电力市场与电力经济第七章 电力市场输电服务分析

基于潮流的MW-Mile法
主导潮流法DFM
该方法是MM和ZCM的综合，它试图克服这两者的 缺点。该方法把支路成本的分摊额分成和两个分量， 即： R(t ) R1 (t ) R2 (t )
R(t ) R1 (t ) R2 (t )
R1(t)的作用：
R1(t)对应于实际使用的支路容量，称为基 本容量。该容量与回路净潮流相对应，相关成 本仅由正向潮流的参与者分摊，即，正向潮流 与网络净潮流的方向相同。分摊公式为
基于潮流的MW-Mile法
按照每个交易对输电设备的“利用份额”的多少， 分摊输电服务或网络的成本 ，有以下四种方法确定 “利用份额”：
标准容量MW-Mile法 绝对值法MM 零收费反向流法ZCM 主导潮流法DFM
基于潮流的MW-Mile法
标准容量MW-Mile法
R (t ) C ( k )
短期边际成本法
附加费其模型为：
CC1 max{Annual cos t1 NR1 ,0}
解决附加费用的三种方法： • 直接调整边际电价
• 按照“利用程度”进行分摊
• 效益分摊
边际成本定价的特点
定价方法
短期边际成本法
优 点
缺Байду номын сангаас点
长期边际成本法
• 能提供经济运行信号 • 不考虑系统扩展成 本 • 能计算增加的网损和边 • 无法回收网络固定 际成本 成本 • 符合物理定律 • 能提供经济运行信号 • 难于执行 • 能计算增加的网损和边 • 与线路成本不一致
电力市场
三峡大学电气与新能源学院 2012年春
第七章 电力市场输电服务分析
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 输电服务的基本概念 输电服务费用的构成 输电服务研究的意义及技术思想 输电定价的理论方法 输电服务中的网损分摊
7.1 输电服务的基本概念
7.1.1 输电服务的定义
输电服务是指将电能从发电厂安全、优质地输 送到用户的全过程。输电服务需要完成三种服务： 输送服务、辅助服务和管理服务。输送服务和管理 服务是电力市场最基本的服务，而辅助服务则是竞 争型电力市场中出现的新问题。 输电服务的基本属性可用以下特征加以描述： 输电量的大小；和约的严格程度；输电时间特性； 交易的 收点和发点；网损分摊的公平与合理性。
基于潮流的MW-Mile法
零收费反向流法ZCM
交易自身潮流与网络潮流相反的用户将不收取任 何费用。只有与网络潮流一致的交易客户才按照各 自潮流所占的比例付费，计算公式为：
R(t ) Ck
k
R(t ) 0
s k
f
f k (t )
k
( s)
f k (t ) 0 f k (t ) 0
R1 (t ) C Bk
k s k

f k (t ) f k ( s)
f k (t ) 0 f k (t ) 0
R1 (t ) 0 CBk Ck fk fk
f 式中，CBK为支路k的基本容量的成本，k 为支路 的额定容量。
R(t ) R1 (t ) R2 (t )
7.5.1 基于二次网损公式和网损微增 率的分摊方法
（1）网损分摊的目的。满足物理潮流的约束； 确定每个交易引起的网损数量；修正分摊结 果使之与系统总网损相匹配。 （2）网损分摊的假设条件。在给定时间段内只 考虑一组双边或多边交易；潮流解由调度中 心提供；潮流解和松弛母线不变；不计入辅 助服务交易；与每笔交易生效的先后次序无 关。
k
f k (t ) fk
TC C ( k )
a k
式中,Rt为交易分摊的成本；C(k)为支路的成 本；fk(t)为交易t引起的支路k的潮流；f k 为 支路的额定容量;TC为网络总成本。
基于潮流的MW-Mile法
绝对值法MM
R(t ) C (k )
k
f (t )
s s
f k (t )
f 式中，CAK为支路k的基本容量的成本，k 为支路的 额定容量。
f kf
f k (t ) 0 f k (t ) 0
7.4.3 综合嵌入/增量成本定价法
7.5 输电服务中的网损分摊
网损计算和分摊方法 ：
DC潮流二次网损分摊法
DC潮流网损微增率法
AC潮流网损微增率法 潮流跟踪分摊法
邮票法
邮票法是根据每笔交易在高峰时段有功功率的大小分摊网 络的总成本。在总成本中，包含了整个电网的输电容量成本 和运行成本。其邮票价格为： TC
t
Ps. peak
式中，TC为网络总成本，Ps,peak为高峰时段整个系统的有 功负荷，λ t为传输单位功率的邮票价格。由此可以计算出 P 任何一个交易的收费额度： Rt TC t
Ps , peak
式中，Pt为交易高峰时段的功率，Rt为交易t应分摊的 费用。 邮票法只按照功率大小分摊总成本，不考虑系 统的实际运行情况、交易地点和运输距离的差别。这 种方法无法考虑用电的不同需求，也无法向用户传递 用电的经济信号。
合同路径法
交易双方在功率注入点与流出点之间确定一条输电 容量充足的连续路径，这条路径称为合同路径。 合同路径法的最大问题是由于合同路径与物理路径 不符带来的并行流和逆向流问题。
7.2.2 辅助服务的费用
辅助服务内容：
※ 负荷跟踪与频率控制（AGC）； ※ 有功备用服务； ※ 无功备用和电压控制服务（能向节点注入 或从节点汲出无功容量）； ※ 发电再计划（校正计划）； ※ 平衡交易（补偿实际交易与计划交易的差 额）； ※ 黑启动（事故恢复服务）等。
7.3 输电服务研究的意义及技术思想
基于距离的MW-Mile法
这类方法按照交易功率与传输距离的乘积的大小分 摊网络的成本。其思路与邮票法没有根本区别。假 设某个交易t，其合同交易功率为Pt，该合同功率的 注入点与流出点之间的距离为Xt，则交易应承担的 输电服务的费用为：
Pt X t Rt TC Pt X t
t
式中， TC为网络总成本，Rt为交易t应分摊的费用。
短期边际成本法 计算公式：
k
(d
k
k
gk )
分别代表：节点K的实时电价、负荷功率和发电功率 优点：考虑了系统各种约束，具有较好经济向导左 右，能够回收网络可变成本 缺点：在用于输电电价和成本分摊时，存在收入与 支出的巨大间隙，所以需要采用附加费的方式补 偿，以智利电力市场为例。
7.4.1 边际成本法
7.1 输电服务的基本概念
7.1.2 输电服务研究的历程 • 定性研究阶段 • 定量研究阶段 • 概率研究阶段
7.1 输电服务的基本概念
7.1.3 输电服务分类 • 点对点严格长期交易； • 点对点严格短期交易； • 点对点非严格适时执行交易； • 点对点非严格适时终止交易； • 网络严格交易； • 网络非严格交易。
7.4.1 边际成本法
短期边际成本法 短期边际成本法不考虑电网固定资产的折旧 与回收，只考虑输电贸易引起的电网运行成 本的微增变化，根据电网短期边际成本计算 输电价格。 输电运行成本包括网损、系统约束成本及维 护费用，边际运行成本是指因输电贸易而引 起的运行成本的微增变化。
7.4.1 边际成本法
式中,Rt为交易分摊的成本；C(k)为支路的成本；fk(t)为交易t 引起的支路k的潮流。fs(t)为第s个交易在第k条支路中的潮 流。经分析发现，采用绝对值法能够全部回收成本，但没 有任何激励作用能够促进用户自觉地为缓解拥堵、改善系 统性能或推迟输电投资做出努力，而且还会为错误规划和 投资形成的多余容量而付费，也就是说不具备经济导向的 功能。
• 输电费用计算：考虑采用什么方法来 定量表示输电服务的成本，含固有成本 和扩展成本。 固有成本：电网资产净值、运行维护费、 辅助服务成本，阻塞成本和电网损失 扩展成本：电力系统规划扩建需要的成本
7.1 输电服务的基本概念
7.1.4 输电服务分析的研究内容
• 输电定价 输电定价与输电成本计算是两 个不同的问题 计算成本：为了量化单一服务或一组服务所 需费用 输电定价：为了将输电成本在所有网络使用 者之间合理地进行分配
R2(t)的作用：
k
R2(t)对应于潮流差值 ，即额外容量或回路 备用容量。由于所有参与者都有可靠性的要求，这 部分成本理应由所有参与者共同承担。分摊公式为：
R2 (t ) C Ak
k s k

f k (t ) f k ( s)
R2 (t ) 0 C Ak Ck
fk fk fk
两种电网环境： 1. 转运模式-----美国 2. 服务模式-----英国、澳大利亚等
7.3 输电服务研究的意义及技术思想
输电服务始终是电力市场中最关键和最热门 的话题。在开放的电力市场环境中，由于输 电开放的要求，输电服务定价必须独立进行， 它是实行独立上网电价和销售电价的前提。 从经济学意义来说，输电服务的关键任务是 输电成本分摊、网损分摊、阻塞管理和输电 费用结算。 输电成本：1、分配；2、分摊 网损分摊：合理分配功率损失
输电定价原则：1、长期输电定价考虑电网投资 回收问题；2短期定价应当使输电定价成为电力 市场的经济指导信号
7.1 输电服务的基本概念
7.1.5 输电服务分析的步骤
7.2 输电服务费用的构成
输电主服务的费用 辅助服务费用 管理服务费用
7.2.1 输电主服务的费用
输电主服务又称电力输送服务，它是输 电服务中最重要和最基本的一项服务， 其费用构成如下 ： 1、电网设备使用费或占用费 2、电网扩建费用 3、网损分摊和维护费 4、阻塞费用
7.3 输电服务研究的意义及技术思想
输电定价与成本分摊的研究结果表明： 1、分摊方法多样性 2、分摊算法复杂性和多样性
目前所有方法均有缺点，理论不成熟，焦 点：补贴、效率等。核心可概括为三个原则： 效率优先、客观性和可操作性。
7.3 输电服务研究的意义及技术思想
输电成本分摊方法：边际成本法、嵌入成本 法和综合其成本法 网损分摊方法：基于二次网损公式的分摊方 法、基于网损微增率的分摊法和基于潮流跟 踪的分摊方法。
7.4 输电定价的理论方法
最基本的方法：基于成本进行输 电定价和网络成本分摊 基本原则：谁使用、谁付费；所 有费用分摊到每个交易合同参与 者
7.4 输电定价的理论方法
边际成本法
嵌入成本法 综合定价法
7.4.1 边际成本法
长期边际成本法
长期边际成本法，是根据输电公司执行输电合 同时引起的总成本的边际变化作为定价的依据。 在实施过程中，它又有标准长期边际成本法和长 期全边际成本法两种 。 标准长期边际成本法，使用常规的规划程序确定 网络的扩展部分以及有无转运业务时的投资计划； 针对每项业务，需精确分配长期的边际成本。 长期全边际成本法，认为转运业务不能使用电网 中现存的剩余容量，强迫沿着转运路径扩展网络， 并对每项转运业务分别进行网络扩展。因此，长 期全边际成本法不存在成本分摊的问题。
7.1 输电服务的基本概念
7.1.4 输电服务分析的研究内容
输电服务分析：解决电网投资与运行问题。 输电服务价格：反映电网在电力交易中的地位与价值 输电服务费用：覆盖电网所有运行成本，满足电网发展需求
研究内容包含两个方面： • 输电费用计算 • 输电定价
7.1 输电服务的基本概念
7.1.4 输电服务分析的研究内容
7.2.2 辅助服务的费用
辅助服务定义
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。在传统电力 系统中，不区分主服务和辅助服务，所有的费用都 包括在电费中。在电力市场中，应该明确辅助服务 的项目类别，研究成本核算的理论依据及定价的方 法。 各国对辅助服务的定义及内容没有定论，经营模 式也有很大差别。例如，英国和阿根廷采用全网统 一型的辅助服务模式，而美国加州、新西兰等则采 用投标和双边合同相结合的模式。
际成本
• 符合物理定律 • 能考虑系统扩展成本
7.4.2 嵌入成本定价方法
嵌入成本法的基本思想
根据输电网提供输电服务时的总成本，按照某种分 摊原则求解输电的平均成本，然后分摊到合同或每 个成员。
嵌入成本法的主要方法
* * * *
邮票法 合同路径法 基于距离的兆瓦-英里法
基于潮流的兆瓦-英里法