新型电力系统下多元资源发电容量充裕性评估与保障机制

为了适应新型电力系统下容量资源多元化新趋势与投资激励新要求,针对中国发电容量充裕性保障机制建设问题,构建了考虑源储荷多元资源的容量补贴价格机制与容量评估方法。首先,基于边际发电成本理论,揭示了纯电能量市场“缺钱问题”与容量定价原理,提出容量补贴价格制定方法,引入容量调整系数有效激励投资。然后,紧密结合源储荷资源为系统峰荷容量提供支撑的不同特征,建立风光水可再生电源和新型储荷主体有功出力与调度模型,与两态法融合构建各类元件模型,采用序贯蒙特卡洛模拟建立了多元化资源充裕容量的可靠性评估方法。在此基础上,提出分类差别实用化评估方法,克服风光储荷传统评估方法的缺陷,较为科学地反映各类资源对容量支撑的实际贡献,兼顾计算简单透明。最后,算例验证表明,该机制能够实现公平补偿,提供科学的发电投资信号并确保回收,保障发电容量充裕与电价稳定,并且实用化评估方法较好平衡了评估精度与政策实施间的关系。

基于动态规划的分布式光伏发电容量优化技术

根据时域频谱计算当前配电网内光伏发电容量需求数值,将需求数值作为输入,以分布式光伏发电容量在配电网内联络线的功率波动方差、功率均值作为,目标构建分布式光伏发电容量优化模型,采用自适应动态规划算法求解分布式光伏发电容量优化模型,实现分布式光伏发电容量的优化。实验结果表明,该方法计算配电网当前所需的分布式光伏发电容量数值最大偏差仅为0.003 MW,可有效提升配电网内分布式光伏发电总容量。

发电容量充裕性保障机制国际实践与启示

电力能源绿色转型和现货市场加快推进使得中国发电容量充裕性保障机制建立及其路径选择问题日益迫切。围绕此问题,梳理容量充裕性保障机制的国际实践经验,综合比较稀缺定价、容量市场和容量补贴电价3类机制的基本原理、总体框架与核心制度、机制优劣与适用条件;以容量市场为重点,比较分散式、集中式和可靠性期权3类市场模式,归纳以容量配额、资格审查和市场交易为核心制度的基本框架体系,研究各个市场拍卖制度设计和容量需求曲线计算方法;阐释智利补贴机制中容量电价和充裕容量的核定原理与方法,探讨稀缺定价机制在社会政治层面的局限性及监管两难问题。最后,就中国容量充裕性保障机制建设问题,提出与中国电力市场建设发展相适应的分阶段建议。

发电容量充裕性的混合优化

在发电容量充裕性的研究中,需求侧管理及需求侧备用市场通常是与发电侧备用市场孤立的。为改进发电容量充裕性控制,在低电价可中断负荷和高赔偿可中断负荷协调控制的基础上,将实施分时电价作为预防控制,将调用发电侧备用容量、中断需求侧低电价与高赔偿可中断负荷容量作为事故后控制。基于其不同的技术特性和经济特性,提出协调模型和优化算法,定量研究预防、事故后控制及其协调控制的效果。仿真验证了风险协调对备用服务的显著改善。

华东电网发电容量市场模式建议

在国民经济快速、健康发展的大背景下,保证发电容量充裕性对于负荷快速增长的华东电网尤为重要。目前的状况仍是紧缺和过剩以若干年为单位进行周期性振荡。对于发电容量充裕性问题,世界各国在电力工业改革过程中形成了截然不同的解决方案。文中分析、比较、总结了全球主流的4种模式,并结合对华东电力市场的适用性分析其优缺点。结合上述分析,对华东容量市场建设模式提出了建议,并据此设计了华东电网容量市场的建设路线图。

风电场发电容量可信度研究

风力发电对电力系统发电可靠性具有一定贡献,如何衡量风电场的发电容量可信度是电力系统规划和评估风电场所必须解决的关键问题之一。文中建立了基于蒙特卡罗仿真的风电发电容量可信度的评估框架。风力模型、风机模型以及风电场模型构成了该体系的基础,其优点在于可以考虑不同风电场之间的内在关联特性。在此基础上利用可靠性指标,以风电场可替代的常规发电机组容量与风电场额定容量的比值作为定义考察了风电场的发电容量可信度,提出了多风电场系统风电容量可信度的计算方法。可靠性标准算例的仿真计算结果证明了所提出的评估体系的正确性和实用性。

基于风险管理在开放的能量市场和备用市场间优化分配发电容量

在能量市场和备用市场同时开放的电力市场中,对发电商而言,最关键的问题是针对本公司的情况,根据市场信息,寻求一种优化两市场发电容量分配的售电策略,使得发电商在最小的风险下获得最大收益。文中引入了经济学中效用和风险管理的概念,分别用均值和方差来衡量发电商的收益和风险,对这一问题进行了建模和讨论,研究了发电商在能量市场和备用市场中的发电容量优化分配问题,给出了问题的解析解,并用实例进行了论证。研究结果不仅可供发电商在分配不同市场的发电量时参考,也为发电商进一步构造投标曲线打下了基础。

灰色理论用于风力发电容量中长期预测的研究

采用灰色理论对风电场的年风力发电容量进行了预测。考虑到风力发电容量主要取决于风速,通过预装风电机组的发电容量并结合风速数据资料建立风速-功率函数。将从国家气象信息中心得到的日平均风速数据代入风速-功率函数,从而得到每天的发电容量数据。以年为周期进行积分,得到年风力发电计算容量。利用这些年风力发电计算容量建立灰色新陈代谢GM(1,1)模型,对富锦风力发电场某风力发电机组的发电计算容量进行了预测。以年为单位,对该风电机组48年风力发电计算容量进行单步预测的归一化平均绝对误差为7.8806%。该预测结果表明灰色理论用于风力发电容量中长期预测中具有可行性。

电力市场环境下的发电容量充裕性(一)单一能量市场情形

能否完全依靠单一能量市场来确保发电容量充裕性是一个存在广泛争论的重要问题。研究了在完全竞争的单一能量市场中的发电容量充裕性问题,建立了相关的理论分析模型,研究结果表明没有足够的理论依据证明这种市场模式能够确保发电容量充裕性;根据对采用这种市场模式的实际电力市场的运营情况分析,表明了单一能量市场在引导充裕发电投资方面确实存在问题。理想条件下的理论模型分析和现实情况下的影响因素讨论均表明,单一能量市场模式难以确保发电容量的充裕性。这些研究有助于理解和把握电力市场环境下发电容量充裕性问题的基本特征。

电力市场环境下的发电容量充裕性问题

电力工业改革面对的一个重要挑战是如何维持足够的发电容量 ,以满足当前和将来的负荷需求 ,美国加州电力市场的失败引起了对这一问题的广泛关注和争议。文中对与在电力市场环境下如何确保充裕的发电容量相关的一些问题做了综述、评估和讨论 ,包括仅靠能量市场是否可以引导出充足的发电容量 ?是否应该设置电价上限 ?为什么需要向发电公司支付容量费用或建立容量市场 ?应该怎样确定容量费用 ?以及现有的确定容量费用的方法、容量市场和辅助服务市场的关系。

发电容量长期动态的仿真

供需容量的长期充裕性对电力系统的可靠运行至关重要。借助电力市场与电力系统交互动态仿真平台,暂时用模拟的实验环境(市场规则、报价策略、投资策略)代替部分参与者的行为,以研究发电充裕度的长期动态行为,剖析容量充裕度长期振荡的机理。通过仿真研究,揭示发电建设时滞、容量审批及个体投资博弈行为等因素影响充裕度振荡的周期、幅度以及市场集中度的机理,指导对电力市场环境下容量供需长期振荡的抑制。

考虑风电并网的发电容量投资组合优化模型

"十二五"期间,我国将大力发展清洁能源和可再生能源,风电将大规模并网发电。针对国内风电无序发展的问题,提出需要优化容量投资,既要求能满足负荷和运行的要求,又不至于过度投资造成浪费,这就对传统的发电容量优化问题提出了新的挑战。运用投资组合理论,对风电装机容量进行系统化、数理化的分析,在考虑风电并网的条件下建立了新的发电容量投资组合优化模型,并结合算例得到了现阶段我国最佳风电装机容量和投资规模。

考虑发电容量适应性的多目标输电网规划

电源和负荷增长的不确定性及发电出力变化将对电网规划方案的适应性和灵活性提出新的要求。文中引入发电容量适应性指标,衡量网络结构对发电出力容量变化的适应能力,建立考虑网络结构优化的多目标输电网规划模型,对多场景电网期望负载水平进行优化,改善电网运行环境和应对发电出力容量变化的能力,提高电网功率传输能力,减少各场景下的负荷损失。典型算例结果表明了文中模型和方法的有效性。

电力市场环境下的发电容量充裕性(三)市场设计要素与原则

如何设计确保发电容量充裕性的方法是一个涉及面很广的困难而复杂的问题。力图从较广阔的视角对此进行探索。一方面,讨论了在电力工业之外的与确保发电容量充裕性相关的一些重要问题,包括外部政策、政府职能等;另一方面,从电力市场设计的角度阐述了确保发电容量充裕性的责任主体、设计思路、需要关注的问题,并在对现有方法综合分析的基础上,提出了确保发电容量充裕性的方法所应具备的特征。

基于发电容量充裕度估计的发电公司检修策略

电力市场环境下,发电公司在制定下一年度的发电机组检修计划时,首先需要预测未来1年 各交易时段的电价,并尽可能将检修安排在电价较低的时期内进行,以减少收益损失。针对装机容 量不太充裕的电力现货市场中电价波动大、难以直接准确预测的问题,提出了首先基于历史数据模 拟市场电价与发电容量充裕度之间的函数关系,然后根据负荷预测结果和对其他发电公司检修起 始时间的概率估计求取系统发电容量充裕度,进而预测现货市场电价的新方法。在此基础上构造 了基于机会约束规划的发电公司最优检修策略模型,给出了求解方法,并用算例进行了说明。

电力市场环境下的发电容量充裕性--(二)几种现有方法的分析

鉴于单一能量市场模式难以确保发电容量充裕性,国际上已提出多种旨在解决该问题的方法。就设计思路、理论基础、实践经验和方法特点等方面,较系统地总结和分析了已提出的近似传统规划方法、容量费用模式、容量责任和装机容量模式、区域装机容量市场法、期权法、运行备用支付法和用户侧容量定购法等。对这些方法在理论上的优缺点和应用方面的可行性、适用范围、配套措施等阐明了观点,在此基础上对确保中国发电容量充裕性提出了初步建议。

两部制电价与发电容量投资的系统动力学分析

为研究自由竞争的电力市场中,两部制电价和发电容量投资间的作用效果,基于系统动力学理论,从系统和反馈的角度出发,构建了一个由电力供给、电力需求、容量电价和新容量投资4个模块组成的电力市场价格模型。通过模拟分析结果表明,自由竞争条件下固定的容量电价机制将导致投资过热,而国家发改委颁布的计及供求状况的两部制电价实施方案能较快地实现发电侧区域市场供需平衡,不易造成容量投资波动,并且市场竞争形成的两部制电价构成比较合理。

发电容量的持留激励和电力危机的预警

通过 N个发电商的古诺博弈模型 ,研究了统一的边际出清电价机制对发电商持留容量的激励作用 ,在短期市场没有容量增加、市场信息对政府和监管机构是完备的、发电商具有线性边际成本并且是规模不等的情况下得出了持留行为均衡的解析解。该解与发电商的市场份额和Herfindahl- Hirschman指标有关 ,并得出每个发电商容量持留的市场临界需求水平 ,进而提出了电力市场监督指标的一级预警负荷水平、二级预警负荷水平和三级预警负荷水平。

风/柴/储能系统发电容量充裕度评估

提出一种用于含风能和能量储存设备的小型孤立电力系统(SIPS)发电容量充裕度评估仿真方法。该仿真方法根据每小时计算的随机事件模拟发电系统的运行历史记录,考虑现场风资源的时序性、系统中发电机组的故障和修复特性。使用几个样例系统说明了该方法的应用,该系统的充裕度取决于许多因素,它们是能量储存容量、系统负荷需求、风能注入水平、发电机组强迫停运率(FOR)和其地理位置。能量储存设备对该系统可靠性能有积极的影响;SIPS随着系统负荷的增加,充裕度减少;风力发电机组FOR的变化对系统充裕度的影响不大;增加风能注入水平可以改善可靠性;位于高平均风速处的系统明显比低平均风速处的系统可靠性高。

发电容量投资的未定权益分析方法

针对市场环境中发电容量投资的风险管理需要,提出与现有净现值评估法不同的未定权益分析(CCA)方法,建立了关于期权价值函数的随机微分方程,求得与投资风险相对应的上网电价临界值,并通过算例进行了应用分析。该方法充分考虑投资的不确定因素,丰富和完善了现有的电源规划与投资理论,具有较强的实用性。