高比例新能源入市的电力市场需要什么样的机制

一、高比例新能源入市的必然性新能源逐步成为新型电力系统主体电源。在碳达峰、碳中和的目标驱动下,新能源快速发展,截至2023年底,国网经营区新能源装机规模达到8.7亿千瓦,容量占比达37%。其中,风电装机规模达到3.5亿千瓦,光伏发电装机规模达到5.1亿千瓦。“十四五”以来,新能源装机年均增长25%,2023年新增装机容量2.3亿千瓦,是2022年新增装机容量的2.2倍,大约相当于美国全国新能源装机容量。2023年新能源发电量达到1.4万亿千瓦时,大约相当于欧盟27国新能源发电量的2倍,占总发电量的18.8%,利用率达到97.4%。2025年预计累计装机将达到14亿千瓦,新能源将逐步成为新型电力系统的主体电源。

基于绿电和自愿减排量交易的园区低碳电力运营优化

为保证园区电力运营经济性,提高清洁电能的使用比例,文章提出了一种基于绿电和自愿减排量交易的园区低碳电力运营优化模型。该模型综合考虑了绿电和火电的购电成本、光伏发电成本及自愿减排量收益,以总运营成本最小为目标函数,结合随机概率约束,分中长期、日前和实时三阶段对绿电、火电电量以及光伏发电量进行优化。以南京市某企业园区的数据为基础,在自愿减排量价格合理的前提下,该优化模型可小幅降低园区总运营成本,并且显著提高了清洁电能的使用比例和园区应对扰动的能力。另外,就自愿减排量价格以及置信度取值对优化结果的影响进行了分析。

风力发电参与调频市场的机制优化及收益研究

随着风力发电并网容量日益增加,传统能源提供的调频容量已无法满足系统调频需求,目前政策允许风电参与系统调频,但现有调频辅助服务机制无法有效衡量风电参与调频的真实容量,对系统安全稳定运行带来了严峻挑战。在现有调频辅助服务机制基础上,引入风电调频可信度指标及综合调频性能指标对调频市场主体报价进行调整以衡量风电参与调频的真实容量,同时优化现有调频辅助服务机制的补偿细则。针对上述优化部分,建立风电参与调频市场的出清模型。算例结果表明,优化后的机制能够有效衡量风电提供的真实调频容量,促使优质的调频资源优先出清,同时风电可提高调频可信度指标及综合调频性能指标以获得较高的调频收益。

基于年净收益最大的退役电池储能容量配置方法研究

为了退役电池储能系统在园区微网削峰填谷应用中获得更大的经济效益,提出了一种以年净收益最大为目标的容量配置方法。首先,在对退役电池系统经济效益与成本分析的基础上,建立退役电池容量配置模型;其次,采用粒子群算法求解模型;最后,选取某园区微网数据进行仿真分析。结果表明,容量配置方法既提高退役电池储能系统的经济性,又改善负荷的削峰填谷率。研究成果为园区微网配置退役电池储能提供参考。

适应电化学储能成本特性的电力市场机制设计

高比例新能源接入场景下,如何提高电力系统灵活性成为焦点问题。电化学储能可以提高新型电力系统的灵活调节能力,但其技术特性不同于常规市场主体,需要设计相应的市场参与机制。因此,根据储能充放电深度、充放电倍率与其老化成本的关系,提出一种适应储能参与的价差投标模式。该投标模式下储能可以申报不同工作状态以及不同放电深度下的成本,从而释放储能的深度充放电能力。考虑储能调频容量与荷电状态的耦合关系,建立了储能日前电能市场和调频市场耦合的市场出清模型。算例结果表明,所提机制可以充分反映储能的市场价值,促进储能资源的优化配置,提升储能的市场收益。

同时参与电力和碳市场的虚拟电厂优化调度研究

随着虚拟电厂的迅速发展,在“双碳”政策背景下降低其碳排放水平是当前研究的重点。需要考虑碳排放约束和需求侧响应来研究虚拟电厂(virtual power plant,VPP),同时参与电力现货市场和碳市场时的整体收益最优问题。首先,对于风光出力的波动性问题利用场景分析方法来进行描述;其次,采用条件风险价值作为VPP收益的风险测度;然后构建了包含各种能源的VPP同时参与现货市场和碳市场的决策模型,以满足碳排放约束为前提、VPP收益最大化为目标,得到VPP最优经济调度。通过算例分析表明,同时参与电力和碳市场后VPP整体的收益得到提升,且考虑需求响应后对负荷曲线起到一定的平滑作用。研究结果为VPP参与两个市场同时获得经济和环保效益提供参考。

电氢市场主体参与电力市场的路径及发展展望

随着世界各国氢能发展战略的出台,电氢耦合成为备受关注的方向。电氢市场主体作为电力系统的灵活调节资源,能够助力实现双碳目标下新型电力系统的安全经济运行。中国电力现货市场建设稳步推进,致力于通过电价信号引导电力系统的资源配置,电氢市场主体能够通过参与电力市场降低其购电成本并获得额外收益,进而促进电氢产业的发展。为此,首先从技术可行性和商业模式的角度综述了已有电氢市场主体参与电力市场的相关研究;总结现有电力市场机制下电氢市场主体的参与方式;提出电氢负荷参与电能市场的投标模型和提供调频服务的机会成本计算模型并进行算例验证,在此基础上结合中国电力现货市场建设现状,为促进电氢市场主体参与电力市场提出了待解决的问题和建议。

计及清洁能源的跨区跨省交易路径优化建模与算法

中国电力供需逆向分布、经济发展水平差异显著等特点,决定了其需要优化跨区、跨省电力输送容量,以实现发电资源在更大范围的全局优化。文中建立了基于点—弧模型的多成分并发清洁能源跨区、跨省交易路径优化模型,可计及最大社会效益、最大成交量等不同优化目标,并可实现考虑时段间耦合、波动率约束、输电通道容量等约束的跨区、跨省交易路径优化。同时提出了计及清洁能源的跨区、跨省交易路径优化弧—路模型,解决了点—弧模型对于含正权环路径优化问题的求解难题。基于中国特高压网架的简化网络模型进行计算,计算结果验证了所提模型和算法的有效性。

电力市场国际标准IEC 62325体系最新进展

IEC 62325作为电力市场领域的国际标准,定义了市场管理系统(MMS)内的信息建模,以及能量管理系统(EMS)与MMS间信息交换的通用标准,为MMS和EMS等电力系统自动化产品"统一标准、统一模型、互联开放"的格局奠定了基础。文中分析了IEC 62325的产生背景与形成过程,结合美国式市场和欧洲式市场2种主要市场模式,介绍了IEC 62325标准的体系架构与最新进展,以及应用情况。

风电的波动成本计算及应用研究

由于风电具有典型的波动性特征,风电并网给常规电源带来额外的运行成本,如何将常规电源平衡负荷波动与平衡风电波动的成本剥离开来是个难点。为此,该文提出一种新的风电波动成本的计算方法。首先,提出"等电量–顺负荷"方法来构造一个无风电波动成本的系统场景,将风电出力等电量转换为一条顺负荷曲线;其次,基于优化调度模型,分别求解有、无风电波动成本场景下系统运行的总成本,两种场景下成本之差即为风电波动成本。另外,基于风电波动成本对风电品质进行分段,以期从经济性角度揭示风电的价值。在CPLEX软件环境下,对所提方法进行了算例验证。结果表明,所提方法有助于准确地评估风电波动成本,协调好风电与常规电源商之间的利益关系,从而促进风电的可持续接纳。

电力市场全景实验平台设计

为分析市场成员在不同电力市场间的决策行为特征及对市场运营的影响,以紧密耦合、相互影响的多电力市场整体运营为研究对象,从电力交易运营模拟、市场成员决策行为模拟和电网运行模拟三个维度提出电力市场全景实验平台设计。其中,以电力交易运营模拟器实现电力调度交易机构的市场组织、出清和结算,以市场成员行为模拟器实现市场成员决策行为演化,以电网运行模拟器实现市场成员互动下的电网稳态运行模拟,通过考虑全成本回报的市场成员自主决策和动态学习,推演设定市场模式下的市场演变过程,用于多电力商品、多交易周期、多交易方式的电力市场运营模拟与评估、运营技术验证、运营人员实务培训和运营系统功能测试。

支持全业务运作的电力用户与发电企业直接交易平台设计

作为国内首套支撑电力用户与发电企业直接交易全业务流程的技术支撑平台,文中介绍了该平台的设计目标,从业务架构、功能架构、数据架构、技术架构4个方面阐述了平台的设计架构,分析了多品种交易管理、发电计划等进度滚动编制、多电量成分统一结算、基于维度分解的数据交互等平台关键技术。该平台已在国家电网全国统一电力市场建设中得到实际应用,支撑包括山西、安徽、甘肃等试点省在内的20余个省大用户直接交易的开展。

基于拓展网络流方法的跨区跨省交易路径优化

跨区跨省电量交易是实现电能资源大范围优化配置的一种重要手段。随着特高压电网的建设,电网结构日益复杂,这对跨区跨省交易的路径组织提出了挑战。文中提出将网络流理论引入中长期跨区跨省电量交易路径优化,分别建立了传统网络流优化模型和拓展网络流优化模型。模型以社会福利最大为目标,考虑输电通道容量限制和多方转运的输电网损等约束。最后,采用国内简化的输电网架结构针对两种路径优化建模方法进行实例验证和比较分析,结果显示,两种方法都能完成跨省跨区交易路径优化,且扩展网络流方法更优,能够解决复杂电网结构下的路径优化问题和多种交易成份并发的问题,并能形成完整交易路径,为国内大规模跨区跨省交易的复杂路径优化提供了新的解决思路。

风电调度接纳成本的等电量顺负荷计算方法及分析

风电接入电力系统运行需要平衡其间歇功率并产生相应的平衡成本,该成本计算复杂,对于大规模风电接入也是个重要的问题。研究和提出了"等电量顺负荷"量化计算方法,基于电力系统安全约束机组组合,优化全系统机组运行;通过构造风电顺负荷发电方式,对比分析得出风电平衡成本。详细介绍了该方法的计算原理和计算过程,分析了"等电量顺负荷"变换的经济学意义,建立了相应的数学模型和算法。以某省实际数据为例,进行了数值模拟分析和验证,对不同季节风电在不同接纳水平下的平衡成本进行了测算。

长周期大范围风电消纳的电力电量联合优化模型与应用

为解决目前中国面临的风电消纳难题,提出利用多元发输电资源在年度、月度等长时间周期,以及在跨区跨省等更大范围协调消纳,可提升风电等清洁能源的消纳水平。建立以系统运行成本最小为目标的长周期大范围风电消纳的电力电量联合优化模型,解决了时段耦合的电力电量联合优化建模,多元发电、发输电协调优化建模等长周期优化的关键问题,通过混合整数规划加以求解,实现了长周期大范围风电消纳的定量决策。利用某区域电网的电力系统实际算例对模型进行测试,算例分析表明,模型能够在长周期协调优化不同类型的发电机组与输电线路,提升风电消纳水平。

基于平均场博弈的钢铁生产企业电-碳市场非合作博弈均衡分析

随着电力市场改革和全国碳市场建设工作的推进,负荷侧的高耗能、高排放企业需参与市场化运行。数量众多的高耗能、高排放企业在电–碳市场中的策略性行为将对自身运行、电价、碳排放权价格产生重要影响。该文以钢铁生产企业为例,分析其对电–碳市场的影响。首先,针对钢铁生产企业的生产工艺流程,构建其碳排放以及电能消费模型。其次,基于电力价格以及碳排放权市场交易模型,构建钢铁生产企业参与电–碳市场的运行交易决策模型,以及市场博弈均衡模型。此外,针对策略性主体数目众多时均衡点求解困难的实际问题,提出了基于平均场博弈理论的均衡点求解方法,并证明所采用平均场博弈方法均衡点的存在性、唯一性以及与原博弈问题纳什均衡点的等价性。采用Mann型迭代格式,设计均衡点求解的加速算法。最后,通过算例仿真证明了所提模型的有效性以及算法的计算效率优势。

省内发电企业补结算新方法

分析了省内发电企业各种补结算的复杂情况,提出了补结算与月度结算分开、还原法补结算的新方法,并提出了一套完整的解决思路,包括分析补结算类型、构建还原环境、修正还原环境和还原法补结算,来解决各种类型的补结算和反复补结算的问题,满足结算进度精准跟踪分析的需求。同时给出了该方法的设计流程和算例。目前该方法已成功应用于省级电力市场,并能够满足用户的结算需求。

电力市场全景实验平台三层实验体系及其运行模式

为支撑电力市场多样化仿真需求,对电力市场全景实验平台进行了功能架构升级,提出了实验平台-实验场景-实验算例的三层实验体系。将电力市场全商品序列覆盖的全景实验平台进行功能拆解,经独立化封装后形成实验平台功能组件库。根据仿真目标要求,灵活性选取组件元素搭建电力市场实验场景,并针对每个场景进行模型数据配置,形成仿真算例。通过场景的伸缩和场景间的联合,三层实验体系可在支撑全景实验需求的基础上,提升功能调整和平台使用的效率。最后,进一步提出了电力市场全景实验平台双专家体系运行方式,并具体设计了4种电力市场典型实验场景。

从剖宫产率上升原因谈孕期保健的重要性

近年来,应用剖宫产术解决分娩的疑难问题日见增多,致使剖宫产率有明显的上升趋势,剖宫产的指征也发生了相应的变化。我县第一人民医院妇产科于1983年1月—1987年1月五年间入院分娩总数为1046例,其中剖宫产483例。本文探讨剖宫产的原因和指征之间复杂的关系及孕期妇幼保健的重要性。

英美电力市场用户及调度成本覆盖的思考与启示

以英国电力库时期、NETA时期和美国PJM时期电力市场为例,分析对比三者在用电侧和调度的成本覆盖情况,并且分别从市场运营特点的整体性和3种交易模式在交易和费用制度的繁复程度上、市场的组织形式上、价格的稳定和导向性上、市场运行的透明度上的优劣势进一步分析不同电力市场的运营模式。最后结合我国的实际情况,提出我国电力市场建设方面的相关建议。