省间电力现货交易优化设计与定价机制

在“碳达峰·碳中和”的目标驱动下,受新能源地理分布与随机性影响,以跨区域交易为媒介的区域间电能与灵活性互济重要性凸显。目前,中国正处于构建全国统一电力市场体系的关键阶段,需要有效的市场机制来管理省间电力现货交易。基于上述背景,设计了一种不依赖于跨区域投标者的省间电力现货交易方法。首先,提出了基于报价区的市场出清模型,采用分区边际定价的方法计算每个报价区的结算价格;然后,基于等效双边配对方法,按潮流贡献计算得到各区域间交易所需承担的输电费用;最后,采用算例验证了所提方法的有效性。与已有方法相比,所提方法在不依赖于跨区域投标者的前提下完成了跨区跨省电力交易,充分利用了输电线路容量,且市场出清过程中保护了各区域内部网架信息隐私。

省间电力现货市场试运行分析及思考

省间电力现货市场已连续不间断结算试运行超2年,在落实省间中长期交易的基础上,实现了市场化电力余缺互济和资源大范围优化配置。实践表明,省间现货市场在提升全网保供能力、促进清洁能源消纳等方面发挥了重要作用。文中首先介绍了2022年以来省间电力现货市场试运行情况以及运行成效;其次,从市场框架、出清机制、申报机制等方面对省间现货交易机制进行了分析。最后,结合省间现货市场建设的现状,对未来发展方向进行了展望。

考虑源-荷不确定性的省间电力现货市场潮流风险概率评估

新型电力系统建设背景下可再生能源占比逐渐提高,源-荷双侧不确定性使省间电力现货市场运行风险增加。针对该问题,提出一种考虑源-荷双侧不确定性的省间电力现货市场联络线潮流风险概率评估方法。首先,分析源-荷双侧不确定性对省间电力现货市场出清的影响,建立源-荷联合不确定性模型为市场出清提供数据基础。然后,设计省间电力现货市场出清双层优化模型,以计算省间联络线的潮流出清结果。最后,为表征源-荷双侧不确定性给电力市场出清安全带来的风险,提出联络线容量占用率、潮流概率稳定度和潮流稳定风险度等多个指标对联络线潮流进行了不确定性风险评估。利用某省电力公司数据进行了仿真测试,并将结果与不同不确定性建模方法、不同置信区间下的评估结果对比,验证了所提方法的有效性。

面向省间电力现货市场的购电博弈竞价模型

在国家大力推动省间电力市场建设的背景下,多个购电省共同参与省间电力现货市场时存在竞争关系。为了给购电省制定合理的报价策略,提出面向省间电力现货市场的购电博弈竞价模型。首先,根据购电省省内市场运营情况计算边际省间购电量-价曲线,以此作为购电省参与省间电力现货市场的报价曲线。然后,提出联络线潮流方向可变场景下省间电力现货市场出清与定价模型,并建立多个购电省参与下的省间市场非合作博弈竞价模型,所得纳什均衡下的报价曲线即为购电省最优购电报价。最后,构建包含2个售电省和3个购电省的算例系统进行仿真计算,验证了所提模型的有效性,并获得了购电博弈竞价模型的纳什均衡解。

省间电力现货交易对燃煤发电企业的机遇与挑战

随着供给侧结构性改革的深入推进,电力体制改革也在不断完善,中共中央、国务院《关于进一步深化电力体制改革的若干意见》(中发[2015]9号)为电力市场改革提供了强有力的政策支撑。为还原电力商品属性,我国形成了由市场引导价格和投资、以电力资源的最优配置实现全社会福利最大化、促进清洁能源消纳的能源体系。通过分析电力省间现货市场的特点,以及省间现货市场给传统燃煤火电企业全生产要素带来的变化,梳理并提出了省间电力现货市场背景下,燃煤火电企业运营所面临的机遇与挑战。不同的发电企业面对省间现货带来的机遇和挑战,需结合自身内外部资源和核心竞争力,开展管理、技术等全方位创新,顺势而为,取得高质量转型发展的硕果。

省间电力现货交易运营技术

为支撑省间电力现货交易高效稳定运行,迫切需要研发适应省间电力现货交易特点的运营技术,实现各类市场协同高效运作。首先,介绍了省间电力现货交易的背景和交易机制,分析了市场运营面临的技术挑战,构建了省间电力现货交易运营功能框架,设计了基于广域分布式并行技术的数据流。在此基础上,提出了广域协同交互技术、支撑全域双向交易的省间电力现货交易出清技术、基于模型重构的多阶段安全校核技术,以及基于模块柔性联动的全过程辅助决策分析技术等多项运营技术。最后,介绍了所述运营技术的工程应用情况,并结合未来电力现货市场演进方向,展望了需要进一步突破的运营技术。

面向日内省间电力现货市场的区域电网交易通道可用输电能力优化方法

当前日内省间电力现货的交易网络重点关注省间交易通道并简化省网内部潮流,导致交易网络与实际电网不完全一致,交易执行时存在省内断面阻塞的风险。对此,提出了考虑省内输电断面阻塞和多重交易路径耦合的区域电网省间通道可用输电能力优化方法。兼顾断面控制和供需平衡,建立了华中区域电力交易网络模型及其对应的实际潮流控制模型;在二次型目标函数中进一步考虑通道交易能力冗余的刻画,在提高省间通道整体利用率的同时,避免了对某些通道可用输电能力的过度限制。通过空间层面区域内各省网间的解耦和时间层面的实用化简化,大幅减少了变量维度以及求解时间。以实际省网为基础开展分析,验证了所提方法的有效性和算法的性能。

基于神经网络的省间电力现货交易辅助决策系统设计与实现

2021年11月,国家电网有限公司发布《省间电力现货交易规则(试行)》,相较于跨区域省间富余可再生能源电力现货交易,省间现货交易的交易范围与卖方主体均有扩大,同时交易频次增加,采取双向报价、集中撮合、边际出清的竞价出清方式,交易机制更为完善,交易形势更加复杂。新能源发电企业风电装机容量大、场站数量多,在进行省间现货交易决策时面临缺少申报依据、交易频次高等决策困难。针对以上问题,研发一套省间电力现货交易辅助决策系统。该系统基于Java和Python编程语言,采用高效、可靠、灵活的系统架构,结合历史发电数据、历史风速数据、电网运行信息、交易出清结果、进行现货交易后评估误差分析,进一步结合东北三省风速、用电负荷等数据,采用深度学习算法,实现精准交易决策、智能交易决策。

提升新能源发电企业省间电力现货交易价值的研究

本文基于省间电力现货规则,分析了在省内现货市场模式、省内中长期市场模式下的新能源发电企业,参与省间电力现货的可获得的增量交易价值收益.本文给出了省间电力现货电价和省内现货电价预测方法,作者开发了"天机"电力交易辅助决策系统的省间现货交易模块,给出了省间电力现货收益提升判断算法流程和省间电力现货交易收益结果.

溢出风险约束下省间省内两级电力现货市场协同出清方法

新能源的快速发展对电力市场机制提出了新的要求。为促进新能源消纳与保障电力供应,中国建立了省间和省内两级电力现货市场。然而,随着省间市场交易规模和占比的提升,各省电力供应间联系更为紧密,加剧了省内市场间的风险传递。首先,基于当前省间省内两级现货市场衔接机制分析了各省现货市场间的风险传递特征,进而引入溢出风险价值的概念以量化评估省间省内两级市场下的风险传递;其次,为抑制省间省内两级市场下的风险传递,基于两阶段随机优化理论,构建了溢出风险约束下的省间省内两级现货市场协同出清模型;进一步,考虑因各市场运营机构不同而带来的隐私保护需求,建立了基于交替方向乘子法(ADMM)的省间省内两级现货市场协同出清模型求解方法;最后,通过算例分析验证了所提出的市场出清模型与方法在抑制省间省内两级市场协同下风险传递中的有效作用。

全国统一电力市场演进过程下省间-省内市场出清及定价模型

为了促进电力资源在省间的余缺互济和在全国范围内的优化配置,我国正有序推进电力市场改革,逐步实现省间-省内市场的耦合和全国统一市场的演进。根据省间-省内市场耦合程度的不同,该文将演进过程划分为三个阶段:分层阶段、松耦合阶段和紧耦合阶段。进一步考虑跨区、跨省以及省内输电的输电费回收问题,跨区直流输电线路与区域内交流输电线路按照传输电量收费,省内线路按照用户负荷用电量收费。构建了面向不同输电费收取方式的出清模型与定价机制,分层阶段采用顺序出清,松耦合阶段采用双层迭代出清,紧耦合阶段采用统一出清,定价机制均采用节点电价定价机制。最后,利用IEEE 39节点和118节点系统进行仿真计算,验证了出清模型和定价机制的有效性,并分析了输电费对出清和定价结果的影响。

计及多重交易耦合的省间交易通道可用输电能力优化方法

省间电力交易模型的简化使得虚拟交易流和实际电力流不一致,在区域电网内存在安全运行风险。对此,提出一种考虑多重省间交易耦合及潮流阻塞的区域电网省间交易通道可用输电能力优化方法,在保证电网安全运行的前提下,最大化交易可行域空间,以发挥区域电网资源配置优势。首先,以虚拟交易网络和实际物理网络关联关系为基础,构建了省间电力交易的网络约束模型。其次,采用平面外拓方法搜索网络约束的可行域边界,从而将可用输电能力优化问题归结为可行域覆盖问题。然后,引入有向测度的概念定量刻画可行域的大小,并设计了以智能算法为外层框架、经典线性规划为内层主体的双层混合求解算法。最后,在实际场景中验证了所提方法的适用性和时效性。

碳中和背景下跨省电力交易空间结构及影响因素研究

在“碳中和”背景下,为进一步完善省间电力交易机制,优化资源配置,促进电力电量平衡,构建了跨省电力交易空间结构模型。运用复杂网络分析了2016—2019年省间电力交易网络结构和演化特征,并通过二次指派程序(QAP)分析方法对其影响因素进行探讨。结果表明:省间电力交易具有一定区域特征,西北部地区在网络中的影响力逐渐增大;省间电力交易网络的主要影响因素是特高压输电建设情况和供需差的变化。因此,为适应高比例可再生能源并网,应加快特高压电网建设,建立跨区域交易中心,构建适应新型电力系统的省间电力交易机制。

考虑电网运行风险的省间转供电力交易补偿模型

积极推进省间转供电力交易业务,有助于促进清洁能源在更大范围内消纳,实现电力资源的优化配置。为量化省间转供电力交易业务中发电企业、电网企业应获得的补偿费用,提出了一种考虑电网运行风险的转供电力交易补偿模型;分析了为转供电力业务顺利开展提供各项辅助业务的相关方贡献程度,并按照"谁资产,补偿谁"的原则,将补偿费用公平合理地分摊至发电企业和电网企业;分别基于IEEE 30节点、IEEE 57节点系统构建了转供电力业务开展的模拟模型,计算了不同转供电力水平下系统运行成本,得出了发电企业和电网企业应获得的补偿费用。算例结果证明,所提模型有助于保障转供省作为电力转供业务参与方的利益,并可为转供省的运行风险控制提供有效指导。