电力市场理论与技术-电力市场运营系统

计量系统基本功能
• 分时电能计量
–电表或电表处理器应具有电能测量、分时 段累积、存储的功能。积分周期应可调， 目前最短的积分周期设置为1min（考虑部 分辅助服务的结算需要和考核时），一般 设置为5min…30min，与调度计划下发的周 期（如：每10min下发一次调度计划）或交 易时段（如：30min为一个交易时段）相对 应。
电力市场下的电能量计量系统
–提高了测量精度
• 测量精度直接关系到电费的计算，影响企业的 收入
–提高了系统可靠性的要求
• 系统的失误将直接引起电费的漏计和误计，引 起纠纷和提请仲裁
–对系统效率、实时性提出了一定的要求
• 系统需支持每天给出上一天的电力交易初步结 算清单的要求
–对系统的处理能力、开放性、灵活性提出 了更高的要求 – 计量的公正性。
负荷预测
–超短期负荷预测用于质量控制需5-10秒的负荷值， 用于安全监视需1-5分钟的负荷值，用于预防控制 和紧急状态处理需10-60分钟的负荷值，使用对象 是调度员。 –短期负荷预测主要用于火电分配、水火电协调、 机组经济组合和交换功率计划，需要1日-1周的负 荷值，使用对象是编制调度计划的工程师。 –中期负荷预测主要用于水库调度、机组检修、交 换计划和燃料计划，需要1月-1年的负荷值，使用 对象是编制中长期运行计划的工程师。 –长期负荷预测用于电源和网络发展，需数年至数 十年的负荷值，使用对象是规划工程师。
3.3 报价处理系统
功能概述Hale Waihona Puke Baidu
• 报价处理系统是随着电力市场的建立而 新引入的，是实现发电公司竞价上网的 关键环节，其主要功能分两大模块：一 是用户管理，包括机组管理、报价员管 理等；二是报价管理，这部分功能随着 市场规则的不同，内容也有所差异，可 以包括当日重申报价、次日报价/重申 报价、多天数据申报、远期市场数据申 报、历史报价下载、中期PASA（充裕性 评估：Projected Assessment of System Adequacy）、短期PASA申报以 及数据有效性检验等。
• 市场运营系统与市场模式的关系：
–电力系统的具体情况（如：电网、电源、用户） 和社会的具体情况（如：政治、经济、法律、文 化、历史等）决定了当地电力市场的模式；而电 力市场的模式又决定了市场的结构和运行规则； 进而市场结构、运行规则及当时的技术水平共同 决定了电力市场运营系统（EMOS）的构成及功能。
– 交易计划制定 – 安全校核 – 阻塞管理
交易管理系统的基本功能
• 辅助服务计划制定
– 无功计划（购网损电费和无功服务费综合 最小） – 备用计划 – 调频服务计划
• • • •
评估系统 网损折算系数计算 输电费计算 辅助服务费计算
负荷预测
• 根据负荷，天气，事件等的历史数据，以及 天气，事件等的预报值，预测负荷的形态， 曲线，最大值，最小值，平均值等等。 • 负荷预测分类：负荷预测分为系统负荷预测 和母线负荷预测，系统负荷预测按周期又有 超短期、短期、中期和长期之分。 • 负荷经常随机波动。 • 负荷又有一定的周期性，如本周一的负荷与 上周一的相似，今天与昨天相似。
• 与交易管理系统的接口
–电能量计量系统需向交易管理系统提供有 关计量数据，以支持交易管理系统负荷预 测功能的实现及交易计划的编制
电能量计量系统与其他系统的接口
• 与EMS系统的接口
–EMS系统应向电能量计量系统提供其统计、 计费、考核功能所需的各种实时数据，如 各种辅助服务的实际投运情况的数据、调 度命令信息；电网事故处理信息及其他相 关的数据、信息。
3 我国电力市场运营系统总体结构
• 我国现阶段发电市场运营系统的概念模型
–电能量计量系统（Tele-Meter Reading, TMR） –交易管理系统（Transaction Management System，TMS） –能量管理系统（Energy Management System，EMS） –结算系统（Settlement and Billing System，SBS） –合同管理系统（Contract Management System， CMS） –即时信息系统（Same-time Information System, SIS） –数据网络系统（State Power Data Network， SPDnet） –报价处理系统(Bidding Processing System，BPS) –发电报价系统(Generation Bidding System，GBS)
负荷预测
• 负荷预测的精度
–首先决定于对具体电力系统负荷变化规律 的掌握，其次才是模型与算法的选择。影 响负荷变化的因素主要有：
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输 电
配 电
能量管理系 统 EMS
配电管理系 统 DMS
用 户 用户 侧管 理 DSM
能量管理系统与配电管理系统
能量管理系统的总体结构
培训模拟
能量管理系统
网络分析 能量管理 数据收集与监控 网络分析 能量管理
数据收集与监控
支持系统 操作系统
计 算 机
支持系统
操作系统 计 算 机
能量管理系统的总体结构
RTU RTU
电力系统
RTU RTU
广域网
EMS
SCADA
用户界面
局域网
模拟培训系统
商用数据库 发电管理系统 网络分析系统 运行计划系统
能量管理系统的应用软件
数据收集 实时模式 自动发电控制 安全约束调度 状态估计 预想故障分析
研究模式
机组组合 水电计划
系统负荷预测
发电计划
母线负荷预测 潮 流
预想故障分析 最优潮流
电力市场理论与技术 ---电力市场运营系统
电力市场运营系统
（国内常称为电力市场技术支持系统）
1 市场模式与市场运营系统 2 典型电力市场运营系统功能配置 3 我国电力市场运营系统总体结构
1市场模式与市场运营系统
• 电力市场运营系统内涵：
–电力市场运营系统是一套计算机数据处理系统， 它根据电力市场模式，实现电力市场的规则，以 支持电力市场的运营，既保证电力市场的公平、 公正和公开竞争，又保证电力系统的安全、稳定、 优质和经济运行。
安全约束调度
检修计划 电 压 稳定
网络等值
短路电流 暂态稳定
交换计划 燃料计划
调度员 培训模拟
新EMS体系结构
调度员培训仿真系统 DTS SCADA AGC LFS 交易员培训仿真系统 PTS 培训仿真 电力应用软件 应用平台 数据库平台 通用平台 操作系统 各种硬件 NAS DMIS DMS TMR PTMS GIS
• 与结算系统的数据接口
–报价处理系统提供给结算子系统的主要是 发电商的报价/重申报价
3.4 交易管理系统
交易管理系统的基本功能
• 充裕度评估
– – – – – 中、长、短期负荷预测 电价预测 检修计划的优化制定 供热计划 系统充裕度分析与评估（包括发电、辅助服务和 网络的充裕度）
• 电能量交易计划（发电计划）制定
计量系统基本功能
• 数据处理
–系统应具有完善的数据合理性校验功能， 如电能量读数（底数）与时段数据偏差值 校验、限值校验、功率因数偏离值校验等。 应提供主、校表数据校验和处理功能。
计量系统基本功能
电能量计量系统与其他系统的接口
• 与即时信息系统的接口
–电能量计量系统需向即时信息系统提供有 关计量数据，以支持即时信息系统的信息 发布和查询功能的实现
图形 界面
前置 网络互 Web Web 通讯 连通讯 报表 浏览器
电子商 务工具
基于 IEC 61970 CIM/CIS 的数据库中间件平台 通用平台（基于扩展ORB核心的中间件） Solaris UNIXTru64 UNIXAIX UNIX Compaq Sun IBM Win NT HP LINUX Other PC
概述
• EMS是以计算机为基础的现代电力系统 的综合自动化系统，是预测、计划、控 制和培训的工具。 • EMS主要针对发电和输电系统，用于大 区级电网和省级电网的调度中心。 • EMS涉及计算机硬软件的各个方面。它 最终是通过EMS应用软件来实现对电力 系统的监视、控制和管理。
概述
发 电 发电 效率 管理 GEM
功能概述
一台600MW燃煤机组的典型报价：（08：00）
¥ ／MW小时 ¥ 500
¥ 350
¥ 200 ¥ 0 300MW ¥–15 200MW最小负荷 400MW 600MW 容量
报价系统与其他系统的接口
• 与交易管理系统的接口
– 交易管理系统所需要的有关各电厂的数据， 包括报价及机组的技术参数，主要来自报 价处理系统
2典型电力市场运营系统功能配置
• 纽约 Power Pool (NYPP)
–报价处理系统 –开放访问即时信息系统（OASIS） –负荷预报 –安全约束的机组组合 –交换计划系统 –EMS系统 –历史数据管理系统 –节点边际电价处理系统
2典型电力市场运营系统功能配置
• 独立系统运行机构（ISO)
–实时自动发电控制 –网络安全运行 –阻塞管理 –机组组合 –电能现货市场 –输电和辅助服务市场
结算系统 SBS
合同管理系统 CMS
交易管理系统 TMS 电能量计量系TMR 报价处理系统 BPS
能量管理系统 EMS
即时信息系统 SIS
电话网络
数据网络 SPDnet
原有系统 新建系统
R
发电报价系统 GBS
R
3.1电能量计量系统
（Tele-Meter Reading, TMR）
电力市场下的的电能量计量系统
计量系统基本功能
• 数据采集
–厂站端数据远传可采用数据集中器（电表 处理器）方式、终端服务器方式或电表直 接远传的方式。 –随着SPDnet各级数据网络的建设和不断完 善，电能量计量数据的远传应采用网络传 输方式。网络传输方式大大提高了数据的 传输速度和传输容量，提高了通信的可靠 率，同时可方便地实现多主站数据通信和 数据共享。
功能概述
• 机组报价数据
– 提供机组的报价曲线
• 机组技术数据
–机组状态（运行、停机、检修等）； –机组最大出力限制； –机组最低可调出力； –各交易时段机组各出力段升负荷速率； –各交易时段机组各出力段降负荷速率； –各交易时段机组可调容量； –发电机组是否可以参加AGC。 –对可 AGC 机组，申报 AGC 段上、下限值，段速率等。
1市场模式与市场运营系统（续）
–反过来，电力市场运营系统又将影响市场 结构和运行规则；市场结构和运行规则也 影响市场模式；市场模式进一步影响电力 系统和社会生活
电力市场运营系统
电力市场模式、结构、规 则
电力系统及社会环境
2典型电力市场运营系统功能配置
• 英国早期的电力市场
–改进的EMS系统 –市场决策支持系统：计划和价格的确定 –结算系统：处理结算和帐单 –测量表计系统 –市场参与者接口系统：报价，发布，市场 与其它子系统互联
• 与结算系统的接口
–电能量计量系统应向结算系统提供结算所 需的带时标的分时段电能量数据及各种电 能量的统计数据
电能量计量系统与其他 系统的接口
• 与合同管理系统的接口
–电能量计量系统应向合同管理系统提供各 种实际发用电能量数据，以支持合同管理 系统对合同执行情况的跟踪（也可由结算 系统提供）
3.2 能量管理系统
2典型电力市场运营系统功能配置
• 综合上述各例，可以大致归纳出电力市 场运营系统的基本功能结构
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• 电能量计量系统是电力市场运营的基础。 为了实现公平、公正、公开的电力交易， 建设一套精确、可靠、安全可信的电能 量计量系统，以满足市场运行、结算和 考核的需要是十分必要的。 • 电力市场对电能量计量系统的新要求
–扩大了计量范围
• 为每个市场的每种产品（服务）提供计量 • 为各种结算规则和价格提供计量数据 • 为负荷预测提供基础数据