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第六讲 辅助服务市场 一、辅助服务的定义 二、辅助服务的分类 三、提供辅助服务的模式 四、辅助服务定价 五、负荷频率控制 六、发电备用容量服务 七、无功服务 八、黑启动 一、辅助服务的定义 l一般将辅助服务定义为：为将电能从发 电厂保证安全和质量输送到用户所需要 采取的所有辅助措施，是电力系统必须 具备的一种满足供电质量和电力系统安 全水平的机制。 l电力市场辅助服务与发电、输电、配电 的各环节密切相关，而且，为达到某种 期望的运行状态，系统调度员需要采购 并协调各种辅助服务，这就增加了电网 运行和控制的复杂性，增加了导致电网 功角不稳定、电压不稳定、过负荷和电 力系统崩溃等的因素。 l辅助服务的供应由电力系统需要决定， 决定因素： l电力系统协调方式。调度中心 l电源结构。各类电源比例决定了辅助服 务的重要程度。 l电网结构。决定辅助服务的具体要求。 l电力市场管理模式。 l标准。质量和安全标准 l量测和监视系统。水平高低 二、辅助服务的分类 l负荷跟踪和频率控制； l旋转备用。 l运行备用（非旋转备用） l无功备用和电压控制 l事后恢复服务 l发电在计划（校正计划） l处理能量不平衡 l有功网损补偿 l稳定控制服务 l其他 三、提供辅助服务的模式 l统一型： l投标型 l双边合同型 辅助服务到底采取哪种供应方式， 与电网的管理水平和电力市场的完善程 度有关。 提供辅助服务的模式之一：统一型 l统一型是指：辅助服务必须由系统调度 员统一安排协调，结算时根据各参与者 对辅助服务命令执行的情况进行奖惩。 提供辅助服务的模式之二：投标型 l投标型是指：各用户分别对每一种辅助 服务进行投标，调度员根据用户们的投 标情况排定优先次序，安排辅助服务供 应计划，目标函数为提供辅助服务的费 用最小。 提供辅助服务的模式之三：双边合同型 l双边合同型是：某一辅助服务的用户直 接与供应者签定双边合同，从而得到其 所需的辅助服务，而无须通过系统调度 人员。 四、辅助服务定价 在传统的电力工业中，发电、输电 、配电和售电都属于同一个电力公司， 发电厂提供电能和辅助服务是由系统调 度员安排的，不存在对各种辅助服务进 行单独核算和计费问题。在电力市场的 环境下，为体现发电厂间的公平竞争， 应量化辅助服务指标，核算成本，并合 理付费。 辅助服务定价方法 l以成本为基础。综合成本法、边际成本 法、实时成本法。 l市场竞价 五、负荷频率控制 l频率是电力系统运行的一个重要质量指 标。它反映了电力系统中有功功率供需 平衡的基本状态，频率稳定依赖于发电 功率与负荷功率间复杂的平衡关系。不 平衡可能是由于负荷预测的误差、缺少 跟踪负荷变化的发电容量或由于故障造 成的突然失去发电功率或负荷等等。 五、负荷频率控制（续） l频率偏差调整的方法主要是调整发电功 率和进行负荷管理。 l频率的一次调整：自然属性，调速器。 l频率的二次调整：AGC机组， 自动发 电控制 l频率的三次调整：在线经济调度，发电 再计划。 负荷频率控制 l通过频率调整，可以完成的功能： l使发电功率自动跟踪负荷功率的变化； l响应负荷功率或发电功率的随机变化，维持 系统频率为规定值； l在区域内分配系统发电功率，维持区域间净 交换功率为计划值； l对周期性负荷变化，按发电计划调整功率； 对偏离计划的负荷功率，实现在线经济负荷 分配； l监视、调整备用容量，满足安全需要。 六、发电备用容量服务 l1、备用分类 l2、旋转备用（热备用） l3、运行备用（非旋转备用，冷备用） l4、无功备用 1、备用分类 种类备用名称启动时间是否同步 1瞬时响应备用瞬时是 210min旋转备用10min是 310min非旋转备用 10min否 430min备用(10-30min)否 560min备用(30-60min)否 2、旋转备用（热备用） l旋转备用（热备用）指能够保证10min 内增加的同步容量。对水电站来说，旋 转备用一般为总容量的10%；对火电厂 ，其值为最大发电功率与当前发电功率 的差值。在传统的运行方式下，旋转备 用的容量是确定的，一般定义为系统中 最大机组的容量（或最大机组容量的 1.5倍） 旋转备用（热备用） l在竞争性的电力市场中，提供旋转备用 的过程： （1)发电厂投标：投标容量和价格 （2)投标选择：旋转备用的优先次序表 （3)服务结算。 3、运行备用（非旋转备用，冷备用） l运行备用一般由峰荷火电机组提供，指 能在20-30min内启动并达到正常发电功 率。一般每6个月，由调度中心设置计 划运行备用水平。发电厂和大用户可以 通过运行备用协议指定一部分容量作为 另一发电厂或用户的运行备用。 运行备用（非旋转备用，冷备用 ） l在竞争性的电力市场中，一般按以下步骤安 排运行备用容量： （1）发电厂投标。投标容量、投标价格、响应 时间； (2）投标选择。先根据过去一段时间内各电厂 对备用配额的完成情况，对各发电厂进行评 估，这是投标选择中的一个主要原则。在60 天内3次未完成指标的发电厂将失去投标资格 。然后根据备用的使用概率进行投标选择。 4、无功备用 l无功源：发电机、电源、电容器、静止 补偿器（SVC），电网本身。 l调整无功手段：调整无功的手段也多种 多样，如自动电压调节器、电容器投切 、变压器有载调节等。 无功调整 l在电力市场的实际操作中，系统电压控制需要各 参与者共同承担责任。发电厂和用户都要满足他 们的电压和功率因数限值。发电厂必须提供其P-Q 曲线，并要保证在较长时间内无功发电功率达到 其极限的90%；或保证在20min内提供100%的无功 发电功率。输电公司应负责保持系统电压，对 500kV线路其节点电压波动应在3%以内，220kV和 110kV线路应在5%以内，中心调度员应能控制电 网中所有的电压调节设备。配电公司和大用户应 与输电公司签定合同，确定其在峰、谷和其他时 段应保证的功率因数及相应的奖惩手段。 无功调整 l无功实时运行也可采用投标方式，投标包 括无功电源的详细技术参数和无功电价。 l无功投标选择：投标选择的主要根据是每 宗投标对解决电压问题的重要程度。当存 在足够的无功供应者时，按他们的费用高 低次序排队；当供应者不足时，应提供相 应的价格刺激。 七、无功服务 l1、无功服务意义 l2、无功服务特点 l3、无功市场的构成 l4、无功市场的特点 l5、无功市场的模式 l6、无功电价 1、无功服务意义 l正确的无功价格信号可以推动电网开放和提 高电网经济效益，帮助输电用户在决定交易 量、投资和设备利用时进行科学决策； l无功平衡做得好可提高系统运行的可靠性和 效率，并通过无功的最优分配降低系统的有 功网损； l无功管理可以改善电压波形，减少由电压引 起的系统故障，增加系统稳定性。 2、无功服务特点 l供应的区域性。原则上就地平衡，集中 平衡 l控制的分散性。节点的电压控制。 l手段的多样性。各种手段。 l分析的复杂性。投资大，运行费小，分 摊复杂。 3、无功市场的构成 l（1）买方：电网公司或其下属部门。 l（2）潜在卖主：发电厂；电网公司（ 作为线路、变压器、静止无功补偿器、 电容电抗器的所有者）；同步调相机的 所有者；安装自动切负荷或功率因数校 正设备的用户 4、无功市场的特点 l电网公司作为单一的无功购买者，既购买无 功容量又购买无功电量； l无功生产的费用与无功的价值有很大不同； l无功设备投资较大，是新的无功容量加入电 网的障碍； l发电厂的无功费用必须从无功容量收费和使 用收费中得到完全补偿； l有功的收入与无功的收入关系不大，可以将 有功、无功市场解耦； l地区内的无功供应是有限度的竞争。 5、无功市场的模式 l健全的无功市场的基本原则：协调电力生产 的各元素，以最低的价格为用户提供满足质 量和可靠性要求的电力。 l对无功费用的补偿应包括电量和功率两方面 ； l所有的无功供应者应与电网签定无功供应合 同； l电网规约中，不应硬性规定无功容量（功率 因数）的值； l电网公司应对无功的买卖建立单独的帐目。 6、无功电价的目标 l无功的供应者的费用应得到补偿（包括 适当的利润）； l为降低无功服务的总费用提供动力； l能保证和提高无功服务水平； l在任何时刻能保证严格的充足的无功供 应； l价格不能超过无功的价值或少于提供无 功服务的费用。 八、黑启动 l1、概念 l2、黑启动服务的形式 l3、黑启动所须资源 l4、黑启动机组选择 l5、提供黑启动所需的工作 l6、黑启动服务的费用 l7、黑启动有关各方的权利和义务 1、黑启动的概念 l整个系统因故障停电后，不依赖别的网 络的帮助，通过系统中具有自启动功能 机组的启动，带动无自启动能力的机组 ，逐步扩大电力系统的恢复范围，最终 实现整个电力系统的恢复。 2、黑启动服务的形式 l电网中有足够的黑启动能力：自行恢复 ； l电网中没有足够的黑启动能力：购买临 网黑启动能力； 3、黑启动所须资源 l黑启动机组； l非黑启动机组； l输电系统的设备、控制和通信； l电网调度部门的装置和通信； 4、黑启动机组选择 l自启动能力； l在电网中的位置，离大容量机组近，启 动路径短，电压等级变换少，离重要负 荷中心近； l带负荷的能力，有足够容量带动非黑启 动机组厂用负荷。 l一般选择水电机组作为黑启动机组。 5、提供黑启动所需的工作 l电网调度部门的工作 l黑启动机组的工作 l非黑启动机组的工作 l输电系统 6、黑启动服务的费用 l维持系统黑启动能力的费用； l系