三电力市场环境下的电力系统稳态分析.pdf

{市场分析}三电力市场环 境下的电力系统稳态分析 第 3 章电力市场环境下的电力系统稳态分析 3.1 概述 从 20 世纪 80 年代以来，在世界范围内开始了电力工业改革的浪潮，其主要目的 是打破垄断，开放电网，形成自由竞争的电力市场。 根据微观经济学中市场的理论，可以将电力市场定义为相互作用、使电能交换成 为可能的买方和卖方的集合。应该指出，电力市场中的商品除了电能以外还包括 各种辅助服务。辅助服务包括输送电能、提供备用、无功补偿及电压调节等，主 要用来保证电力系统运行的可靠性及电能质量。 现在世界上已提出了多种电力工业改革方案，并在不同的国家实践。电力市场和 其他市场相比的待殊之处在于电能的生产和消费是同时完成的，从而输电系统的 存在是电力市场的显著标志[1] 。输电服务由于其规模效益，一般具有天然垄断的 性质。因此各国市场化的共同特点是 “厂网分开”，由政府对输电部分进行适当 的管制，保证电网开放，以便为发电和配售电创造一个公平的竞争环境。对输电 部分处理的不同，形成了各国电力市场结构的特色。 图3-1 表示了电力市场的主要组成部分[1] 。发电厂商(G) 、发电市场(PM)形成了 市场的供给主体；用户(D)及零售商(R)构成了市场的需求主体。而电力市场的输 电部分又包括5 个部分：输电设备所有者(Transmissionowner ，TO) 、独立系统 调 度 机 构 (1ndependentSytemOperator ， ISO) 、 辅 助 服 务 商 家 (AncillaryService ，AS) 、电能交易机构(PowerExchange ，PX) 、交易协调商家 (SchedulerCoordinator ，SC) ，现分别简述如下。 图3-1 电力市场的主要组成部分 1.输电设备所有者（TO ） 电网开放的前提是输电设备的所有者对输电系统的用户(包括发电厂商及电 能用户)在准入和运用输电设备方面应平等对待，避免歧视。如果输电设备所有 者在发电或供电上有任何切身利益，则难以实现上述要求，因此，一般应建立一 个独立控制机构 ISO 来调度输电系统并提供输电服务，而输电设备的维修责任仍 归输电设备所有者。 2 ．独立系统调度机构(ISO) ISO 调度输电网络并对所有输电用户提供服务。对 ISO 的基本要求是不从电力市 场中赢利。因此，ISO 必须与电力市场的主体发电厂商及用户脱离。ISO 的职责 和权力在不同的市场模式中很不相同，主要有： (1)制定运行规划／运行方式。 (2)实施调度。 (3)对电力系统进行控制与监测 (4)在线电网安全分析。 (5)市场行政管理。 3.电能交易机构（PX） PX 的基本功能是在未来市场对电能的供求双方提供一个交易的场所。市场的 周期可能是 1 小时到几个月。最常见的形式是一天前的市场，为每个运行日的前 一天进行电能交易。根据市场的设计，一天前的市场可辅以较长周期的市场或小 时前的市场。小时前的市场为运行前 1 到 2 个小时的电能交易提供可能。但是， PX 的最基本的功能是作为电能供需双方竞争的 POOL ，并形成市场出清价 (MarktC1earPrice ，MCP) 。然后MCP 就成为实现未来市场结算的依据。 以上3 部分：TO 、ISO 及 PX 给电力市场的交易提供一个平台，不能从交易中赢利。 4.辅助服务商家（AS ） AS 为电力系统可靠运行提供所需的服务，主要是为输电系统安全可靠运行提 供有功备用及无功电源。 根据市场结构，辅助服务商家可以在 PX 或 ISO 进行交易。辅助服务可以是以捆 绑方式提供，也可分别按菜单提供。调节备用、旋转备用和补充运行备用(非旋 转备用)等辅助服务可以由用户自己提供。 5.交易协调商家（SC ） SC 是一个把电能供需方的计划结合在一起的一个中间商，但不必遵守 PX 的 规则。有些市场模式中要求把电能协调限制在中央 POOL 之中而不允许其他 SC 进 行操作，例如英格兰电力市场就是这样。在有些电力市场模式中可能不存在中央 POOL 或管制的交易机构，电能协调是用一种分散方式进行。在很多新的电力市场 结构中，SC 是一个重要组成部分。 以上5 个电力市场的组成部分在某些电力市场中不一定出现。在某些情况下可能 会少一两个组成部分。在另一些情况下，两个或几个组成部分可能合为一个复合 的组成部分。但是，其相应的职能是不可缺少的。例如挪威将 ISO 和 TO 结合， 而英格兰将 ISO 、TO 和 PX 结合成为NGC(国家电网公司) 。起初美国加利福尼亚州 的电力市场结构