（电力系统及其自动化专业论文）发电权交易对电网安全经济运行的影响研究.pdf

华北电力人学硕十学位论文摘要 在发电权交易实施过 运行造成重要影响。本文 交易的机理、模型，然后 行分析。在不存在阻塞的 变量的计算公式，提出了 综合判据；存在阻塞情况 断发电权交易是否对阻塞 将网损和阻塞进行统一， 的思路。 摘要 程中，频繁的交易必将引起潮流的多变，对电网安全经济 就此展丌研究，首先分析电网经济运行的内涵以及发电权 着重对电网运行成本的可变成本中网损和阻塞变化情况进 情况下，分析建立了一套因发电权交易引起的网损成本改 发电权交易的最佳交易功率判据和对电网经济运行影响的 下，建立了考虑发电权交易的阻塞管理模型，提出一种判 管理产生影响的判据和对应的相关费用分摊公式。最后， 形成一套完整的分析发电权交易对电网安全经济运行影响 关键词：电力市场，发电权，发电权交易，网损，阻塞管理 a b s t r a c t i nt h ep r o c e s so fc a r r y i n go u tg e n e r a t i o nr i g h t st r a d e ，t h ef l r e q u e n to ft r a d ew i l l c a u s et h ec h a n g eo fp o w e rf l o w ，t h e ni m p a c t st h es e c u r i t ya n de c o n o m i co p e r a t i o no f p o w e rn e t w o r k s t h i sp a p e rd o e sr e s e a r c ho nt h i sp r o b l e m ，n r s t l ya n a l y z e st h ec o n c e p t o f e c o n o m i c a lo p e r a t i o na n dm e c h a n i s mm o d e lo fg e n e r a t i o nr i g h t st r a d e ，t h e nm a i n l y a n a l y z e st h ec h a n g eo f1 0 s sa n dc o n g e s t i o no ft h ec h a n g e dc o s t w h e nc o n g e s t i o n d o e s n te x i s t t h i sp a p e ra n a l y z e sa n de s t a b l i s h e sas e r i e sf o r m u l at oc a l c u j a t et h ec h a n g e q u a n t i t yo fl o s s c o s t p r o p o s e s a no p t i m a lt r a d i n gp o w e rg e n e r a t o r sc r i t er i o na n d s y n t h e t i cc r i t e r i o n ； w h e nc o n g e s t i o ne x i s t s ，t h i s p a p e re s t a b l i s h e sac o n g e s t i o n m a n a g e m e n tm o d e lc o n s i d e r i n gg e n e r a t i o nr i g h t st r a d e ，p r o p o s e st h ec r i t e r i o nt oj u d g e w h e t h e rg e n e r a t i o n r i g h t st r a d eh a se f f e c t s o nc o n g e s t i o nm a n a g e m e n to rn o ta n d a l l o c a t i o nf o r m u l ao fr e l e v a n tf e e s a tl a s t t h i sp a p e ru n i n e sl o s sa n dc o n g e s t i o n ，f o r m s as e to fa n a l y s i st h o u g h to ne c o n o m i c a la n ds e c u r i t yi m p a c t so fg e n e r a t i o nr i g h t st r a d e z h a oy i n g ( p o w e rs y s t e ma n dl t sa u t o m a t i o n ) d i r e c t e db yp r o f l ig e n g y i n l e yw o r d s ：p o w e rm a r k e t ，g e n e r a t i o nr i g h t s ，g e n e r a t i o nr i g h t st r a d e ，n e t w o r k l o s s ，c o n g e s t i o nm a n a g e m e n t 声明户r 月 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文发电权交易对电网安全经济运行 的影响研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研 究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：学校可以采用影印、缩印或 其它复制手段复制并保存学位论文：学校可允许学位论文被查阅或借阅：学校 可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不 同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：盘挞导师签名： 日 名啸眼 华北电力人学硕十学位论文 1 1 课题的提出及意义 第一章绪论 打破垄断、引入竞争、放松管制、实行市场化是世界电力工业发展的大趋势。 我国的电力工业改革在市场经济潮流的推动下f 在逐渐展开【。然而在电力市场环 境下，电力系统运行的经济性与安全性的矛盾也更加突出。与垄断时期相比，市场 环境下电力系统的运营方式以及各市场参与者的经济策略都有了很大不同，电网安 全运行面临着前所未有的挑战。在提高经济效益和资源优化利用的同时，如何确保 电网的安全、优质、稳定、可靠运行，己成为电力系统领域全球范围的重大问题【2 1 。 依照我国“十一五”提出的节能减排，建设资源节约型、环境友好型社会的总 体目标，国家发改委对电力工业提出了“上大压小、节能减排”的工作精神。这项 工作目标的实现要求电力部门必须改进发电调度方式，逐步推行节能调度，进而促 进电力资源优化配置。目前，一些小的发电厂成本高、污染大、效率低，有必要进 行发电权交易，即将小电厂的一部分的发电量转到低耗能、污染小、效率高的大电 厂，这样不仅可以充分发挥大容量、高参数、高效率发电机组的优势，降低一次能 源消耗，提高能源利用效率，实现节能、环保目标，而且可以促进电力产业结构调 整，优化电源结构，更好地贯彻落实国家能源政策和产业政策l3 1 。 从华中电网提出“弃水电价”的思想和“水火置换”的安排到发电权交易理 论的产生，发电权交易这个概念在不断地成熟。其中“水火置换”只是发电权交易 的一部分，其他情况的机组也有参与发电权交易的需求。发电权交易可以在各种不 同类型和运行状态的机组之间进行，这些交易能提高萨常运行和出力受阻的电厂之 i 日j 、水火之间、大水电和小水电之问、大火电和小火电之问等的相互补偿【4 5 】。 在实行发电权交易过程中，无疑会对电网安全稳定经济运行造成影响，其主要 表现在电网潮流分布变化、阀损变化、线路阻塞等几个重要方面。除此之外，发电 权交易还涉及到部分发电公司和电力公司的利益。根据发电权交易对电网造成的影 响设计合理的交易规则和制定相关的费用收取政策是至关重要的。本课题就是在此 背景f 从电网角度出发，研究发电权交易对电网经济运行带来的诸多影响，并制定 发电权交易实行后网方即电力公司所应获得的十1 1 关补偿费用，进而来协调各个公 司| j 的利益，保证整个电力系统的安全稳定运行。 1 2课题的研究现状 华北电力人学硕十学位论文 1 2 1发电权交易的研究现状 目前许多交易理论的研究主要集中于发电权交易机理分析【4 j 、交易模型【6 】、交 易形式以及发电权交易对发电侧收益的分析1 7 j 上。文献【4 】提出了发电权交易的思想， 并对发电权交易的基本理论和机理进行了分析探讨。该文指出发电权是电厂在合约 市场、同前市场等市场中竞争获得的发电许可份额。发电权交易市场是各发电厂按 照一定的规则对发电权进行交易的市场。发电厂可以根据其中标情况和发电能力， 在发电权交易市场中转让或者购入发电权，以调整出力。文献【8 】剖析了区域共同市 场模式的交易机理，设计了几种兼顾电网调度、电网安全稳定运行与市场交易相协 调的区域共同市场模式和交易机制，提出了由区域共同市场向统一市场过渡的几种 过渡方式。文献【5 】在合约市场、月度市场和同前市场的基础上，建立了基于水火置 换的发电权调节市场，设定了发电权转让价格的上下限，并设计了三种发电权交易 的类型。文献 9 】提出了基于期权理论的发电权交易模型，文献 1 0 】介绍了发电权转 让交易和博弈论的基本思想，并运用博弈论从发电权转让交易方、购买方和交易双 方对其各自的商业操作行为分别进行了分析，结合各方的实际情况，从环保和优化 资源的角度出发，对发电权转让交易的运作机制和在转让交易中可采取的实施方法 进行总结并提出了有意义的建议。文献 7 】研究了电力市场中发电期权交易对以发电 能力为随机变晕的2 个发电公司的决策和利润的影响，探讨了发电期权在2 个不同 发电公司之问交易时有关发电期权预定的最优策略问题。 此外，文献【1 1 】提出了交易矩阵的概念和相关的约束计算。文中将所有可能的 交易形式，即发电商( g ) 、购电商( d ) 和其它交易实体( e ) 之i 日j 的可能交易形式用简 单明了的交易矩阵一并表示，提出交易矩阵的概念，并将其应用到各种约束汁算。 在发f 乜杖交易实施的同时，对整个电网的影响肯定是客观存在的。具体来讲， 发电权交易主要影响( 改变) 的是电网潮流分布、网损大小，期i 日j 有可能导致部分线 路阻塞。而阻塞管理是电网安全运行的关键。交易计划实施时，如果电网支路潮流 超过了运行极限，则系统发生阻塞。由于交易计划和潮流的本质不同，日，j 者基于经 济学而后者基于物理学，冈此解决输电阻塞的有效方法足运用市场机制，而不是 采用传统的电力系统下的强制方法l l 引。 许多交易理论的研究都是对转让方、购买方和双方i 日j 的理论研究，如何去考虑 发电权交易计划对电网安伞经济运行的影响，包括是否引起电网输电成本的变化， 足否有阻塞现象的发生，电网补偿费用如何木制定等等，目j d 内外专家学者在这 些方面还没有相应的理论研究成果，有待进一步研究。 1 2 2电网安全经济运行的研究现状 存：电力市场环境下电j 系统运行的二l ：要闷标是n j 保证系统安令的情况下使各 2 华北电力人学硕十学位论文 参与者的经济利益最大化。为此，要最大可能地利用现有系统，实时地了解系统确 切的运行状态和安全稳定裕度，在系统出现安全问题时快速地制定安全控制策略， 尽量减小经济损失，从而增加整体经济效益。目前，在世界上已有不少的电力市场 投入运营，但还没有一个电力市场是十分完美的。由于各个国家的历史条件、社会 政治经济体系和政策的不同，因此也没有两个电力市场是完全相同的。一位国际知 名的电力市场专家指出：电能作为一种特殊的商品进行市场交易，还有许多特殊的 问题没有得到解决，是实践超前于理论研究i l 引。 电网经济运行主要体现在通过优选变压器及电力线路经济运行方式和负载的 经济调配及变压器与供电线路运行位置的优化组合等技术措施，从而最大限度地降 低变压器与供电线路的有功损耗和无功消耗i l 川。 长期以来，有关如何改善电力系统安全稳定运行水平的研究成果层出不穷，但 电力系统的安全稳定运行仍然一直是困扰电力系统工程人员的最大问题。尤其电力 市场环境下，影响电网安全的因素不仅来自电网本身的硬性影响，还包括大量的非 技术方面( 如经济、市场策略) 的柔性影响，它们的相互作用会对电网安全运行产生 重要影响。具体来说，可概括为以下几个方面：电力系统运行管理规则【1 4 5 1 ，电网 规划方法【| 6 。1 引，系统实时运行状态的复杂性，安全稳定控制手段【1 9 】，电网调度自动 化系统的规模和水平、电能计量自动化系统、远程数据交换能力等是否适应电力市 场pj 等等，都将是影响电网安全运行的重要因素。 1 3 本文的主要工作 在实施发电权交易的同时，定会对电网的经济运行带来影响。目自订国内外有关 发电权交易的研究多集中在发电权交易机理、交易模型、交易形式和对发电方收益 的分析上，而在发电权交易对电网经济运行影响方面的研究还少见。本文从电网角 度出发，就发电权交易对电网输电服务的经济影响展丌研究，论文主要工作从以下 几个方面展丌： ( 1 ) 定性地分析电网经济运行的内涵以及发电权交易的机理、模型。将交易矩 阵的概念引入发电权交易，形成能够描述发电权交易的交易子矩阵，并对发电权交 易矩阵进行合理的转换。 ( 2 ) 分析电网运行成本，并具体分析发电权交易对电网运行成本的影响。 ( 3 ) 实行交易后，在不存在阻塞的情况下，仅对可变成本中的网损部分进行分 析研究。推导了发电权交易量与网损改变量之i 日j 的直观表达式，建立了一套因发电 权交易引起的网损成本改变量的计算分摊公式和分析思路，提出了发电权交易的最 佳交易功率判掘和对电网经济运行影响的综合判据。 ( 4 ) 存在阻塞的恬况f ，则分析并建立了考虑发电权交易的阻塞管理模型，对 3 华北电力人学硕十学位论文 粒子群算法进行改进，提出降阶梯双约束方法，应用改进粒子群算法进行模型求解。 此外，提出一种判断发电权交易是否对阻塞管理产生影响的判据，并利用该判据， 得到适合发电权交易的阻塞管理费用分摊公式。 ( 5 ) 将网损和阻塞统一起来分析，结合固定成本和可变成本中其他因素，形成 一套完整的分析发电权交易对电网安全经济运行影响的分析思路。 ( 6 ) 最后，总结全文，并指出今后需要进一步丌展的工作。 4 华北电力人学硕十学位论文 第二章发电权交易机理分析 2 1发电权交易的内涵 发电权是电厂在长期合约市场、同前市场等市场中竞争获得的发电许可份额。 发电权交易是各发电厂按照一定的规则对发电权进行的再交易。设立发电权交易和 相应的交易规约，对发电公司和电网公司都是有利的。“水火置换”就是一种发电 权交易，此外，还可在各种不同类型和运行状态的机组之间进行发电权交易1 4 1 。 目前，在我国实施推广的“上大压小，有偿替代也是一种发电权交易，其主 要内涵是指将成本高、污染大、效率低的小型发电厂的部分发电量转到低耗能、污 染小、效率高的大型发电厂，以降低一次能源消耗，提高能源利用效率，实现节能、 环保目标。 值得注意的是，发电权交易与发电侧电力市场中其他交易有着较大的区别，其 他交易都是电力公司统一收9 1 的单一买主模式交易，而发电权交易是建立在两个发 电主体之间的双边交易。 发电权与普通商品有着本质上的不同。发电权交易的交易标的是一种权利而不 是实物或者服务；发电权交易关系到系统的安全和稳定，不能像普通商品一样自由 交易，必须满足系统的约束。 此外，发电权交易根据交易的时序，分为电量交易与电力交易2 种。电量交易 是指同以上时序的交易；电力交易是指实时的交易。本文主要针对电量的发电权交 易，且是在交易双方已经自行商定好交易量和价格的6 订提下，从电网的角度考核发 电权交易对输电服务成本的影响，为电网公司收取适当的服务费用、以及制定合理 的发电权交易提供理论和方法依据。 2 2发电权交易的描述 2 2 1交易矩阵的引入 f r a n c i s od g a l i a n a 和m a r i j ai l i c 于1 9 9 8 年提出了在存在系统安全约束的情况 下，分析和管理电力系统交易的一般数学框架。该数学框架中提出了在虚拟网络中， 可以描述金融交易实体之l 日j 的虚拟电流的交易及交易矩阵的概念l 。其中交易矩阵 用r 表示，具体如式( 2 1 ) 所示： 华北电力人学硕十学位论文 fg g l 丁= id gd d 脚i ( 2 1 ) 【- 腼肋髓j 式中：g 表示发电商，d 表示购电商，e 表示其它交易实体。 由于f r a n c i s od g a l i a n a 和m a r i j ai l i c 提出的交易矩阵是一般意义上的，具有一 定的广义性。本文将交易矩阵实体化，将其交易内容具体化，这样就可以清楚地表 示出交易的量值和内容。 发电权交易具有明确的交易内容，包括确切的交易双方、交易量和交易价格， 需要找到合适的形式来描述这种交易类型，而交易矩阵能够描述出明确的交易内 容，故本文将此交易矩阵引入发电权交易。 2 2 2发电权交易矩阵的建立 由于本文所讨论的发电权交易只包含发电商和发电商之i 日j 的交易，不考虑购电 商和其它交易实体等情况。故在式( 2 1 ) 所示的交易矩阵中，除g g 子矩阵之外的所 有交易类型子矩阵都为o 矩阵。对发电权交易来讲，形成的发电权交易矩阵仅为由 发电商( g ) 和发电商( g ) 之间组成的交易子矩阵。 设g ，、g ，( f ，_ 1 ，刀) 代表2 个发电商，则每一笔交易可表示为多元组( g ， g ，彳u ，c ，) ，其中，彳f ，代表交易量( m w h ) ，c ，为交易价格( 元m w h ) ，形成发电 商之f 1 日j 的交易表格如表2 1 所示。 表2 1 发电商之间的交易 由上述列表形成具体的发电权交易矩阵，如式( 2 2 ) 所示： 6 华北电力人学硕十学何论文 g i 丁；g g = g 2 g f 式中：发电商自身与自身不存在交易，即主对角线元素彳，均为0 ，非对角线元素 彳表示发电商f 与发电商之间的交易量，若该元素为正，表示发电商f 从发电商 购入电量：反之，则表示发电商f 向发电商售出电量，且彳驴= 鸣，。 这样，就形成了能够描述发电权交易的发电权交易矩阵。 2 3发电权交易矩阵的转换 经过2 2 节的分析，形成了发电权交易矩阵。由交易列表不难看出，发电权交 易以电量交易为主，而且交易量分散在多个发电商中。在实际的电力系统中，需要 得到某个发电商总的交易量，才可计算分析。此外，交易的电量需要转换成发电机 出力( 发电机所在节点的注入助率) ，4 能够进行潮流计算和分析。因此，需要将形 成的发电权交易矩阵进行变换。变换步骤如下： 步骤一：得到各个发电商总的交易量。 将每行的所有元素相加，得到列向量f ： ，= 【钆，彳哪】 ( 2 3 ) ，；l，= lj = i f 中各元素的含义：对应的是某一参与交易的发电厂的总发电权交易量。 步骤二：交易的电量转换成发电机出力。 电量彳与功率尸的关系为 彳= 上尸魂 ( 2 4 ) 在分析发电权交易对电例经济运行的影响时，为了简化分析，特假设发电权交 易的电量平均分仃在整个交易时段，这样，电量彳与功率p 的关系为 彳= p 幸f ( 2 5 ) 其中f 为交易电量对应的交易时问。 将式( 2 3 ) 转换成发 乜机出力变化最尸( ；为： 业j ：等：【衅肿衅，卸加】， ( 2 6 ) 通过上述两个步骤，将发电权交易的电量转换成发电机出力变化量，简化了后 面部分章节分析发电权交易对电网经济运行的影响分析步骤。 7 2 2 1j 什 疗 竹q “4 ；以 华北电力人学硕十学位论文 2 4本章小结 本章主要阐述了发电权交易的概念、含义以及发电权交易的类型。并将交易矩 阵的概念引入发电权交易，形成了发电权交易矩阵，并对发电权交易矩阵进行了转 换，形成了便于计算与分析的发电机出力变换向量，为后面部分章节分析发电权交 易对电网经济运行的影响打下基础。 8 华北电力人学硕十学位论文 第三章电网安全经济运行分析 3 1电网安全经济运行的内涵 随着我国电力市场工业化改革的深入，我国电力系统以往的发、输、配、送一 体化的垄断经营模式被彻底改变，发电公司和电网公司已经实现了资产和经营上的 分离，电网企业从原来的电力产业链条中分离出来成为了一个独立的经济实体。在 “厂网分丌”和发电侧电力市场机制初步形成后，它已经成为了联系发电商和用户 之间的一座桥梁【2 0 1 。 从1 9 9 8 年丌始，我国以“厂网分丌，竟价上网”为指导方针在电力行业进行 市场化改革，并确定山东、上海、浙江、辽宁、吉林、黑龙江等电网为首批“厂网 分丌”的试点单位。各试点电网的电力市场在运行中不断积累经验，逐步向完善的 电力市场靠近。与此同时，我国大区电网正逐步进行以资源优化、提高运行可靠性 和稳定性、促进大规模电力系统安全经济运行为目标的电网互联，从而为跨大区乃 至国家级电力市场的建立创造良好的系统环境i l2 1 。 在传统的电力工业中，电网安全经济运行的基本内涵是：在保证区域电网和地 区电网的安全运行和在满足供电量和保证供电质量的基础上，充分利用电网中现有 输( 配) 变电设备，通过优选变压器及电力线路经济运行方式和负载的经济调配及变 压器与供电线路运行位置的优化组合等技术措施，从而最大限度地降低变压器与供 电线路的有功损耗和无助消耗j 。 3 2电网经济运行成本分析 在目i i i 电力市场环境下，厂网分丌，从电网角度来讲，其经济运行有了新的内 涵，即加入并考虑全网购电费用是否低等等。对应的电网运行成本也在传统的运行 成本( 输电成本) 基础上加入了购电成本。 即：电网经济运行成本= 购电成本+ 输电成本。 在下面的章节，将会具体分析购电成本和输电成本。 3 2 1购电成本 在发电侧市场中，电网公司需要向发电公司进行购电，从而满足用户负荷的需 要。购电成本指电网企业从发电企业( 含电网企业所属电厂) 或其它电网购入电能 所支付的费用及依法缴纳的税会。购电成本对电网仓、l p 经营效益影响大，其总量目 9 华北电力人学硕十学位论文 前占电力产品成本的比重超过7 0 ，是经营成本中最大的项目。而购电成本与发电 计划编制有着密切关系【2 。 3 2 2输电成本 输电成本分为固定成本和可变成本两部分【2 2 ，2 3 1 。 固定成本是指在一定条件下，其总额不随业务量发生变化的那部分费用，其取 决于用户的最大需求量。如在输配电服务成本中折旧费、修理费、工资和福利费等， 它们不随输电量的增减而变化。可变成本是随着业务量呈f 比例变化的那部分费 用，如在输配电服务成本中，材料费和网损费用等是可变成本，它们随着输配电量 的增减而发生变化。 3 2 2 1 固定成本 ( 1 ) 折旧费 折旧费是指电网公司的固定资产在使用过程中，因逐渐损耗而消失的价值，每 年以折旧费的形式计入成本费用，它包括输( 配) 电设备折旧、房屋建设物折旧等。 折旧费是固定成本，在一定期f 日j 内，不随输( 配) 电量的变化而变化。由于固定 资产折旧方法不同，使每年计提的折旧额不同，资金回收速度也不同。我国企业 会计准则规定，“固定资产折旧应根据固定资产原值，预计净残值、预计使用年 限或预计工作量，采用直线法或工作量法计算，如符合有关规定，也可采用加速折 旧法”。所以折旧的方法有以下两种： 分类折旧法，是指将其同定资产分类，不同类别的固定资产将采取不同的分类 折旧率。电网公司可将整个固定资产分为：输电线路、变电设备、配电线路及设备、 自动控制及测试设备、工具及其他生产用具、通讯线路及设备和房屋及建筑物等类 资产，不同类别的资产可按其资产性质和电压等级不同分别采用不同的折旧率。对 符合有关规定的固定资产可采用加速折旧。如电子计算机、用电计量设备，自动控 制设备等可采用双倍余额递减法计提每年的折1 只额。 综合折旧率法，是指将电网企业的全部固定资产统一按其综合折旧率折旧。分 类折旧率法是将资产特性相似、使用年限相近的固定资产合并在一起，用一个平均 折旧率计提折旧：而综合折旧率法则是将特性不相似使用年限也不相近的固定资产 综合在一起，用一个综合折旧率计提折j ，计算方法简单，但计算口径要比分类折 旧率法粗，精确度较低。这是目自，j 国内电力系统普遍采用的折旧方式。 综合折旧率和分类折旧率都属于直线折旧法。直线折旧法的最大好处是简单易 行。由于直线折旧法是按资本使用年限的长短计提折旧的，它不考虑资产的使用强 度，每期的折旧费用都是相等的。如果某一年度的使f j 效率高、i p 务嚣增多，则每 10 华北电力人学硕十学位论文 一单位业务量所分摊的折旧费用就减少。另外，由于固定资产使用时间越长，发生 的维修费用也越多，必然使固定资产使用费在折旧的后期比前期高，单位产品负担 的相应费用的不合理状况更为突出。 加速折旧法的特点是，在固定资产使用的早期多提折旧，后期少提折旧，其递 减速度逐年加快。加速折旧的目的是使固定资产成本的7 0 左右的资金尽早收回， 可以减少旧技术淘汰时发生的损失。在维修费用少的资产使用早期多提折旧，在维 护费用的资产使用后期少提折旧，可使固定资产的使用成本大体上保持平衡。同时 企业可以推迟纳税，所得税法承认加速折旧，允许企业早期少缴所得税，后期多缴， 这相当于国家对企业给予若干年的免息贷款。这是国家鼓励投资，刺激生产，推动 经济增长的一种政策性举措。 ( 2 ) 修理费 修理费是指为了完全恢复固定资产的原有性能而发生的支出。固定资产修理费 包括普通修理费和更新改造维修费。普通修理费特点是间隔短、次数多、范围小、 费用低；更新改造维修费是为了恢复固定资产原有的生产效率，对其主要组成部分或 较多的零件进行更新修理，其特点是问隔长、次数少、范围大、成本高。 新会计制度规定，企业不再提取大修理基金，固定资产修理支出，计入有关费 用，如发生不均衡，数额较大，可采用预提或待摊的办法。对维修费较大的且摊销 期超过1 年的，可先通过“长期待摊费用”进行核算，然后分期摊销。 固定资产修理费数额一般按当年固定资产原值的2 5 比例提取。 固定资产修理费采用预提方法对企业的好处是，在没有发生大量的支出时，可 作为企业的经营资会，与企业的其他资金统一使用。另外，企业可将未来发生的修 理费提日，j 计入当期成本费用，以减少利润基数，推迟交纳所得税。 对经常性的普通修理费，还可采用待摊方法处理，以均衡各期的固定资产使用 成本，即对修理费不提f j i 预提，而是在实际发生时，先计入待摊费用项目，然后在 一年内按月均衡分摊。 ( 3 ) 工资 工资是企业按劳动制度的规定支付给职工的劳动报酬，包括基本工资、奖会及 各种津贴。根掘各企业工资现状，一般将工资分为固定和变动工资两部分。 固定工资核定一般根据企业规模所确定的在编职工人数和地区工资标准束核 r l 疋。 固定工资= 核定的职工人数地区工资标准 变动工资：即绩效工资。与企业效益直接挂钩的工资。效益与工资的挂钩比例 般为3 0 ，如超额完成计划，则超额部分的3 0 作为将来工资。 企、i k 把工资分为固定和变动两部分的目的是：方面可以降低企业的固定成本 支出，有利于降低企、i k 的经营风险，增强企、l k 的抗风险能力：另一方面】丁以激励员j i ： l l 华北电力人学硕十学 ) = 论文 的劳动积极性和主动性，有利于提高企业的经济效益。 ( 4 ) 福利费 福利费是按照国家规定企业以职工工资总额的1 4 计提一部分职工福利费，它 是职工的个人福利，主要用于职工的医药费和生活困难补助等支出。 3 2 2 2可变成本 ( 1 ) 材料费 材料费是指承担输电业务的输电网在输电量时所耗用材料的费用。材料费一般 可按以下两种标准核定：按容量取费( 元k w 或元k v a ) ，即在同一容量下，不管输 电量多少，其材料费是固定不变的；按输电量取费( 元k w h ) ，即材料费随输电量的 增减而同比例变动，是变动成本。 材料费按容量取费，这是单一制容量电价的定价基础。他能够使得用户公平负 担，消除交叉补贴现象：同时由于各电网使用输电工程送电或进行电力电量的遍及 成本为零，将会极大地促进电网问联网效益的发挥。 材料费按输电量收取，这是一部制电量电价的定价基础。但它无法保证用户问 公平负担，交叉补贴现象严重，阻碍了通过输电工程的电力电量交换和联网效益的 发挥，并使输电工程经营者面临较大风险。 ( 2 ) 网损费 网损费是指电能在传输过程中必然存在的网络损失的那部分费用。 ( 3 ) 阻塞管理费用 在输电网络完全丌放的情况下，由于发电与购电的竞争程度的增加，发生电力 传输阻塞的可能性也增加。当发生电力交易的传输阻塞时，将使部分电力交易合同 不能萨常履行，从而使各节点的边际成本也随之发生变化，并：且发电厂的交易成本 也会增加，增加的这部分成本即输电机会成本。通常也称之为阻塞管理费用。若输 电服务并未引起任何线路潮流越限时，机会成本就没必要考虑。 ( 4 ) 辅助服务费【2 2 l 随着发电竞争的引入和电网丌放的实施及新的技术，如f a c t s 等装霄的应用， 增加了电网运行和控制的复杂性，因而会产生一些新的引起电网功角稳定、电压稳 定、过负荷、低频振荡、系统崩溃等问题。利用一些辅助服务措施对频率和电压进 行调整和控制，防止上述问题的发生就显得非常必要。这些辅助服务主要包括： 1 ) 频；钲控：# 0 ( 负倚芷 ! 踪) ：用于处理较小的负倚与发r 乜的刁i 匹配，维持系统频率 稳定，以使控制区内负荷与发电的偏差为最小： 2 ) 可靠性备用( 旋转备用和快速启动机组) ：由于发电或输电系统故障，是负荷 量与发电量发生较大偏差时，短时i 口j 内可以提供急需的发电容量( 增加或降低) ， 恢复负荷跟踪服务的水平： 12 华北电力人学硕十学位论文 3 ) 非旋转备用( 运行备用) ：一定时间内可以满发的发电备用容量，包括发电 机容量和可断电负荷，用于提高恢复可靠性备用的水平； 4 ) 无功备用电压控制：通过发电机或输电系统中的其他无功源向系统注入或从 系统吸收无功功率，以维持系统的电压在允许范围内； 5 ) 发电再计划再分配：对于较大的发电负荷偏差，调度中心要重新安排各机组 出力； 6 ) 有功网损补偿：输电时造成的功率损耗通过此项服务来补偿； 7 ) 事故恢复服务：用户重大事故发生后系统能提供恢复所需的功率； 8 ) 稳定控制服务：如f a c t s 装置的使用等。 3 3发电权交易对电网购电成本的影晌分析 样) 一般来讲，全网总的购电成本计算【2 4 】：( 假设同一个电厂中各台机组的报价一 ， = 冗+ 彳，c ， ，= i ( 3 1 ) 式中：凡为全嘲的购电费用( 成本) ，凡为全网机组容量成本，彳，是各个电厂总的 上网电量，c ，是各个电厂上网电价。 若存有发电权交易，则进行发电权交易电厂的上网电量会发生变化，电价也会 有所不同。网方最后按照各电厂最后的发电量和电价进行电能交易。故存在发电权 交易时，全网总的购电成本计算公式变为： 土 r 邺= 矗+ 彳，c ， ( 3 2 ) 式中：f 伽为发电权交易后全网的购电费用，彳，是各个电厂交易后的上网电量，未 参加发电权交易的电厂的彳f 爿，。 购电成本变化量计算公式： 斤七 峨”= 一= 彳，( c ，一c ，) ( 3 3 ) ，= i ，= i 式中：爿，为发电厂f 和发电厂，之间交易的电肇。 由于本课题研究的是将高耗能、高污染、效率低的小火电的部分发电权转给低 耗能、低污染、高效率的大型电厂这样一类特殊的发电权交易，所以，一般来讲， 对应的购电成本变化计算公式中彳，和c 广c ，的符号始终相反，因而，可以得出发电 权交易对整个电网的购电成本应该足起到降低的作用。 华北电力人学硕十学位论文 3 4发电权交易对电网输电成本的影响分析 由3 2 2 节分析易知，电网输电成本主要包括固定成本和可变成本两部分。本 小节主要从这两部分析发电权交易对电网输电成本的影响。 3 4 1固定成本影响分析 固定成本主要包括输配电服务成本中折旧费、修理费、工资和福利费，这部分 费用不随着输电量的增减而变化。发电权交易对于全网固定成本的影响不直接，无 法明显得出结论。经分析，发电权交易也包含于整个电网交易的电量之中，故应分 摊一定的固定成本。 由于我国电力系统的特点和发电权交易实施的起始阶段，保证电网设备投资的 完整回收是当前的主要任务，因此“邮票法”【2 2 1 分摊固定成本仍是首选方法。 “邮票法”是目自 运用较为普遍的一种方法。最早被p o o i 模式的市场所采用， 西班牙、英格兰和威尔士电力市场采用的就是这种分摊方法。该方法算法简单，不 考虑输电网的结构、输电线路的距离和输送功率的收发点位置，按实际转运功率的 大小分摊整个输电网的总转运成本。 按照“邮票法”进行分摊的公式如下： 4 f 触= 号业f ( 3 4 ) a d 其中：e 阳如为发电权交易应分摊的固定成本费用；彳们出为发电权交易的电量；彳口 为整个电网中的交易电量；r 为整个电网的固定成本，凡和爿删均可从电网方得到。 3 4 2可变成本影响分析 由于发电权交易主要改变参与发电权交易的发电商注入系统的功率，从而引起 潮流分布的变化，进而影响网损的大小，对系统的经济运行造成影响。此外，还有 可能引起部分线路阻塞，对系统的安全运行造成隐患。可见，进行发电权交易后， 直接影响的是系统的网损费用和阻塞管理费用，即为系统输电成本巾的可变成本。 电网的安全运行主要表现在阻塞管理部分，其经济运行主要表现在网络损耗部 分，故本论文主要从阻塞管理和网损两大方面，分析发电权交易对系统的安全经济 运行的影响。具体分析详见第四章和第五章。 3 5本章小结 本章丰要阐述了l 乜网安令经济运行的内涵，并主要从电网运行成本角度出发定 l4 华北电力人学硕十学位论文 性地分析了发电权交易对电网经济运行的影响。着重分析了电网的购电成本和输电 成本，得出了发电权交易后电网购电成本的改变量计算公式。利用邮票法得出输电 成本中发电权交易应承担的固定成本量。最后指出阻塞管理和网损是下一步的研究 分析重点。 15 华北电力人学硕士学位论文 第四章发电权交易对网损的影响研究 通过第三章的分析，可以得出发电权交易对电网的影响最为直接和明显的就是 网损和阻塞管理。本章主要在发电权交易后系统不存在阻塞的基础上，从影响电网 的经济因素即网络损耗方面出发，研究发电权交易对网损的影响。 4 1电网安全校验说明 对于电网来讲，安全运行还是第一位的。发电权交易后，必将引起潮流的多变， 可能会导致某些线路发生阻塞等。故在分析发电权交易对电网的影响之前，首先应 该对其进行安全性校验。 根据第二章中所讲的步骤形成廿g ，按照肚g 改变发电机出力，利用潮流程序 进行潮流计算，查看每条线路潮流，结果为两种情况：系统不存在阻塞：系统 存在阻塞。本章主要分析第一种不存在阻塞的情况，仅从网络损耗角度出发，研究 发电权交易对电网的经济影响。 4 2 基于b 系数法的网损计算【2 5 ，2 6 】 对于系统中某一条线路玎，如图4 1 所示，图j ：叫兰) 突u ， 中的和而分别代表线路耖的电阻和电抗，k 和 易 嘞 巧分别代表线路f 端和_ ，端的电压，乃和乃分别代 图4 l 系统中某线路 ， 表由线路f 端流向线路端的电流和功率。对于线路耖，其功率表达式为： 弓= r e ( k 乞) = l 沁 k ( k 1 ) ( g 盯一，) ( 4 - 1 ) = r e 一k _ 一) ( 岛一心) 对于同一条线路来讲有： = 吁岛一2 k 巧岛c o s 岛+ 哆岛 岛 ( k 一巧) 2 + k 匕鳄 1 6 ( 4 - 2 ) 岛岛 咖 口 功 岛岛 瞄 瞄 砌 筋 = = 弓易 华北电力人学硕十学位论文 即： 假设jc 。s 岛l 譬，式( 4 2 ) 可以简化为： i 巧1 z ，= 岛彰= 色岛岛 ( 4 3 ) 6 淞 l 2 m = n 。 l o 0 ： ： 一l 定义一个以，表示各条线路两端角度的增量即式( 4 5 ) 所示： 将以用肘和臼表示 以= 9 | 一9 i e ? 一9j + e 、= m 9 ( 4 - 4 ) ( 4 5 ) ( 4 - 6 ) ( i = 毫”1 ；! ；g ，三m m 。m 。 c 4 7 ， 兄、，= 乞= 以g ，眈= 臼7m 。q m 曰 ( 4 8 ) 口 町1 尸= 彳一尸( 令b = 彳) 其中尸= 只j e ，= c j l 一只) l e j l 一只) ! e ，、一l 一只、一 l7 一 一 一 l 2 v 篡；嘲 华北电力人学硕十学位论文 则秒 一【只j 一另，】= 彳一1 【只j e ，】 代入式( 4 8 ) 得到： ( 4 - 9 ) = 【蚴一( 尼一昂) 】7 q 【m 一( 尼一昂) 】 = ( 尼一昂九彳。1 m 7 q 阍一】【易一易】( 4 1 0 ) = 呓b p g 一2 吃吃+ 吒8 p d 最终得到： 只。= 尸7 b 尸+ 鹾尸+ ( 4 11 ) p = 【只j 。，只j ：，只w 】 b = 彳- 1 m 7 g ，m b o = 2 b p b b 的= 畿b p | l 式中：尸为发电机出力列向量，尸d 为各节点所带负荷列向量，d 为由节点导纳矩阵 的虚部，m 为除去平衡节点后形成的关联矩阵，g ，是由线路电导组成的对角阵。 4 3基于交易矩阵计算网损增量 本文2 3 节所述的发电权交易矩阵， 将其加入到基于b 系数法的网损计算中， 量计算公式。 将式( 4 1 1 ) 展丌得： 能够很好地反映发电权交易的基本信息， 可以推得因发电权交易所引起的网损变化 玩，= 色尸p ，+ 玩，+ ( 4 - 1 2 ) | i 下面以某一发电厂出力变化分析对网损的影响。某一发电出力尸，引起的网损微 增率为： 等= 莩2 呲地= 丢2 色一蛾- 2 舭 ( 4 - 1 3 ) 当发电出力从尸，增加到尸，+ p ，时，相应引起的网损改变量为： 户r 等妒 件 = b ，牡2 + ( 2 b 。p + 尾，) 扯 l8 华北电力人学硕十学位论文 4 3 1单对发电权交易情况 只j = 【0 ，只矗，只拥，o 】7 ( 4 1 5 ) 只存在一对发电权交易，定有尸g = 尸g 脚= 尸g 历t = - 尸g 脚，绝对值均用j p g 表示， 则引起的网损变化量为： 只。= 世i f | x 。；k + 廿| o 。( 两 蛐触尚蛾+ ( 手2 毗讽) 尚叱j ( 4 - 1 6 ) 枷。尚峨+ ( 莩2 呲佩) 尚嵋j 其中尚的取值为1 或- 1 0 将式( 4 1 6 ) 写成矩阵形式，则有 哦s s 一一c 尚，南m 略 、 阵 + 【2 p g + b o k 捌m ，) p g + b o m 】【尚，尚】t p g 一 其中，b ( f ，j ) 表示j 6 f 矩阵中的第f 行向量。式( 4 17 ) 给出了一对发电权交易与网损改 变量之问的关系。对于一对发电权交易来讲，其引起的网损改变量和发电权交易量 之i 日j 的关系大致为一个过原点的二次曲线，可简单表示成： p l 。；。= a p 0 + b p 毛( 4 1 8 ) a - b k k ，b m i n 】 尚，尚】t b f2 p g + b o l 揶_ ) 圪】【胬一胬】t 4 3 2 多对发电权交易情况 将式( 4 18 ) 扩展成一般表达式，即存在多对发电权交易时， 只i = 【只j 。，北j ：，p 加】7 叱。= 【e ，口，】心i + 【2 觑1 ，：) 只一玩l 2 取刀：) 只i + 玩，】纰j l9 交易列向量： ( 4 1 9 ) 华北电力人学硕十学位论文 式中：心i = 【啦川业一，啦j ：l 业j ：| ，衅而i 必而i 】7 ，表达式中的表示取绝对值计算。 公式( 4 1 9 ) 明确给出了发电权交易量对网损改变量的计算公式。 4 3 3总的损耗电量 根据公式( 4 1 9 ) 可以得到损耗的功率，由于假设交易量平铺在时问段r 上， 故其损耗的电量即为损耗的功率时间段的乘积。即： 彳胁= 只。f( 4 - 2 0 ) 4 4网损增量费用的计算与分摊 4 4 1网损增量费用的计算 目前网损费用计算的方法很多，有边际网损法1 27 1 、修正网损系数法【2 8 1 等等，这 些方法不适宜于计算由发电权交易而引起的网损费用。针对发电权交易，本文采用 一种简单和实用的方式计算网损费用。 单位时| 日j 内的网损费用计算公式： 瓦。、= c ，厶只。，+ c ，9 胁，( 4 2 1 ) 式中：o 为有功电价，尸胁，为有功损耗，为无功电价，9 胁，为无功损耗。 本文主要考虑有功损耗，故略去无功损耗不计。引起的总网损费用可由下式表 示： f 。、= c ，、r = f ，鲋m 、( 4 2 2 ) 式中：厅蛳为因发电权交易引起的有功网损费用。 若将该部分网损费用分摊至交易中的每一度电，则有： c 矿笔筮 ( 4 - 2 3 ) 月“ 式中：彳g 为交易电黾。 式( 4 2 3 ) 给出的c 伽。可以用作发电权交易的每度电对电网公司的补偿费用，