（电力系统及其自动化专业论文）水电厂发电报价技术支持系统研究.pdf

贵州大学硕士学位论文 水电厂发电报价技术支持系统研究 a b s t r a c t h y d r o p o w e rp l a n tb i d d i n gp r i c et e c h n o l o g ys u p p o r t i n gs y s t e mi sas y s t e mt h a t c a l lb eu s e df o ra n a l y z i n gt h eu s a b l ei n f o r m a t i o nf o rm a r k e tc o m b i n i n gw i t ht h e c h a r a c t e r i s t i c sa n dc o s ta n a l y s i so fp o w e r e l e c t r i c a lc o m p a n ya n dc r e wo p e r a t i o na n d e v a d er i s kf o rt h ep o w e rs t a t i o nb i d d i n gp r i c eo nt h ei n t e r n e ta n di ti sa na s s i s t a n t d e c i s i o ns y s t e mo b m i n i n gt h eg r e a t e s te c o n o m i cb e n e f i t s 丑圮t h e s i sf i r s t l yd o e sr e s e a r c ho nw a t e re l e c t r i c i t ys t a t i o nr e s e r v o i rp a t hf l o w s e s t i m a t ea n dt h es u p e r i o rr u n n i n gd e s p a t c hi nt h ep o w e rp r o d u c ta s s i s t a n tm o d e l s ， m a i n l yd i s c u s s e st h em a t hm o d e lo f e s t i m a t eo f d a yp a t h t of l o wo f aw a t e re l e e t r i c i t y s t a t i o nr e s e r v o i ra n dc o m p a r e sa n da n a l y z e st h er e s u l t so fa l lk i n d so fm o d e l s ；i t a n a l y z e st h er e l a t i v em o d e lo f s i n g l ew a t e re l e c t r i c i t ys t a t i o nr u n n i n ga n dd e s p a t c h i n g p e rd a ya n da ne l e c t r i cw a t e rs t e p s s t a t i o nr u n n i n ga n dd e s p a t c h i n gp e rd a yb a s e do n t h ep a t hf l o w se s t i m a t e t h e nt h i st h e s i sc a r r i e so na n a l y s i so ft h ec o s to ft h ep o w e r p l a n t , e l a b o r a t e st w ok i n d so fm e t h o d so fp o w e rp l a n tc o s t i n g ，a n db a s e do nt h e a n a l y s i so f p o w e rp l a n tp r o d u c tc o s t , d i s c u s s e st h ee s t i m a t em o d e lo fs e t t l i n ga c c o u n t s o f g i v i n go rg e t t i n ga ne l e c t r i cs h o c kt h ep r i c eo nt h ei n t e r n e tf o rw a t e rp o w e rs t a t i o n , w h i c hi sb a s e do nt h es i n g l em a r k e tc i r c u m s t a n c eo fr a n d o me l e c t r i c i t yp r i c em o d e l f o u n d a t i o n , a n dm a k e su s eo fs e v e r a lt h e o r i e so fg e o m e t r yb r o w n sm o v e m e n t st o b u i l du pt h ee l e c t r i c i t yp r i c em o d e l d u r i n gs t u d y i n gt h el i m i te l e c t r i c i t yp r i c e e s t i m a t i o n , t h i st h e s i sa n a l y z e su s i n gl i n ea m b u l a t i o nf r o mr e t u r n i n gt or e t u r nm o d e l t oe s t i m a t er e a l - l i m el i m i te l e c t r i c i t yt h ep r i c et ot h en e x td a y9 6 ，f i n a l l y ，q u o t e s c a l c u l a t i o ne x a m p l e st oc a r r yo ne l u c i d a t i o n , f u r t h e r m o r e a n a l y z e sw a t e rp o w e r s t a t i o nt op r e s sc o s ta n a l y s i st oc a r r yo no f f e ra n dt h eq u o t es t r a t e g yb a s e do nt h e m a r k e t sp u r ee l e c t r i c i t yp r i c e ，e t c ，e s p e c i a l l y ，i n v e s t i g a t e st h ep r o b l e mo ft h e s u p e r i o rr i s kb i d d i n gs t r a t e g yw h i c hu s e st h er i s kd e c i s i o nm e t h o d ，m a k e su s eo f e f f e c t i v et h e o r yt os o l v et h ep r o b l e m so f r i s kd e c i s i o n , o b t a i n st h em a i ns t e p so f u s i n g e f f e c t i v et h e o r yt os o l v et h ep r o b l e m so f r i s kd e c i s i o n - m a k i n g ，s e t su pam o d e lo nt h e b a s i so fe f f e c t i v ep o w e rp l a n ts u p e r i o rr i s kb i d d i n gs t r a t e g yt a c t i c sm o d e ，u s e s ”e f f e c t p o i n td i s t a n c eb i s e c t i o nm e t h o d ”t oc o n s t r u c tt h ee f f e c tf u n c t i o nm o d e lo fs u p e r i o r b i d d i n gs t r a t e g yf o rg e n e r a t e se l e c t r i c i t yc o m p a n ya n dq u o t e st h ec o n c r e t ea r i t h m e t i c e x a m p l et ot e s tt h em o d e l a tt h ee n d , i tm a k e st h ed i s c u s s i o n o nt h ew h o l e f r a m e w o r ka n da l lm o d e lf u n c t i o n so ft h eh y d r o p o w e rp l a n tp f i c eb i d d i n gt e c h n i q u e s u p p o r t i n gs y s t e m k e yw o r d s ：e l e c t r i c i t ym a r k e t ； b i d d i n gs t r a t e g y ： h y d r o p o w e rp l a n t ； s u p e r i o rd e s p a t c h ； r i s ka n a l y s i s ：t e c h n o l o g ys u p p o r t i n gs y s t e m i v 贵州大学硕士学位论文 水电厂发电报价技术支持系统研究 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究在做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标 明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：歪圣丝 日 期：2 丝篮三旦 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅；本人授权贵州大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，- - f 以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) f 论文作者签名：劫丝导师签名： 第6 3 员共6 3 页 e 1 期：2 翌篮互旦 贵州大学硕士学位论文 水电厂发电报价技术支持系统研究 第一章绪论 1 1 电力市场概述1 2 , 9 , 5 5 】 电力市场是采用经济，法律、技术等手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力系 统中的发电、输电、配电、用户等各成员组织协调运行的管理机制和执行系统的总和。电力 市场的基本特征是开放性、竞争性和协调性电力市场运作产生的高效率，己为世界各国电 力工作者所重视和肯定 根据以上定义，电力市场首先是一种管理机制。这种管理机制与传统的行政命令的机制 不同。是采用经济、法律的手段进行管理所以电力市场的基本原则是公平竞争、自愿互利 同时电力市场还是体现上述管理机制的执行系统，包括贸易场所、计算系统、通信系统等。 与传统垄断的电力系统相比，电力市场具有开放性和竞争性与普通的商品市场相比，电力 市场还具有计划性和协调性 随着高压和超高压输电网络的发展，电力系统日趋成为多个地区电网互联的大网由于 各个地区能源资源构成、劳动力价格及负荷水平的差异。各电网的发电成本不同，从而在各 个地区问出现了经济交换功率由发电成本低的地区向发电成本高的地区售电当售、购电 双方的电网不相邻时，则要求处于两电网中间的电网承担转运业务发电者和用户自由选择 贸易对象是公平竞争的基本内容，而开放输电通道、提供转运业务是实现自由选择的必要条 件。同时，转运也是开放的电力市场的标志 1 ：1 1 电力市场的特点 结合分析研究结果，归纳出电力市场具有以下6 个特点： ( 1 ) 电力市场，由于其商品的无形性和生产工业的特殊性，决定了它是以电网为载体 的网络型的市场电网的规模。电网的技术及发育水平，甚至电网的区域层次划分决定了 电力市场的规模、水平和层次 ( 2 ) 电力市场是一个技术、资金密集的市场。因为电力生产、传输、交易、消费的高 度自动化、联动化，加之电能不能大量储存的特点，需要借助现代化的监视和控制手段。 才能够保证其生产、传输的安全，因此，电力市场的建设和维护需要大量的资金投入和高 科技的支持，这就决定了电力市场的进入和退出都要付出很高的代价因此，它是一个进 出两难的市场 ( 3 ) 电力能源的消费方式以及电力在国民经济中的地位和作用，决定了电力市场是一 个国民经济中的基础市场和先导市场，对国民经济领域中其他的商品市场起着基础性的作 用 ( 4 ) 电力市场也是一个直接受用户制约的市场。用户的消费特点、消费能力，消费方 式，甚至消费时间都直接制约着电力市场的建设和运行，同时也制约着电力市场中商品的 交易行为和方式。 ( 5 ) 电力市场是一个使用价值与价值双向流通，且很不对称的市场一方面，电力商 品在它的使用价值物质形态上供求要严格保持平衡；但在另一方面，在价值形态上，供需 双方交换却又是很不对称、很不平衡的 ( 6 ) 电力市场是一个竞争与垄断相结合的市场。由于电力市场迸、出的困难，竞争机 第l 页共6 3 页 贵州大学硕士学位论文 水电厂发电报价技术支持系统研究 制就受到了严重的制约各国的实践证明，电力市场离不开政府管制。只能是在一定领域 和一定范围内进行竞争因此，电力市场是一个竞争与垄断并存的市场。 1 1 2 电力市场的基本要素 为保证电力市场的正常运行，电力市场需具备六大要素：既市场主体、市场客体、市场 载体、市场价格、市场规则和市场监督。 电力市场中的市场主体是进入各级电力市场进行购电和售电的发电公司、输电公司、配 电公司等电力企业，电力用户以及经纪人电力市场的客体是电力。可以分解为电力容量和 电量两类电力市场载体是电力交易活动的物质基础，包括各种电力设备和场所设施等电 价是电力市场的杠杆，是电力市场的核心内容电力市场要采用经济、法律手段管理市场成 员，电价则是体现管理思想的工具所以，确定电价原则、计算贸易电价是电力市场的重要 内容 市场运行规则包括：市场进入规则、市场交易规则和市场运营规则为了保证电力市场 的有序运营，必须指定严密的电力市场运行规则其核心是引入竞争机制，保证电力市场开 展公平和有序的竞争。各级电力市场都必须设有专门的监管机构，其主要职能是监管电力市 场的交易行为和竞争行为处理不公平的竞争和违反法律、法规的行为，并对电力市场运行 中发生的纠纷、争议和投诉进行调节和仲裁。 1 2 发电侧电力市场 越来越多的国家开始进行电力工业重组，打破垄断、引入公平竞争，以提高经济效率， 向电力市场方向发展，最终目的是要实现社会资源的合理分配和社会效益的最大化 发电侧电力市场就是在发电侧引入竞争机制，允许多种所有制形式的电厂存在，具独 立法人资格的发电公司各自承担电厂经营风险，参与发电市场上网电量的竞争，从而实现 电网调度的公正，公平、公开和发电企业之间的平等竞争，促进发电企业提高效率加强 管理、优化电力资源配置，在改革过程中逐步调整好电力企业与社会之间、电力企业之间 的经济关系，以最终达到降低销售电价、使社会受益为目的，它是电力行业从垄断经营走、 向商业性市场化经营的第一步 目前，我国的电力市场还处于发电侧市场的初级阶段，发电商首先应该详细地进行成 本核算。同时分析自身的生产特性。合理报价以争取预期的上网电量，使其发电收益最大 其次。分析市场竞争力，确定可行的利润目标竟价上网以后，按系统边际电价统一结算， 如果发电商报价过高，就有可能不能上网运行；报价过低。虽然上网运行的概率增加，但 可能导致市场出清价过低，利润并不理想因此，发电商必须分析市场竞争的相关信息， 结合数学理论和方法制定出最优的报价策略 1 2 1 发电侧电力市场的运营模式t 3 3 j 由于我国电力工业历史上的沿革和当前的实际，在电力市场改革初期，考虑到可操作 性和平稳过渡，采取的电力市场运行模式如下； ( 1 ) 发电侧电力市场。目前我国电力市场的改革取向是“网厂分开、竞价上网”，即将 电网经营企业拥有的发电厂与电网分开，建立规范的、具有独立法人地位的发电实体，市 场也只对发电侧开放发电侧电力市场的市场主体是各独立发电企业与电网经营企业，电 网经营企业负责组织各发电公司间的竞争，政府负责对电力市场进行监督管理 第2 页共6 3 页 贵州大学硕士学位论文 水电厂发电报价技术支持系统研究 ( 2 ) 单一购买者模式我国现行发电侧电力市场的模式是“1 - i - n ”模式“1 ”指电力 市场的单一购买者，即电网经营企业；。n ”指参与市场竞争的各个独立发电企业用户不 能与发电厂签订购电合同，只能由电网采用趸售或零售的方式供电在这种模式下，电网 经营企业必须时刻做到供需平衡，并收购所有电力，以保证对用户供电这种管理方式与 国外发、输、配电完全分开的模式相比，电网责任较大所以，为了防范供电不足或购电 电价过高的风险，电网必须与发电公司签订一定数量的长期合同 ( 3 ) 调度与市场交易一体化的运行方式由于电网本身的特点，我国采用的是调度与 市场交易一体化的市场运行方式，这就要求调度部门必须坚持“公平、公正、公开”的原 则 1 2 2 发电侧电力市场的交易类型【1 3 1 发电侧电力市场的交易方式一般分为长期合同交易，现货交易、实时交易，辅助服务 交易和输电权交易。 ( 1 ) 中长期合同交易在单一购买者模式下的发电侧电力市场。组织发电公司竞争的 电网经营企业担负着保证向用户供电的义务所以，电网经营企业为了防止严重缺电或电 价急剧升高的风险。必须与发电公司签订一定数量的中长期合同这种中长期合同是原先 合同的延续，随着市场的发展与完善，其比例将逐渐减小。并最终由市场决定的长期交易 合同所取代 在批发竞争、输电网开放、多个购买者或零售竞争的电力市场中，中长期合约交易市 场分为： 1 ) 长期市场：通过交易人进行双边交易，交易不细化到0 5 h 间隔，交易量很大长 期交易基于年度基本负荷，逐步向有组织的标准化产品交易过渡，零售公司从电力生产者 直接购买电力并通过输电网传输 中期市场：可以通过交易人或交易中心进行电能买卖交易基于季度、月或周的基 本负荷，交易产品相对标准化，部分交易可以细化至o 5 h 交易时段。交易量较大 ( 2 ) 现货交易现货交易是指按照发电机组的报价，提前i 天确定的第2 天的发电计 划现货交易主要采用两种方式：一种方式是将长期合同看作是一个经济合同而非物理合 同，在编制第2 天的发电计划时，按照各发电厂的申报数据编制交易计划，如果现货市场 的发电计划与长期合同不一致，则采用经济手段进行补偿：另一种方式是将长期合同看作 是物理合同，长期合同确定的电量在现货市场首先安捧，其余部分则作为交易电量编制计 划 ( 3 ) 实时交易实时交易是指在交易日当天确定的发电计划由于电力工业的特点， 要求发电与负荷实时平衡。不管采用什么方式，由于存在负荷预测误差及系统运行状况的 变化，提前1 天编制的发电计划与实际的负荷需求间存在差别，需要实时调整发电计划， 所以，必须建立实时交易市场。实时交易的作用有两个方面：一是作为长期合同和现货交 易的补充，在负荷预测与实际负荷出现偏差后，达到发电与负荷平衡的目的；另一方面， 实时交易可以提高竞争的力度目前，英国电力市场正在进行的第二次改革中的一项重要 内容就是增加实时交易。在我国，由于处于由传统的管理方式向市场经济转变的初始阶段 同时受电力市场技术支持系统的约束，实时交易基本是作为长期合同和现货交易的补充 第3 页共6 3 页 贵州大学硕士学位论文 水电厂发电报价技术支持系统研究 “) 辅助服务交易辅助服务交易是电力市场中重要的交易方式之一目前，辅助服 务指标的量化、辅助服务成本的计算以及付费等比较复杂，世界上各国电力市场的做法也 不尽相同在我国现有电网结构比较薄弱的条件下，为保证电网运行安全，基本上不考虑 辅助服务交易，而采用由调度指定，无偿提供的方式发电辅助服务主要包括：有功频 率控制( 6 c ) ；旋转备用；非旋转备用：替代备用；无功及电压支持：恢复及 黑启动调频，即调峰，调频，调压，黑启动 1 2 3 发电侧电力市场的竟价模式枷j 发电竞价上网必须以实现最大范围内的资源优化配置为目标，在保证电网安全稳定运 行的基础上，以最小的购电成本满足负荷需求目前电力市场的竞价模式主要有以下几 种。 1 限价竞争模式 为解决好新老电厂、还贷付息的电价差异，减少市场初期各发电企业在收益上的风险， 又不失竞争的环境在建立电力市场的初期，必须建立有限竞争的市场体系，有限竞争的 一个重要的思路就是限价竞争限价竞争是有限竞争的一种方式，具体包括以下3 种形式 ( 1 ) 最高、最低限价最高、最低限价是对价格的绝对值进行限制，防止电价失控 对各发电机组设置限价有利于解决成本差异的问题，但发电公司的自由度小，是非常有限 的竞争，而且市场体系不开放，公平性低分组限价，需要解决合理分组的问题，以及各 个电厂在分组过程中的归属组别的界定问题；统一限价，市场竞争空间虽然加大，但是成 本差异的问题将更加突出。综合上网电价将大幅上涨 ( 2 ) 最高，最低涨跌幅度的限制最高，最低涨跌幅度的限制是对电价的变化速度， 变化范围进行限制最大涨跌幅度的限制能有效地控制市场价格的波动幅度和速度电价 的联动性涨跌幅度可以防止在电力供不应求时的非正常涨价，以及在供过于求时的非正常 降价：但在电力供应长期紧张或长期有较大富余时实效不大，发电商将通过逐渐涨价或者 逐渐降价的方式来抬高或降低电价 ( 3 ) 两种限价方式的协调最大涨跌幅度限制的限价模式是一种有效的联动机翻，可 以限制价格波动的幅度和速度；最高、最低价格可以限制价格波动的范围。在需要限价的 环境中，两种限价方式可以协调使用 2 限量竟价模式 限量竟价模式就是上网电量的一部分由购电合同包销，价格仍执行政府批准的上网电 价：其余部分电量由发电公司报价，实行竞价上网 限量竞价模式又分为： ( 1 ) 余量竞价模式指定计划合同电量，机组通过报价竞争剩余负荷 ( 2 ) 差价合约竟价模式 以差价合约替代原有的上网协议，建立每天9 6 点变化的实时现货市场。发电商通过竟 价上网发电，由单一购买者统一收购进行销售。采用每天按9 6 时段市场价与合约价实时结 算采用“差价合约”竞价模式结算后，市场将不保证发电商上网电量的多少，上网电量 的多少决定于发电商的市场竞争能力市场将根据上网电量的多少支付不同费用差价合 约模式可以实现发电商的适度竞争，激励其加强管理，提高设备利用率，降低能耗，提高 第4 页共6 3 页 贵州大学硕士学位论文水电厂发电报价技术支持系统研究 效率。增强市场竞争能力；充分考虑了目前各独立发电商与电网已经订立的上网协议。集 资电厂需要还本付息的实际情况，使方案容易为政府、电厂、电网公司各方所接受，具有 一定的可行性；从市场运转模式看，实现了不同电厂的同一时段的同网同质同价，同时可 以通过逐步修订合约，调节合约电量的比例，逐步加大市场竞争力度，为下一步实现真正 的全方位竞争打下基础“差价合约”竟价模式既引入了竞争，又考虑了现实情况，照顾到 了各方的利益。比较容易可行，且操作方便 3 基于两部制电价的竞价模式 两部制电价为解决成本差异提出了容量电价和电量电价相分离。容量电价不参与竞争， 按照机组可用率和容量成本支付；电量电价在市场竞争中产生，从而实现了平稳过渡，既 不影响新建电厂还本付息，又照顾了老厂利益；而传统的容量补偿方案则没有从根本上通 过电价机制抑制和控制新建电厂的造价容量补偿办法的进一步完善应注意以下几点： ( 1 ) 新建电厂时，容量造价要招标 ( 2 ) 只能进行部分容量电价的补偿 ( 3 ) 按照平均容量电价进行补偿 ( 4 ) 容量电价的计算应根据年终机组平均利用小时计算，如果实际利用小时数超过了 平均利用小时数，对超出的部分不予补偿；如果小于平均利用小时数，也仅按平均利用小 时数计算 。 ( 5 ) 同类新机组的补偿容量电价= 同类新机组平均容量电价x ( 同类老机组的平均燃 料成本同类新机组的平均燃料成本一1 ) ；也可按同类新机组的补偿容量电价= 同类新机组 的补偿容量电价( 1 + 政府调控系数) ( 6 ) 对应不同类型的机组，补偿容量电价是不一样的，以此体现政府的产业政策补 偿方法具有以下几个优点：有效地避免了机组造价的攀升，使得投资方在新投入电源时可 以有效地进行成本控制：在各类机组之间实现平等，同等条件的机组可以得到同样的补偿， 促使发电厂提高效益、降低成本；具有透明性，能避免在核定成本时的暗箱操作 4 当量电价模式 当量电价是在研究两部制电价、英国电价的定价方法和美国加州单一制电价体制的基 础上发展起来的当量电价是假设所有竟价上同发电厂在建设资金来源、技术条件、自然 资源等客观条件都相同情况下的每k w h 电量的平均上网电价 5 发电超基数竟价 市场交易中心与各发电公司签订购、售合同，明确合同电量与电价。并将机组的合同 电量分解到e 1 合同电量仅作为结算的依据对机组的报价实行最高、最低限制。发电超 基数竞价数学模型如下根据机组竞价的上网电量，按日计算，机组上网电量在合同电量 之内的部分按合同电价结算，超出合同电量的部分按竞争电价的平均值结算；上网电量小 于合同电量时，其差额电量按合同电价减去机组成本电价予以补偿竞价采用价格优先的 原则，即在竞标总电量确定的情况下，标书价格低的将获得竞争的电量竞标的结果使得 发电竞争的总电量的平均电价比较低，从而获得良好的经济效益 6 分段竞价模式 分段竞价的运营模式如下：在日前市场中，机组每天只申报一次价格利用小时曲 第5 页共6 3 页 贵州大学硕士学位论文水电厂发电报价技术支持系统研究 线首先将次日的负荷曲线分段；根据各发电厂的报价图，将报价由低到高捧列，形成负 荷优先顺序；按照优先顺序在负荷曲线上由基荷开始向上带负荷，每满足一个分段，形成 该段出清价；检查爬坡约束。 1 3 水电参与竞价上网的必然趋势 新中国成立以来，尤其是改革开放以来，水电有了突飞猛进的发展，取得了巨大成绩。 首先，水电装机容量跃居世界第二，这样的发展速度，在世界水电建设史上也是绝无仅有的： 其次，水电建设技术已具世界水平：第三，己初步建立了适应市场经济的、有我国特色的水 电开发建设机制为了使电价能够适应新形势下电力企业正常发展的要求，积极探索电价改 革的新思路，建立科学合理地电价机制，这既是电力工业建立市场经济体制的基础，又是电 力工业发展的关键水电厂是电力系统中最重要的组成部分，因其启停迅速、运行灵活，可 以最有效地担任电力系统中的调峰、调频、调相和顶替事故备用等任务，在电力系统中有独 特的作用从目前的情况来看，虽然水电竞价上网存在许多困难，但却己成为必然。其必然 性主要体现在以下几个方面： ( 1 ) 能够适应电力体制改革，按照“网厂分离、竞价上网”的方向，促进电力市场化发 展； ( 2 ) 根据电网中不同水电厂( 作用、地位) ，有利于按“同网同质同价”原则，促进公平 竞争； ( 3 ) 有利于促进水电厂体制改革与创新，以求整体安全效益和经济效益的最大化或相互 兼顾i ( 4 ) 有利于促进水电厂技术体制改革与创新，以适应电网运行可靠性要求，以及电网调 度与电力交易的技术要求； ( 5 ) 有利于促进水电厂内部管理与创新，以健全和完善管理制度及运行机制，提高综合 管理水平 1 4 水电厂发电报价系统的相关问题k 2 l j 水电厂发电报价系统就是为了适应我国电力体制改革和电力市场建设的要求，以提高 水电厂在电力市场中的竞争能力为目标而开发研制的。通过它，企业可以全面掌握企业生 产经营状况，实现内部资源的优化配置，使企业管理和营销部门制定最佳的发电计划。形 成科学的报价策略和申报方案，为企业在电力市场竞争中立于不败之地提供及时，全面的 支持。 1 发电报价制定的原则基础 在电力市场中，实行厂网分离，各发电商竞价上网。要求发电商将电力生产行为以价 格形式表现出来，在。三公”( 公开、公平、公正) 原则下，以发电报价为依据实现竟价上 网；扩大电厂自由选择权利。保证电网的开放；建立有关法令、规约，以使竞争规范化 2 电价 电价是电力市场正常运行和发展的杠杆，它主要包括发电上网电价和输电服务电价。 电价的确定应符合电能生产，消费的价值规律。应以成本为主，合理利润，公平负担促进 用户合理用电的原则 第6 页共6 3 页 贵州大学硕士学位论文 水电厂发电报价技术支持系统研究 电价理论【”, 3 2 , 6 1 l 是电力市场的核心理论之一电价理论应分为两个部分。即电能成本 分析( 电价预测) 和电力市场中的电价形成机制j 电能成本分析是电价预测的基础。对于电 力市场的宏观控制，优化电力资源配置有决定性的影响但电价的形成最终要通过市场机 制形成从理论市场运行来看，电力市场的出清电价应与电力系统电能的边际成本相对应 电能成本的研究以边际电价分析理论为基础，可分为短期电能成本分析与长期电能成 本分析电能短期成本分析的核心是电力系统优化调度，竟价上网的问题电能长期成本 分析除了运行方式及水库调度优化之外还要考虑电源的优化规划与输电系统的优化规划。 在电力市场条件下，电源规划与电同规划的目标发生了变化在可行性研究时必须增加投 入产出分析，这又不能不涉及未来电价预测的问题。此外，作为规划标准的可靠性指标也 必须得到电力市场参与者的认可 3 交易形式和竟价上网 电力交易可采取双边合同和竞价上网的形式一般电力市场都包含这两种形式的交易 但是，这两种形式各占多大份额，应该根据具体情况进行分析竞价上网是电力交易的重 要形式竟价上网是指：联营体通过一个独立的机构i s o 。按照卖价低者优先和买价高者优 先的准则统一从发电厂商采购电能，再出售给用户若忽略管理费用、电能质量、转运和 其他一些因素对电价的影响，则市场中存在着统一的电价也就是说，各电厂根据竞价的 结果，决定次日的发电量竞价上网的方式和竞价策略是电力市场理论中的一个难点，具 有很强的随机性和实时性要求，该问题不仅与电力交易的经济效益有关，而且直接影响到 电力系统的安全性和可靠性。对于发电厂商而言竞价决策和运行优化有密切关系，而竟 价目标是获取最大利润双边合同中的电价则完全是买卖双方自己的事，但是可以这样认 为，同一个市场中的双边合同签定的电价差别不会很大，原因是理性的电能购买者不会出 比其他人高很多的价钱购买同样的电能，反之。卖方也不愿意接受太低的价格因此电力 联营体模式与双边合同模式所形成的电价差别也不会很大睥j 发电厂商在既定的交易形式下，如何制定最优竟价策略，涉及到随机优化的模型和算 法研究电力市场在以何种交易形式情况下，应采取何种竞价策略和优化运行，对发电厂 商而言就显得尤为重要 4 报价适用范围 本文讨论的发电报价适用于以竟价上网为主的电力交易中，主要涉及水电厂的报价问 题，并采取技术支持系统进行报价 5 实际采用发电报价系统的要求 1 ) 电厂是电力市场的竞争主体，应具有经营自主权，在给定的市场条件下，有权以利 润最大化为目标，自主决定何时发电、发多少电电网运营方只能通过制定市场规则与合 理的电价结构。运用经济杠杆来引导发电方的有序竞争1 2 ) 要求有完善的上网电价体系。不同类型的机组，具有不同的造价和燃料成本以及不 同的调峰功能一个完善的上网电价体系。必须能够合理补偿各类电厂的不同成本，体现 它们对系统调峰的不同贡献1 5 7 1 3 ) 要求在电力的生产过程和使用过程，表现出不同的价值规律：在用电时。电力的使 用价值随用电时问的不同而不同：在发电时。发电厂是2 4 h 连续生产的企业。电力的生产 第7 页共6 3 页 贵州大学硕士学位论文 水电厂发电报价技术支持系统研究 成本并不随时间而变化决定全网发电总成本变化的因素，是用电负荷曲线幅值的变化 具体到某一个发电厂，其运行成本及其对系统的价值主要取决于该厂在负荷曲线上所处的 发电位置，即调峰程度的不同 1 5 本论文研究的主要目的和内容 本论文研究的主要目的是解决水电厂在电力市场环境下如何进行水电站( 群) 的优化 调度以及采用策略性报价。并通过发电报价技术支持系统作为技术手段实现利润的最大化 论文主要内容如下： 本论文首先对电力生产辅助模块中的水电站水库径流预测与最优运行调度进行探讨， 在讨论水电站水库日径流预测时，概述了三种预测模型，即平稳自回归模型、分期平稳自 回归模型、多阶季节自回归模型，并对各种模型进行效果分析比较；在进行径流预测的基 础上，分析了单一水电站日优化运行调度和梯级水电站日优化运行调度的相应模型 其次，对发电机组的成本进行了分析。阐述了发电厂成本计算的两种方法：会计学成 本法和边际成本法；在研究发电厂生产成本的基础上，讨论了水电厂上网结算电价的预测 模型，本模型是基于单一市场情况下的随机电价模裂基础上，并运用几何布朗运动理论构 造了电价模型在探讨边际电价预测中，本文应用线性移动自回归模型，对次日9 6 点实时 边际电价进行预测，最后引用算例进行校验 第三，分析了水电厂按成本分析进行报价、基于市场出清电价等报价策略基础上，本 文探讨了发电公司报价策略的风险问题，采用风险型决策方法，并利用效用理论来解决风 险型决策问题。得出利用效用理论来解决风险型决策问题的主要步骤；探讨了一种基于效 用的发电公司最优风险报价策略模型，并以此为基础采用。效点间距离对分法”构造发电 公司最优报价策略的效用函数模型。并引用具体的算例对模型进行了检验 第四，针对发电侧电力市场的运行规则和水电厂的实际运行情况，融合报价策略，阐 述了水电厂发电报价技术支持系统的基本框架和实现的功能，就报价子系统进行了更深一 步的探讨，文中还简单介绍了发电报价技术支持系统的开发平台 最后，总结了论文的研究成果，并对论文下一步的研究进行了展望 第8 页共6 3 页 贵州大学硕士学位论文水电厂发电报价技术支持系统研究 第二章水电站水库径流预测与最优运行调度 2 1 水电站水库日径流预测1 5 , 2 0 2 5 3 1 2 1 1 水电站水库日径流预测概述例 在电力市场环境下，各发电公司除与电网公司签订长期合同外，还要与电网公司进行 现货交易和实时交易，而且随着市场开放的不断扩大，现货交易与实时交易的数量也将不 断扩大，开展水电站日径流预测研究，能为发电公司制定水库的短期优化运行方式，为合 理确定现货交易和实时交易提供依据 日径流是短时段水文特征量，其随机变化规律和统计特性比较长时段水文特征量更为复 杂目前，应用于水电站日径流量预测的方法主要有成因分析法和数理统计方法两类：( 1 ) 成因分析方法是运用水文学原理，深入分析水文现象的物理成因，充分了解和掌握其内在 的客观规律，然后通过合理的技术途径和科学的方法预测未来的水文情势变化；( 2 ) 数理 统计方法是依据大量历史数据，运用数理统计方法分析水文要素自身的统计规律或要素与 有关因子之间的统计关系，然后应用这些规律或关系建立模型进行预报其主要模型有： 多元回归模型、时间序列模型，门限自回归模型、人工神经网络模型、滤波调整模型、均 生函数模型、小波变换、投影寻踪模型等虽然日径流预测的模型较多，但这些模型的通 用性较差，通常是应用于某一特定的流域时预铡效果较好因此，在进行日径流预测时， 要在分析当地水文现象的变化规律及样本资料的统计特性的基础上选择多种模型进行预 测，结合预测结果进行分析比较，选出适用该流域的日径流预测模型 2 1 2 水电站水库日径流预测模型 2 12 1 平稳自回归模型 平稳自回归模型是一种短期时间序列预测模型它将预测对象随时间变化形成的序列 看作是随机序列a r m a 模型的基本思想是：一串随时问变化而又相互联系的数字序列， 可以用相应的模型加以近似描述通过对相应数学模型的分析研究，能更本质地认识这些 动态数据的内在结构和复杂性，从而达到在最小方差意义下的最佳预测 一模型结构 设随机序列 t 可以用a r ( p ) 模型来描述，则有： x t = o + 由l x l + o2 x 五年+ op x i - p 七s t 若令t = 置一，则( 2 一i ) 变为： z = 中1 + 2 r - 2 + + o p z p + 这是以中心化变量表示的自回归模型 式中o o 、中l 、2 、+ 中，为模型参数；p 为模型阶数；占，为白噪声 若令： 互：x , - u 。则式( 2 1 ) 变为： 盯 第9 页共页 ( 2 一1 ) ( 2 - 2 ) 贵州大学硕士学位论文 水电厂发电报价技术支持系统研究 z ，= o - z ，i + o2 乙- 2 + + 中，互，+ 占， 式中，u 是序列的均值；o 是序列的方差；一与的关系是s ：= 8 _ 2 _ 1 仃 ( 2 3 ) 由于自回归模型适用于随机序列，而日径流序列波动较大要对序列进行正规化、标 准化处理，使之成为均值为0 、方差为l 的标准化序列，以满足建模要求。 二参致估计 模型定阶有很多种方法，但应用最广泛的是赤池提出的a i c 准则，其估计式为： 彳贮( p ) = 比玎( 衫) + 2 p(2-4) 式中，n 为时间序列的样本容量：一为计算值与实测值的估计方差。 按a i c 准则。使4 i c ( p ) 达到最小值的模型是可以接受的最好模型，其所对应的p 即为模型的阶致 模型参数均采用尤尔一沃尔克方程估计： o - 巾2 西3 i o ， 式中，岛，岛p ，是滞后时为1 2 p 的自相关系数 仃，2 可以通过下式估计： 吒2 = c r 2 ( 1 一q 岛一吼岛一q 纬) ( 2 - 6 ) 三建模步骤 ( 1 ) 由基本资料用概率论计算截e l 的统计参数u ，s ，其中u 为日流量资料序列的均值； s 为日流量资料序列的均方差； ( 2 ) 将流量资料进行标准化处理，得标准化序列 ) 按式下式转化： 弘半 ( 3 ) 计算 z ) 序列得自相关函数： ( 4 ) 按式( 2 5 ) 计算自回归系数中； ( 5 ) 计算残差得方差a ：2 ； ( 6 ) 按式( 2 4 ) 计算a i c ： ( 7 ) 根据不同的阶数p ，计算出相应的彳托【力，使a i c 达到最小值的相应阶数即为所求 第1 0 页共6 3 页 岛成岛岛 =ooooooooo卫 伽明；。 一 ； 见n一舡岛岛；舡 。风戊；舡 贵州大学硕士学位论文 水电厂发电报价技术支持系统研究 2 1 2 2 分期平稳自回归模型 分期平稳自回归模型是分段的平稳自回归模型即根据目流量资料分析自相关结构的 变化特性，按日流量自相关结构的变化特性将一年分为多个时期，将自相关系数比较相近 的划分在同一时期( 时间上是连续的) ，对每一时期建立相应的平稳自回归模型。这样，通 过不同时期的平稳自回归模型来反映年内日流量过程自相关结构的差异，由几个分期平稳 模型组合起来表示日流量过程的随机变化特性。在一年预报过程中，为了方便建模，2 月 取2 8 天，1 年按3 6 5 天计算 一模型结构 分期平稳自回归模型结构如下式： e = 占，- + 兰o t y i 占。2 + 窆西：】，一 - l 1st t 1 t ist t 2 ( 2 - 8 ) 6 11 + 兰y l - n is ，s3 6 5 = i 式中，o ( m = 1 ，2 ，p ，；，= l ，2 ，) 为第，分期自回归模型的第m 个自回归系数； 正o = 1 , 2 ，一1 ) 为分期门限；p ，为第，分期的白回归模型阶数； g t u = 1 ，2 ，3 6 5 ；t = 1 , 2 , - - - , ) 表示第t 年第，分期的正态独立随机变量 二分期原则 分期平衡自回归模型的关键问题是如何分期按照建模要求，分期原则是分期内日流 量各截口自相关结构变化不大，即自相关系数的差异不显著。日流量过程变化存在季节性 的特点：全年分桔水期和汛期，有的地方还有汛前过渡期和汛后过渡期，各期的统计特性 和自相关结构有显著差异，在分期时，必须考虑流域水文，气象等特性在日流量预测过 程中将视具体情况进行分期，以保证预测值的准确度 三回归系数的估计 分期平衡自回归模型在区间定出后，每个分期内的参数估计同平稳自回归模型相同， 不同之处在于自相关系数采用分期内的平均自相关系数 假设有n 年的日径流资料如下： 第一年：x i 第二年：x 2 1 第三年：x 3 1 第年：x _ x 1 2 2 x 2 2 x 3 ； x _ 2 拍5 x l 3 6 5 x 2 蛳 x 3 3 6 5 x x i o = 1 , 2 ，, 3 6 5 ；t = 1 , 2 ，) 表示第f 年第i 日的流量 设纬，j 为第f 目的p 阶自相关系数，为： 第1 l 页共6 3 贞 ( 2 9 ) 一 ，一 ， i v ，h，屯。屯 h 贵州大学硕士学位论文水电厂发电报价技术支持系统研究 ， ( x ，一z ) 盯，”一z ，) 2 旦万鬲石：= _ 其中冠表示第f 日的平均流量： 叉i = 可i 毫m x | q 表示第i 日的径流标准差： 口= 所以，平均的p 阶自相关系数为： 壹 一f = 五 岛。亏i ( 2 - 1 0 ) ( 2 - i i )