货市场衔接的核心问题之一是中长期物理执行合同到短时间尺度的合理分解。为缓解现货市场电价的剧烈波动和促进市场的平稳运行,建立了考虑余留现货竞价空间均衡化并兼顾各流域梯级水电站间合同分解公平性的中长期合同电量分解非线性规划模型。该模型考虑了梯级水电站间紧密的水力和电力联系以及合同电量的执行要求,并采用多项式拟合技术处理模型中多变量耦合非线性关系。文中以中国西南地区水电富集的云南电力市场为背景进行案例分析,结果表明该模型能够合理地分解各流域梯级水电站中长期交易合同,并为现货市场提供均衡化的竞价空间。

    • 电力现货市场环境下结算权转让在阻塞管理中的应用

      2021, 45(6):123-132. DOI: 10.7500/AEPS20200203006

      摘要 (75) HTML (277) PDF 1.14 M (469) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用节点电价的电力现货市场通过节点电价中的阻塞分量反映线路或断面阻塞产生的成本,引导市场主体参与阻塞管理。除了形成合理准确的价格信号外,建立有效的阻塞风险管理机制也是开展阻塞管理的重要环节。考虑当前中国电力现货市场的实际特点及需求,提出了应用于阻塞风险管理的结算权转让交易机制。发电厂通过与其他发电厂或用户对特定电量进行结算权转让交易,获得对方以特定价格结算的权利,进而规避以自身所在节点价格结算时面临的阻塞风险。相对于国外成熟电力现货市场从阻塞盈余返还金额不确定性的风险管理角度建立的金融输电权等机制,结算权转让交易机制站在阻塞费用缴纳金额不确定性的风险管理角度,实现阻塞风险在交易双方间的重新分配,更适用于当前中国电力现货市场中长期合同交易与现货交易顺次结算、中长期合同交割点唯一设置在用户侧统一结算点、发电侧承担较大阻塞风险等特征。算例分析进一步验证了结算权转让交易的实用性和有效性。

    • 基于排序多元Logit模型的卡特尔类机组串谋竞价识别

      2021, 45(6):109-115. DOI: 10.7500/AEPS20200223008

      摘要 (66) HTML (63) PDF 983.62 K (453) 评论 (0) 收藏

      摘要:在电力现货市场建设的初期,识别机组串谋竞价是有效防范发电商串谋行为真正发生的重要环节。依据市场份额将机组分为卡特尔类机组和竞争类机组,针对卡特尔类机组提出了基于排序多元Logit模型的串谋竞价识别方法。首先,依托博弈论原理,分析影响机组报价的因素,构建机组报价回归方程。然后,通过邹检验判断报价影响因素对卡特尔类机组和竞争类机组报价行为的影响程度是否存在差异。若存在差异,则建立卡特尔类机组报价的排序多元Logit模型,并利用似然比检验判断卡特尔类机组的高价序列和低价序列之间是否存在差异,论证卡特尔类机组串谋竞价的可能性。最后,将所提方法应用于某地区电力现货市场中,算例结果显示在5%的显著性水平下,卡特尔类机组存在串谋竞价的可能性。

    • 统一结算点电价机制下金融输电权的交易模拟与结算风险评估

      2021, 45(6):116-122. DOI: 10.7500/AEPS20200331005

      摘要 (71) HTML (81) PDF 1015.47 K (492) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于节点边际电价构建的电力市场体系通常开设金融输电权(FTR)市场,为市场成员提供规避空间价格风险的金融工具。市场建设初期,广东电力现货市场用户侧在统一结算点电价机制下进行结算,和传统节点边际电价机制下的FTR市场相比,可能导致结算环节存在资金不平衡的风险。为此,文中首先对比分析了传统节点边际电价和统一结算点电价这2种机制下FTR结算的异同,构建了FTR结算的数学模型。然后,理论推导了2种电价机制下FTR收益的差异,提出了FTR的交易模拟与同时可行性检验方法。基于IEEE 30节点系统开展FTR交易模拟,分析了2种电价机制下FTR收益差形成的原因,并对FTR市场交易收支不平衡风险进行了评估分析。最后,为统一结算点电价机制下开展FTR市场建设提出了相关建议。

    • 凸包定价模式下的电力市场潜在市场力分析方法

      2021, 45(6):101-108. DOI: 10.7500/AEPS20200408007

      摘要 (106) HTML (97) PDF 1.13 M (427) 评论 (0) 收藏

      摘要:机组开机成本导致其生产函数具有非凸、非连续等复杂结构特性,这使得传统仅针对实时电力市场设计的节点边际定价模式存在诸多市场漏洞。凸包定价模式(也称“拓展节点边际定价”)通过给系统中的机组提供最低上调价格来克服生产函数复杂特性带来的挑战,并提高市场效率,但其凸包定价模式仍不完善。文中聚焦于凸包定价模式中的一个简化模型,分析市场参与者在简化模型中的潜在市场操纵行为以及操纵能力,并提出一种量化市场力的指标,这种指标在简化模型中具有超模性质。

    • 考虑市场力检验的多类机组中长期合约电量联合分解算法

      2021, 45(6):72-81. DOI: 10.7500/AEPS20200409008

      摘要 (77) HTML (82) PDF 1.45 M (479) 评论 (0) 收藏

      摘要:中长期合约电量的分解是电力市场的关键环节之一,公平合理的分解算法不仅能有效衔接现货市场与中长期合约,也能够为系统安全、稳定、经济运行提供保障。当前出力特性各异的核电、水电、燃气等发电机组共同参与市场化交易,合约电量分解方法面临着差异化机组出力特性、机组检修计划、市场力风险平抑等诸多亟待研究的现实问题。文中提出了一种考虑市场力校核的面向不同类型发电机组的合约电量联合分解算法。首先,通过分析不同类型机组的运行特性,设计了面向核电、水电、燃气和燃煤机组的分解原则;然后,基于运行方式优先级原则,建立了考虑机组检修计划、兼顾发电侧多类机组出力特性的合约电量联合分解模型;最后,为避免机组的市场力滥用,借助“机组必须运行功率”指标校核了合约分解结果的合理性。通过采用中国东部某省负荷特征修正的IEEE 24节点系统,验证了所提算法在兼顾各类机组运行特性和市场力平抑方面具有优势。

    • 计及灵活性提升的热电厂日前市场竞价策略

      2021, 45(6):140-147. DOI: 10.7500/AEPS20200506003

      摘要 (65) HTML (93) PDF 1.00 M (400) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对含多类型燃煤热电机组与多种电热解耦设备的热电厂在电力现货市场中的报价决策问题,提出了基于价格接受者角色的热-电分步决策竞价模型。首先,依据次日预测价格进行热电厂日前最优产量决策,确定厂内电热解耦设备的运行计划。然后,根据机组调节能力,计算热电厂在次日各时段的发电功率范围;进而,构建分段阶梯形报价曲线。最后,以中国北方地区某典型燃煤热电厂为例,基于现货市场试点的3种典型场景出清电价,验证了所提热-电分步竞价决策模型的有效性;同时分析结果表明,日前市场难以为燃煤热电厂灵活性提升改造提供足够的经济激励。

    • 考虑网损与负荷偏差的节点边际电价模型与求解

      2021, 45(6):92-100. DOI: 10.7500/AEPS20200513005

      摘要 (129) HTML (135) PDF 1.04 M (554) 评论 (0) 收藏

      摘要:文中分析了中国在市场出清和节点边际电价计算时,存在发用电负荷偏差和系统网损难以精确计算的问题。首先,提出2种节点边际电价计算模型,利用网损分布因子分摊系统网损与负荷偏差分配因子分配负荷偏差相结合的方法,实现系统网损与负荷偏差的精确计算。然后,基于迭代的节点边际电价模型,以母线负荷为初始点编制发电计划,每次求解后将总发电量与系统负荷的偏差分摊至节点,修正其负荷,通过多次迭代求解节点边际电价。两步法节点边际电价模型,以系统负荷为依据,建立考虑系统网损与负荷偏差的耦合模型。第1步计算负荷偏差,第2步固定偏差计算节点边际电价。最后,通过比较所提方法与网损直接分摊方法的节点边际电价,以及分析不同负荷偏差水平、不同负荷偏差分配因子对节点边际电价的影响,验证了所提模型的有效性。

    • 基于统一数据模型的电力现货市场清算方法及其应用

      2021, 45(6):169-175. DOI: 10.7500/AEPS20200602004

      摘要 (79) HTML (77) PDF 981.05 K (554) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力现货市场下的数据清算具有数据规模大、业务处理复杂、时效性要求高等特征,为解决现货市场清算系统面临的突出问题,文中提出了基于通用结算数据模型的清算方法。通过建立多维立方体数据模型,实现复杂维度数据的统一建模,再进一步建立算子库,实现模型之间的转换和清算的灵活计算。最后,建立列式数据仓,通过列式计算与列式对比,实现电力交易的高性能清算。根据所提方法研发的软件已应用于省级现货市场试点单位,实际运行证明了其有效性和可靠性。

    • 南方(以广东起步)电力现货市场试运行分析体系与实例

      2021, 45(6):186-194. DOI: 10.7500/AEPS20200624008

      摘要 (116) HTML (503) PDF 1.04 M (627) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着中国电力改革不断深入和推进,南方(以广东起步)电力现货市场在2019年开展了3次结算试运行,积累了大量运行数据,亟须建立试运行分析体系,深入挖掘现货市场运行规律。基于产业组织理论的市场分析模型,从市场结构、市场行为、市场绩效角度构建适合“计划+市场”的运行分析体系,从市场集中度、边界条件变化、市场主体报价策略调整、边际机组分布、市场价格等方面展开深入分析,总结出试运行具有市场结构总体上呈现低寡占特征、市场机组整体上依据成本来报价、市场价格基本能够体现供需变化等特点。最后,提出加强市场力监管、完善电源侧成本补贴机制、有序合理放开现货与中长期合同比例等建议。

    • 激励火电提供灵活性的容量补偿机制设计

      2021, 45(6):43-51. DOI: 10.7500/AEPS20200626001

      摘要 (157) HTML (166) PDF 1.33 M (549) 评论 (0) 收藏

      摘要: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。

    • 可再生能源消纳责任权重制下电力市场优化决策模型

      2021, 45(6):158-168. DOI: 10.7500/AEPS20200628012

      摘要 (118) HTML (103) PDF 1.20 M (508) 评论 (0) 收藏

      摘要:可再生能源消纳责任权重制与电力现货市场建设并行推进,实际消纳可再生能源电力将成为电力用户完成考核要求的主要完成方式,并且可再生能源电力也将逐步进入电力现货市场参与交易。基于以上框架建立了可再生能源消纳责任权重制下包含可再生能源日前市场、常规能源日前市场、实时市场的双层多主体优化决策模型,通过库恩-塔克(KKT)条件、强对偶定理、二进制拓展法等方法将其转化为混合整数线性规划模型来求解市场均衡点。算例分析探究了考核权重指标、绿色电力证书价格、可再生能源功率渗透率对市场均衡点的影响。分析结果表明,在市场均衡点日前市场中,可再生能源电力出清电价等于常规能源出清电价加上绿色电力证书价格,且随着可再生能源功率渗透率提高,电力现货市场出清电价呈现下降趋势。

    • 需求侧灵活性资源参与调频辅助服务的备用优化与实时调度

      2021, 45(6):148-157. DOI: 10.7500/AEPS20200629008

      摘要 (65) HTML (108) PDF 1.44 M (486) 评论 (0) 收藏

      摘要:需求侧资源有潜力通过其灵活性缓和系统的短期功率不平衡,但也会面临用电不确定性的挑战。文中面向用户侧用电不确定性及调频备用需求,以含电动汽车、温控负荷的聚合商为例,建立了参与调频辅助服务的备用优化与实时调度模型。在日前市场上报阶段,基于电量空间对实时运行的风险成本进行评估,实现能量和备用联合优化;在实时控制阶段,基于电量空间对各个用电方进行功率分配,满足用电需求的同时,提高聚合商响应系统功率调整的能力。仿真分析验证了将不同负荷聚合进行联合调度的可行性,以及聚合负荷在功率互支撑、提高总体运行效率方面的作用。

    • 考虑动态备用需求曲线的电能量-备用耦合出清模型

      2021, 45(6):34-42. DOI: 10.7500/AEPS20200630018

      摘要 (80) HTML (106) PDF 1.06 M (456) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力市场中,价格帽等原因会导致缺失收入(missing money)和发电容量充裕度不足等问题。以美国得克萨斯州为代表的备用需求曲线是国外电力市场解决此问题的成熟方法之一,但得克萨斯州的曲线是相对静态的曲线,且备用价格增量推导原理未明确公开。为此,文中通过考虑可再生能源、负荷预测的不确定性,以及不同品种的备用产品,制定动态备用需求曲线。基于电能量-备用耦合现货出清模型,推导了考虑备用需求曲线的现货价格公式,并分析了国外现有机制忽略的备用价格增量高阶项问题,并通过中国华东某省数据进行验证。结果表明,备用需求曲线可以体现稀缺定价,通过备用价格增量动态反映可再生能源、负荷等波动下的系统实时容量充裕度情况。通过稀缺定价机制可以合理提高电厂收入,有利于保障系统充裕度。

    • 有限信息环境下基于学习自动机的发电商竞价策略

      2021, 45(6):133-139. DOI: 10.7500/AEPS20200701002

      摘要 (69) HTML (80) PDF 969.84 K (341) 评论 (0) 收藏

      摘要:电力市场是典型的不完全竞争市场,发电商可以通过策略性报价以提高自身收益。现有的发电商报价策略研究通常假设发电商能利用充分的市场信息,但这种假设在市场启动初期往往不成立。为解决发电商在有限信息环境下的报价策略问题,文中提出了一种改进的强化学习自动机算法,该方法对外部信息量要求较低,且计算复杂度小,易于实现。此外,将发电商报价和市场出清的过程建模为重复博弈而非广泛使用的马尔可夫博弈,避免了马尔可夫博弈要求系统状态具有时间相关性这一强假设。最后,算例验证了该算法的有效性。

    • 考虑可再生能源保障性消纳的电力市场出清机制

      2021, 45(6):26-33. DOI: 10.7500/AEPS20200702006

      摘要 (174) HTML (172) PDF 984.37 K (579) 评论 (0) 收藏

      摘要: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。

    • 节点电价与对偶乘子的内在关联分析与扩展

      2021, 45(6):82-91. DOI: 10.7500/AEPS20200718001

      摘要 (130) HTML (137) PDF 1.08 M (679) 评论 (0) 收藏

      摘要:电价的科学性和合理性对电力市场的调节配置至关重要。作为常用的边际定价形式,节点电价表达为对偶乘子的线性函数。基于基本的定价原理,文中梳理了节点电价的物理内涵,说明了基于边际定价原理推导的节点电价与系统稀缺资源价格之间的内在联系,并论证了其合理性。基于此,提出了具有可扩展性的统一电价表达式,将电价扩展为对偶乘子和转移分布因子的一般函数形式。以线路越限造成价格尖峰为典型应用场景,建立了以电价为优化变量的定价模型,在IEEE 30节点系统及波兰2383节点系统中验证了所提电价机制的实际应用价值。

    • 适应中国电力现货市场发展的容量补偿机制初探

      2021, 45(6):52-61. DOI: 10.7500/AEPS20200727008

      摘要 (92) HTML (239) PDF 1.13 M (486) 评论 (0) 收藏

      摘要: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。

    • 兼容中长期实物合同的日前市场出清模型

      2021, 45(6):16-25. DOI: 10.7500/AEPS20200928001

      摘要 (87) HTML (197) PDF 1.21 M (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:如何处理中长期实物合同交割与电网运行约束之间的衔接问题,是分散式市场模式现货市场出清模型设计的关键。文中分析了欧洲分散式市场模式现货市场出清模型的特点,根据中国电力交易和调度管理体制与欧洲的差异,设计了一种日前现货交易与中长期实物合同交割、电网阻塞管理协同优化的市场出清模型。模型允许机组在日前自主决定其次日启停机计划,通过反向交易报价机制实现对中长期实物合同发用电计划的阻塞管理和帕累托改进,通过引入供需平衡松弛变量满足极端供需情况下的模型求解问题。基于IEEE 30节点系统的算例仿真表明,模型能够适应不同市场场景的运行需要,提高日前市场和实时平衡两阶段的整体社会福利。

    • 省级电力现货市场技术支持系统技术架构设计

      2021, 45(6):176-185. DOI: 10.7500/AEPS20201213004

      摘要 (128) HTML (163) PDF 1.20 M (561) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着中国新一轮电力体制改革的推进,电力现货市场技术支持系统的建设已刻不容缓,现货市场应用功能的建设对电力现货市场的正常运营和电网的安全稳定运行尤为重要。文中首先分析了电力现货市场运营和电网调度运行的关系,以及电力调度自动化系统的现状。然后,开展电力现货市场技术支持系统的技术方案研究,综合考虑了试点省省内现货市场开展的差异性,提出了基于调度自动化系统建设电力现货市场子系统的思路和目标,重点从软件、硬件、安全防护和平台集成等方面介绍了建设技术方案。之后,对出清算法、安全防护、市场监测与分析、模拟仿真、双活系统数据同步等关键技术进行了探讨。最后,对系统建设成效进行了分析。所提技术架构能够适应电力现货市场运营需求,为后续省级电力现货市场技术支持系统的研究与建设工作提供了参考。

    • 特约主编寄语

      2021, 45(6):1-2. DOI: 10.7500/AEPS20210216002

      摘要 (83) HTML (81) PDF 459.83 K (410) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 电力现货市场建设进展与关键问题

      2021, 45(6):3-15. DOI: 10.7500/AEPS20210221002

      摘要 (247) HTML (580) PDF 1.45 M (1028) 评论 (0) 收藏

      摘要:现货市场是电力市场体系的关键环节,其通过产生分时分地的价格信号,推动资源实现更优配置,并形成可供调度执行的生产计划。文中论述了欧洲、美国、中国电力现货市场的建设进展,并从区域市场融合、容量充裕性机制、新主体参与市场、市场运营水平提升4个方面提炼了电力现货市场建设的关键与共性问题。针对中国电力体制、市场体系、现货市场范围扩展、价格机制、参与主体、出清模型、辅助服务机制等问题,展望了中国市场建设的未来发展方向。