第四章(4) 电力市场及其技术支持系统(PMOS)

第四章(4) 电力市场及其技术支持系统PMOS
一、电力市场的起源和基本概念 二、电力市场运营支持系统
一、电力市场的起源和基本概念
1、电力市场发展的两个典型案例
2、电力市场的典型发展阶段 1、电力市场发展的两个典型案例 （1）英国电力市场——体制改革模式
从1987年起，英国对其电力工业进行了大规模的体制改造。

改革前：分为两大电网 苏格兰地区电网
英格兰和威尔士地区电网
英国电力市场改革主要针对后者进行。

改革前：情况如右上图。

改革后：情况如右下图。

国家电网公司：拥有所有高压输电系
统。

国家电力公司：拥有总装机容量50%
的火电厂。

国家发电公司：拥有占总装机容量30%的火电厂。

核电公司：拥有占总装机容量20%的核电站。

运行体制：
英国电力市场，是一种典型的运营模式：称
为联营体模式，或POOL 模式
发电厂可以参与Pool ，服从调度； 部分发电厂也可以直接与用户签约 （2）佛罗里达电力市场——自然发育模式 经历了四个阶段：
紧急功率交换：目的是相互支援，提高稳定
性。

制订联合运行政策：提高可靠性，降低备用
容量。

经济功率交换：仅贸易双方协商，签订双边
合同。

电力交易市场——电力经济人系统：双边合
同为基础，构建整体的交易市场，优化贸易。

经常在不相邻公司间进行交易。

购电成本包括了发电成本及转运费用。

2、电力市场的典型发展阶段
（1）电力市场的典型发展阶段
垄断经营阶段
发电市场开放阶段——单一批发，仅发电侧竞争，单一购买者（电网公司），配电网 输电市场开放阶段——电力批发，属电网开放，多个购买者模型，配电网和零售公司从电力生产者直接购买电力，并通过输电公司转运。

用户市场开放阶段——零售竞争，用户可以自由选择供电商。

（2）电力市场的典型电力交易方式
发电厂：
发电厂向上级、本地、外地电力市场卖电
发电厂直接与本地用户（零售商、大用户）签订合同
发电厂向外地用户（零售商、大用户）卖电
用户（零售商、大用户）：
用户（大用户）从上级、本地、外地电力市场购电
用户从零售商（供电公司）处购电
电网公司（电力市场）：
从本地、外地发电公司、外地电力市场购电
向供电公司、大用户售电
收取输电服务费用
（3）我国电力市场商业化运营模式
发电侧有限竞争——阶段I：网厂分离，公开竞争。

特点：保证基数电量下的有限竞价上网。

发电侧完全竞争——阶段II：网厂分离，公开竞争。

特点：取消基数电量，发电公司发电量完全竞争。

独立电网公司竞争——阶段III：进一步完善发电侧市场竞争，配电市场有序放开，电网成为独立电网公司，大用户可以有条件地直接从独立发电公司购电。

二、电力市场运营支持系统
1、电力市场运营技术支持系统
2、典型电力市场操作流程
3、电力市场化运营对EMS系统软件的影响
1、电力市场运营技术支持系统
（1）能量管理系统：用于保障电网的安全稳定运行，同时也是市场支持系统的支持平台。

（2）电能计量系统：分时段电量数据的自动采集、远传和存储。

（3）负荷预报系统：分长期、中期、短期和超短期。

长期：为电网规划提供依据。

中期：为电力期货交易提供依据。

短期：为现货交易（预调度计划）提供依据。

超短期：为实时调度提供依据。

（4）电力市场适应性评估管理系统：用于对电力系统未来中期、短期的系统供应状况进行信息采集和分析。

（5）合同管理系统：完成电力市场运行相关的各类合同和协议的管理。

（6）电力市场期货交易管理系统（双边合同）：包括年度期货交易、月度期货交易。

期货交易是稳定电价的重要手段，占总电量的70%以上。

（7）结算系统：根据电量计量系统的电能数据、相关的电价数据、运行考核纪录及合同管理系统的数据，进行发电、电网、供电企业间的财务结算。

（8）即时信息系统：负责电力市场相关信息的发布和处理，并提供对相关数据的核实功能。

包括：各发电厂、供电局数据申报，向各发电厂、供电局发布调度计划、实时运行信息、经调度员修改后的调度计划，发布前一天电力市场运行信息。

（9）发电公司竞标管理系统：由发电公司使用，包括竞标数据、检修计划申报，市场运行信息查询。

（10）电力市场调度决策支持系统：电力市场支持系统的核心，主要由以下部分：
电力市场与调度计划管理系统：根据短期负荷预报、发电单位及供电局的数据申报，按报价对机组进行排序，并考虑电网安全因素，制定电网次日预调度计划，并将其发送给发电厂、供电局和EMS。

——核心功能，形成预调度计划。

-目标：最小的电网运行成本，满足系统负荷要求。

-即：在满足系统负荷需求的前提下，总购电成本加上辅助服务成本最低。

电力市场实时调度管理系统：超短期负荷预报；根据系统当前运营状况、天气状况、机组竞价上网电价，在线制订下一时段调度计划。

——实时调度，给出的实际是预调度计划基础上的调整调度计划。

电力市场运行记录管理及考核系统：对电力市场中各种市场行为进行记录和考核。

2、典型电力市场基本操作流程
（1）数据采集：
发电厂：向调度中心申报第二天的机组上网电价、可调出力、检修申请等。

供电局（公司）：预报本地区第二天的用电负荷曲线，并向调度中心申报第二天的检修申请。

（2）电网负荷预报。

（3）制定预调度计划。

（预交易计划）
（4）交易日实时调度。

（调度计划的实时调整）
（5）交易过程考核。

（6）供电公司完成地方电厂发电计划（竞价）
（7）结算。

3、电力市场化运营对现有EMS系统的影响
（1）数据采集级：
EMS中SCADA采集的各种电网数据可作为电力市场应用的数据源。

PMOS编制的发、购电计划，特别是发向具有遥控、遥调机组的实时调度指令，同样需要通过SCADA系统实现。

在传统EMS数据基础上，需要增加电能计量及相关的时标信息。

（2）发电计划级：
自动发电控制：
作用：维持发电功率与负荷功率平衡，保证电能质量。

电力市场中，AGC作为辅助服务之一。

内部算法和控制环节基本未变。

AGC机组的选定和投运方式发生根本的变化，需要考虑该机组对市场边际电价的影响、投入辅助服务后的经济补偿等新的经济因素。

AGC作为辅助服务的一部分，也需要进行竞价。

负荷预测：
作用：利用已知的负荷历史数据及影响负荷变化的各种因素的信息，采用各种预测方法，总结出负荷变化规律，获取未来时段的可能负荷。

基本算法不变，需要进行完善。

关键：需要考虑电价对本时段和其他时段负荷的影响。

（负荷对电价的弹性系数） 发电计划：
包括发电计划和机组经济组合、交换功率计划、燃料计划、检修计划等，并进行安全校核。

不再是简单的调度命令，主要是根据竞价的原则实现系统的安全经济运行，其依据是交易合同和投标信息，并且要同时制定供电计划和辅助服务计划。

同时发电计划的制定是交互式的。

发电计划：与传统EMS相比，PMOS中的发电计划模块有以下几点不同： 发供电计划：不再由调度方制定，而是根据机组报价、依据购电费用最小原则排序确定。

首先制定预调度，再根据超短期负荷预报及各机组实时重申报实时调整。

经济调度：由传统的发电费用最低改为购电费用最低。

机组经济组合：由发电商自行决定。

网间功率交换：按利益最大化原则和区域间交换合同为依据制定交换功率计划。

（往往与发电商同等竞争）
网间交易评估：主要是评价交易在经济上是否有利。

发电厂成本分析：由发电商自行完成。

水电计划和水火电联合经济调度：传统的模块不再存在，代之以按购电费用最小进行竞价上网。

电力市场环境中，EMS原有的发电计划类功能模块不能使用，需要有PMOS中的交易管理系统完成，其核心变化就是按购电费用最小为目标的竞价上网来进行的计划安排，并综合考虑安全因素。

（3）网络分析级：
目的：在电厂报价机组竞价的基础上，根据网络的约束条件消除网络的不安全因素，保证网络和系统的安全性。

核心变化：要充分体现电力市场的经济性原则。

网络分析、建模和状态估计。

潮流计算模块：
计算现货计划和实时计划引起的潮流分布和网损。

有功出力：来自于现货计划和实时计划中排定的机组出力。

无功出力：取自上一时段的状态估计值。

节点负荷：来自母线负荷预测，或根据上一时段得到负荷分配因子计算得来。

调度员潮流：
用于调度模拟操作或运行方式研究。

除传统功能外，还需模拟电厂的报及变化和调度计划的变化引起的潮流分布变化。

静态安全分析：
等同于潮流计算的变化。

安全校正模块：
机组出力的不确定增加，影响网络的安全性。

必须依据市场规则和电网及机组的各种技术参数对机组出力计划进行调整，以保证网络的安全性。