（电力系统及其自动化专业论文）在电力市场下综合有功无功的实时电价模型.pdf

奎堕垩三查鲎堡圭堡塞兰堡塞 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h e r ew a sau n b a l a n c e dt r e n di ne c o n o m i c si ns h a n x i p r o v i n c e ，i th a sd e v e l o p e dv e r yq u i c k l yi ns o u t h e r na r e a ，s u c ha sl i n f e n 、 y u n c h e na r e a s ol a 唱eq u a n t i t i e so f p o w e re n e r g yh a st ob e t r a n s f e r r e df r o m t h en o r t ht ot h es o u t h 。t h e ni tl e a d st ol o t so fr e a c t i v es h o r t a g e 。i nt h e n o r t h e r na r e a ，t h e r eh a v ea d e q u a t ec a p a c i t yf o rc o n s u m e r t h ev o l t a g ei s t o oh i 出i nn o r t h ，t o ol o wi ns o u t h t os o l v et h ep r o b l e m ，an e wm e t h o df o r s p o tp r i c ed e f i n i t i o ni sp r e s e n t e d i nt h i sp a p e r b a s e do ns c h w e p pfc ss p o tp r i c ea c t i v em o d e l ，t h er e a c t i v ei sa d d e d t oi t i t sr e s u l ti n c l u d e sa c t i v es p o tp r i c ea n dr e a c t i v es p o tp r i c e 。t h em o d e l h a s3p a r t s ：m a r g i nc o s to fg e n e r a t i o n 、t r a n s m i s s i o nc o s ta n dt r a n s m i s s i o n c o n s t r a i n t sc o s t t h ed e t a i li s1 6 2i nc h a p t e r1 t h et h e s i sh a s m a i n l y f i n i s h e dt h et a s k sa sl i s tb e l o w ( ) f i r s t ，p o w e rs y s t e mm a t h sm o d e la r es o l v e d ，t h e nb a s e do nt h e r e s p e c t i v el o a d s s u i t a b l e i n i t i a lp o i n ta r es e l e c t e d ( 2 ) s u i t a b l eo p t i m a l e c o n o m i c a l d i s p a t c h m o d e la r es e l e c t e d c o m p u t e r e d i td e p e n do ni n i t i a lp o i n t t h e ne a c hc o m p o n e n t o f s p o tp r i c ea r e s h o w n ( 3 ) a d dt h i sn u m b e r st o t h e s p o tp r i c em o d e l ，t h es p o tp r i c ea r e s h o w n ， t h ed e t a i li si nc h a p t e r4 t h en u m e r i c a lr e s u l t so fa6 - b u st e s ts y s t e m a r eg i v e nt od e m o n s t r a t et h ef e a s i b i l i t yo ft h ep r o p o s e dm e t h o d ，w h i c ha g r e e w i t h s c h w e p p fc ss p o tp r i c e k e yw o r d sp o w e rm a n e t s p o tp r i c eo p t i m i z a t i o nc o m p u t a t i o n l l 第一荤电力市场的概述 第一辇电力市场的撅述 1 1 写l 言 1 9 9 2 年1 1 月，在华东电网调澄囊动化系统实嬲化验收会上，电力部 领导掇出，按十四大精神要建立社会主义市场经济体铷。只有商业化的 电网自渤化才能真磷g f 导我们走向市场经济概念。 1 9 9 3 年1 1 月，在中蓬第2 2 殛电嘲调度运行会议上，魄力郝领导又 提出，在电两内部，发电厂由于投资多元化而形成了产权多元化和利益 主体多元化的格局。作为现代化电嘲，不研究经济调度不行。备电网利 蕴主体琏以效蓥为中心，缡好电娜工作。 1 9 9 5 年1 2 月，在全嘲电力工作会议上，电力部领导进一步指出，随 着大量独立法人的发电公司的出现，介于发电厂与用户之间的电网就成 为电力交抉戆场所，市场瓿裁将成为魄力运营鹣基本点。 这几年我国已歼始了电力市场的准备工作。倒如建立电费计餐系统， 实行峰谷分时电价和建立模拟电力市场( 如在浙江，安徽等省) 。然而， 蠹于我毽已实施了4 0 多年嚣计划经滂，要囱寮甥经游转交，穆涉及至l 毫 力工业规划、建设、运行和管理的各个方面。因此，建立中困电力市场 将是长期而艰巨的历史任务。 双电力枣场理论阱，习寒谤，弱霉代以蔻是经典理论泠段；6 8 0 年 代由予计算机的应周期弓| 入控制论两迈入现代璎论阶段：9 0 荦代出于引 入竞争理论而发展剥电力市场理论及模拟运行阶段。这些为将来电力市 场豹冀歪运 亍提供了宝爨魏经验。 。2 电力市场购基本撅念n ，4 5 3 太原理工大学硕士研究生学位论文 一个健康市场的特征1 是： ( 1 ) 价格随需求变化 ( 2 ) 价格变化影响需求量 ( 3 ) 买卖市场机制 ( 4 ) 买方无垄断行为 ( 5 ) 卖方无垄断行为。 电力市场作为一个市场，必然有以上的特征。电力是商品，交换靠 的是电价。而电价只有在交易双方都能接受时才能成交。电价过低，一 是会影响电力工业的发展。二是会影响电力的生产。电价过高，将影响 其他工业的发展，甚至影响社会的安定。因此，一提到电力市场，首先 提到是电价。可以说没有电价的改革也就谈不上建立电力市场。但屯价 改革的含义并不是涨价，而应服从科学的规律等价交换的原则。这 首先要求电力部门有一个科学的确定电价的模型。这个模型能随各种因 素的变化而随时修改电价，并接受上级与社会的监督。 由于我国建国几十年来一直缺电，为了缓解这种状况，吸收了多种 资金来办电。因此形成了多种产权的电厂。产权多元化必将冲击垄断经 营时的上下级关系，代之以平等协商的关系。电力系统有自己的技术特 点生产需要统一指挥以获得最大的利益。一个适应改革的管理者， 应抛弃上下级强制型管理关系，学会适应平等协商型的管理关系。公平 竞争环境下的管理者追求的是各方的共同利益，以互利使大家自愿服从 统一指挥。由强制统一调度上升为自愿统一调度将是领导艺术上的一次 大飞跃，也是改革的本质。我国长期缺电的历史使电力产品完全成为卖 方垄断市场，个别地方的电价达到数倍正常价格。然而这是市场的一面； 燃料和人力的涨价自然使发电成本提高，可是要正规提高电价，又会受 到来自国家和用户的反对。以至于在缺电的情况下，空调和电器越来越 第一章电力市场翁概述 多。从这方面来看，这似乎又成了买方的垄断市场。 从市场角度来看，洪卖均不可蘩龋。而且买受方都可以霄多方选择， 郎每个用户可以选择不嗣的发电厂域电力公司供曦。发电厂魂可以选择 向不同的电力公司和大用户卖电。这样才能真正引入公平竞争。当然电 力设各的爨贵使电力公司其有天然的垄断性，当褥灵活输电的发展为打 破这种垄断提供了授术手段。将来能源的多样髓稍自爝髂源的增多，电 力公司的穗断性早晚会消失。 电力市场最终实现 7 】豹是发电、输电、配电积愆户各方平等。但中国 不能走美闲f c g ( 佛罗墼达电力联合集团) 自然发育的缓慢过程。而应 该吸收英国的经验，在国家的指导下有计划的进行，即以不平等的方式 实现平等之目标，以避兔历史的反复。 电力市场1 ，踮是应瘸计算机、现代化的测量和遴信设备，戳电价作为 控制电力交易的杠杆，进行负荷管理。电力市场的运行是在电力生产者、 电力消费豢粒输配电嬲络管理者之阕实行平等、公正鲍等价交换。电力 市场的基本原则是公平竞争。 1 3 图外电力市场的介绍“钔 国骣上邀力市场款攘式多秘多秘，毽基本上露分为嚣大类 1 1 ； ( 1 ) 有统一电网的国家，其改革模式一般采取发电与电网分开， 并逐步开放配电市场，而调度和市场运营机构与电网紧密结合。以英国 为代表。 ( 2 ) 没有统一电网的国家，其改革模式一般是新成立独立的系统 运行单位及电力交易机构，但各个电力公司仍可拥有电厂和电网，配屯 市场逐步开敬。馥美黧为典型。 1 3 1 英国模式“_ ”_ ”1 太原理工大学硕士研究生学位论文 美国电力市场的发展过程，以f c g 的发展过程较为典型。f c g 的管 理及运行方式属于电力联合运行中心的方式，其形式及发展过程可分为 以下四个阶段。 ( 1 ) 紧急功率交换 4 0 5 0 年代，佛罗里达州电力发展迅速，使原来孤立的各电力公司 供电区域相互联系起来。出于相互支援和提高供电稳定性的需要，相邻 的电力公司间出现了紧急功率交换的双边合同。合同包括紧急功率交换 的操作步骤及偿还方式。早期偿还是实物回报，随后出现货币偿还。到 1 9 5 1 年，由最早进行紧急功率交换的佛罗里达电力电灯公司( f p l ) ，佛 罗里达电力合作社( f p c ) ，坦帕电力公司( t e c o ) 组成了佛罗里达运 行委员会( f o c ) 。到1 9 7 2 年，在佛罗里达运行委员会f o c 的基础上， 成立了佛罗里达电力联合集团f c g ，允许佛罗里达的所有电力公司自由 参加，f c g 的组成形式如下图1 1 。 其中 1 ) 技术咨询小组提出满足经济性和可靠性的约束，协调各发电厂 及输电设备的规划，指导运行委员会和系统规划委员会的活动。 2 ) 运行委员会负责f c g 的整体运行，制定紧急功率交换程序，协 调维修计划，分配旋转备用，估计系统运行情况并对将来可能发 生的事故寻找解决办法。保证经济的、可靠的供电。 3 ) 系统规划委员会审阅并分析规划，确定规划的发电、输电设备是 否可靠，推荐满足要求的规划、设计运行方案，保证可靠的供电。 薹二兰塞查妻堑整壁茎一 翻l - 1f c g 组织移l 构图 f c g 对成员公司翡赘求是：必缀与其它宅力公霉静电网鞠涟，露露 满足f c g 所规定的备用要求，完垒本着自愿参加，互惠互利的原则。各 发电公司随时可以申请参加或退出。 在电侩方嚣，在紧急功率交换懿偿还土，已存在综合或本淹价帮长 期边际成本电价并存的方式。 在电网的转运业务方茁，由于f c g 的各子公词有义务在枣故中胡互 支援，耩以紧急功率转运已经出褒。 ( 2 ) 制订联合遴行政策 f c g 发展的第二黔段是制订统一熬联合运行敬策。f c g 如舨了 f c g 运行委员会手麓，包殛疆下蠢容。 1 ) 备用政策 f c g 对其所属电力公司提出熬确定势分配蓥用的步骤如下：总旋 转各露水平至少等于f c g 发电楹中爨六的一台发恕瓿颧定瓷氆功率；运 行备用水平至少等于f c g 中最大的一台发电机额定功率的2 倍，将各用 太羰壤王大学礤士研冤激学位论文 在各电力公司闻进行分配。分配原刚是依据各电力公司中的最大的一台 发电机功率和负荷峰值决定备用比例。分配备用降低了运行成本，减少 了安装功率，从嚣减少了发电成本。铡鲣，f c g 中参与分配各雳懿l l 家 予公司，最大的一台发电机楚f p l 的一裔发电机，其功率为7 2 2 m w ：参 与分配的各家子公司最大发电机功率之和为2 5 8 2 m w 。f c g 的总旋转备 穗为7 2 2 m w ，运霉亍备溺必旋转备矮静2 镑，为1 4 4 4 m w 。f c g 各髑分配 曩 数据见附燕1 。 2 ) 维修计划 联合裁订维修诗剡饺f c g 在渍是负穗要求秘运行签爱承乎豹藤挺下 有了很大的灵活性。在此期间，各成员w 以相互签订短期固定的呶力交 换协议和紧急应急措施。 戈了提楚系统鳃可靠羧，f c g 到订t 紧急壤况下爨漂 筝步骤。其中 包括某电力公间出现事故时，首先事故公司切负荷。攀敌中，各电力公 司切负荷，对事故电力公司进行事故支援，最终将事故公司解列。 ( 3 ) 经滚麓率交换 从1 9 7 7 年开始，首先由相邻电力公司间出现了少爨的经济功率交换。 取得了一些经济效益。随尉f c g 作了模拟试验，选定一个时段，静电力 公司润遂 亍摸拟经滚臻率交换，计算瑟愆懿效蓥为1 0 5 3 美元。恧当瓣f c g 平均小时利润才为1 3 0 0 荧元。这个消息大大刺激了备成员公司进行经济 功率交换的积极性。至1 9 7 8 年2 月，由于进行了经济功率交换，实际利 瀵麸l 嚣蛩貔9 0 万美元主舞至 6 0 万美元。 此时，除相邻电力公闭间进行经济功率交换以外，不相邻的电力公 司也经过中间方的转运，完成功率的交换。只是增加输电费用协议。由 予鼗时凳是燹荔双方进行协亵，签定会阉，来麓麸熬体上饶纯贸荔，蔑 臌了经济功率交换的进一步发展。 第一章电力市场的概述 ( 4 ) 电力经纪人系统 ， 为促进经济功率交换，f c g 建立了电力经汝人系统。最初是人工的， 后来改成自动的。在f c g 电力经祆人系统中，各发电公司提出每小时报 价及欲买卖的电量，由电力经淡人在全局最优的基础上进行贸易匹配。 电力经济人系统给f c g 带来了很大的利益。1 9 7 3 年3 月，经济功率 ，u 交换的利润为1 0 0 万美元。1 9 7 3 年3 1 2 月间，共为1 3 4 0 万美元。自从 1 9 7 9 年2 月，f c g 自动能量交易系统投入运行，利润达到了2 0 0 0 万美 元年。 由于此时的经济交换大部分不是在相邻公司间进行，所以转运贸易 非常活跃。在f c g 中，有两种确定转运费的形式一固定费用和签订输电 服务合同。例如，f p l 和f p c 两大公司拥有几乎所有佛罗里达州的高电 压输送设备。f p c 使用固定运费方法，即在转运费里，不考虑公里数； f p l 使用每次签定输电服务合同的方法，在合同中规定各项转运业务的 费用。经济功率转运业务为大范围的经济功率交换贸易提供了可能性。 自1 9 7 9 年至今，美国的电力市场基本局限在发电市场。对用户市场， 仍由各发电公司垄断，各电力公司有严格的营业区域。 在电价方面，自1 9 8 7 年由美国麻省理工学院的斯威普首次提出实时 电价以来，只在极小的一部分用户中进行了试验，尚未得到广泛应用。 目前，广泛采用的电价理论是长期边际成本方法。 1 3 2 英国模式”t ”1 从1 9 8 7 年起，英国开始对其电力工业进行了大规模的体制改造。 ( 1 ) 改革前的英国电力工业管理体制 英国的电力系统可分为两大网；苏格兰地区电网，英格兰和威尔士 地区电网。苏格兰地区的用电量约占英国的1 0 左右，由苏格兰电力局 奎簦篓三查兰堡圭至塞量鲎篁兰茎 一 和苏格兰水电局负责生产、传输、销售。在英国电力工业改革中，苏格 兰地区电网的管理体制未 乍变动。英格兰和威尔士地区电网已明暇的重 建了体翎。改辇薪，荚貉兰簿藏尔魏嚣瓣电力繁瑗髂翻如蚕l - 2 ； 其中，英国中央发电局负责发电厂和输电线的建设和运行。地区供 电局负责将电销售给用户。调度模式为统一调度。 ( 2 ) 英瓣奄力俸翱豹渡萃奔缮 以下图1 ，3 为改革后的英国电力工业组织结构。原英国中央发电局 ( c e g b ) 分解为以下四部分。 1 ) 国家曦瓣公司：拥鸯掰毒酶离藤输毫系统，主要是2 7 5 k v 帮 4 0 0 k v 的输电网，同时国家电网公司还控制者与法国电网和苏 格兰地区电网的互联工程。 2 ) 国家魄力公司：耪l 鸯约占总装瓠容量5 0 静火力发电厂。 3 ) 国家缴电公司：拥有约占总装机容量3 0 的火力发电厂。 4 ) 核电公司：拥有约占总装机容量2 0 的核电站。 苏格兰 地区电网 独立 发电厂 地区 龟力公弱 原子能管理局 核能管理局 法国 电网 獒言糍蝴ir 大用户 地区 供电蜀 地区 供邀弱 图1 - 2 改革前的英格兰和威尔士地区电力管理体制 第一章电力市场的概述 图1 3改革后的英国电力工业组织结构 其中，国家电力公司和国家发电公司为私营股份制公司。由政府发 行电力股票，将国有资产半数以上出售，进行独立核算，自负盈亏。国 家核电公司由于成本较高，不具备竞争力，所以为国家所有。同时建立 了一个电力市场交易机构，名为电力联合运营中心。由国家电网公司负 责运行。1 2 个地区电力局完全私有化，现在称为地区电力公司。地区电 力公司拥有1 3 2 k v 及以下的输、配电网络，并负责将电卖给终端用户。 改革后，对大用户开放了市场，大用户可以自由选择供电方。如可 从某地区电力公司、电力联合运营中心和发电厂中任选供电方。除地区 电力公司外，还允许持有许可证的单位从电力联合运营中心购电并向大 用户供电，但必须交付过网费。以下为英国电力市场的运行机制 ( 3 ) 英国电力市场运行机制 在英国电力市场中，发、输、供电完全分离。电力市场中的贸易方 式，分为参加电力联合运营中一t 5 贸易和直接签订合同贸易两种( 如图1 - 4 和图1 5 ) 。参加电力联合运营中心贸易时，发电厂直接将电卖给电力联 合运营中心，大用户从电力联合运营中心购电。采用签定直接合同贸易 太箨l 壤王太学疆士研究艇学位论文 方式时，发电厂可以与大用户、地区电力公司或持有许可证的单位赢接 图1 - 4 英国电力市场贸易方式 ( 参细联鑫运营审。燹易，凝麸其贸易) 圈t - 5 签定宜接合同，不参加联台运营中心调度的贸易方式 憝定合同，用户可以选择从地区电力公词、持有许可证的单位购电，或 麸本蘧嚣及薮绝亳秘豹电厂魏宅。 为保证所有电力市场的参与者平等使用电网，防北电网所有者利用 麓断地位限制市场贸易。英国电力市场很显著的特点是将高压输电网全 都归国有，窿鬻藿公司经蘩管理。并在逢力法中嗳礁艘定，毫璃农安全 遮行的前提下，必须向所谢电力市场成崩开放。这样，电网承担了大量 爵勺转运业务。 ( 4 ) 英鬻鸯力市场鹣毫侩 英国电力市场的做法照，每天分为4 8 个时段，每半小时为一个时段。 o 第一章电力市场的概述 提前一天计算出第二天4 8 个时段的电价。 确定全网的电力价格是电力联合运营中心全部工作的核心。每天上 午，各发电厂将第二天每台机组每半小时的运行数据报给电力联合运营 中心。这些数据包括：最低发电容量和成本，起停机费用，不同发电功 率的成本和每半小时的可供最大发电功率。 根据以上数据及电力联合运营中心对系统每半小时的负荷预测结 果，经计算机处理后，首先对发电机进行排序，得出发电机次序表。于 下午3 时公布，此序表的制订，不仅取决于各发电机的成本，还要考虑 负荷需求突然增长时机组的灵活性和发电机所处的地位。随后，根据全 网成本最低的原则，确定发电计划，得出第二天4 8 时段的电价。 该电价共分为两种，一种是电力联合运营中心向发电厂买电时付给 发电单位的电价，称为电力联合运营中心的购买电价。它由系统边际电 价和容量费用确定；另一种是用户从电力联合运营中心购电的电价，称 为电力联合运营中心的销售电价。 电力联合运营中心的购买电价p p p 的计算式为： p p p = s m p + c e s m p 为系统边际运行电价。 c e 基本电价。 系统边际运行电价可根据机组参数和负荷预测的数据，由经济调度 程序软件得出。基本电价反映的是电费中的容量因素。其目的是为了反 映系统的供求状况。当系统容量过剩时，c e 值很小。反之，当容量短缺 时，其值上升。基本电价的计算式为： c e = l o l p ( v l l s m p ) 式中；l o l p 为发电容量不满足负荷要求时的概率，由国家电网公司 计算；v l l 为停电损失值，是一个重要的数据。它代表了中断供电时用 太鞭建王大学硬士研究生学垃论交 户的损失。由政府决定，翻前为2 英镑，( 千瓦时) a 电力联合运营中心销售电价的计算式为 p s p p p p u p 毛l f 善 u p l i f t 为附加费 附加费包括电网运行成本及为安全供电所必须的其他费用，如网损、 嚣绘餐鬻电厂熬费震等。 由电力联合运营中心给出的电价，诲时会发生较大的波动。出此计 算的电费会给电厂和地区电力公司的收入带来很大影响。为了减少这种 影噙，菜些建送电力公司与邀厂签订了耱台嚣，蘸瓣是把每天静电徐 波动控制在一定限度内。麒基本思路是：预先确定一个平均电价，当电 力联合运营中心给出的电价差值超过一定限度时，取两个电价的中间值 乍为双方结雾鹃爱终电徐。这静合嚣稼凳稳定合蘑电馀。 从表面上潜，稳定合同电价减弱了实时电价的指导性。但是成该看 到，对不同的贸易类型，威实行不同的电价制度。对予短期可变功率的 笈逸厂帮受穆哥交鹣孺户薹乏说，实露毫徐提供了系统实辩运行翁镶憨。 根据电价的变化情况，发电厂可以随时猩一定的范围内改变发电缴。用 户可随时在允许的情况下改变用电量，从丽保证系统实时供需平衡，改 饕系统运行环凌。僵是，对较长露段静露定毫量台目采说，实嚣孝恕价只 怒结算的依据，对发电量和用电量的指导作用较弱。而供需双方蘩求电 徐具有一定的稳定性，所以，稳定电价合同可以看作对基荷供电时，抑 潮实辩毫徐波蕊懿辖韵捂藏。 由于英国电力市场采用全网统一电价，即不同地点的购买价p p p 都 怒一样的，销傍价也是一样的，不考虑地区的差别。将全网的网损及设 奄投资的鼙定成本等输电或零平均住了。逮祥，荚莺嘏力市场的嘏熊转 运费与电能的注入点及流出点没有关系，只与转运时剡的销售电价和购 1 2 第一章电力市场的概述 买电价有关，即转运电价为p s p 与p p p 之差。 1 4 国内电力市场的模拟 引进竞争，增加活力，已成为世界各国电力工业发展的趋势。传统 的，自上而下的，垂直型的电力管理观念受到挑战。最大限度的在电力 系统中引入竞争，已被大多数国家接受。建立电力市场，本着公正、平 等的原则进行电力自由贸易的方式已越来越引起人们的重视。 1 4 1 建立电力市场是我国当前电力发展的需要“”1 ( 1 ) 省网间进行功率交换需要电力市场 由于我国国民经济的迅速发展，电力负荷以惊人的速度在增加，同 时负荷分布的不均匀，也日益突出。现在沿海及一些大城市出现了较大 的功率缺额是因为离煤炭基地较远、燃料价格高、劳动力价格高，这导 致了发电成本昂贵。因此就需要从能量资源丰富的地区向负荷中，1 5 , 供电， 如从水电丰富的广西向广东供电，从煤炭资源丰富的山西内蒙往北京、 江苏等地供电，因此，互联电网的功率交换势在必行，而且，曰益迫切。 目前我国电网管理要求以省网为经济实体，独立核算。互联电网的 功率交换，涉及各省间的经济效益。由于电价长期偏低，影响了供电方 的积极性，妨碍了省网间的功率交换。目前，我国省网间的功率交换， 无论从数量上还是种类上都是很小的，一般是固定电量、固定时间和固 定电价的交换方式，缺乏管理的科学性。 在电力市场中，电力交换是以贸易的形式进行的。彼此间是平等的、 互利的伙伴关系，处处体现了自愿原则，对于未能满足合同要求的，其 处罚措施也是经济性的，所以电力市场能提高各电网间电力交换的积极 性。 ( 2 )电厂产权多元化需要电力市场 奎篷黧三奎兰堡主登塞兰兰竺簦奎 目前，我图形成了由固家、外资、地方、华能等多家办电的岗面a 遮对缓和电力供需矛盾起到了很大的作用。但是，由于产权多元化而造 成了零j 盏懿主棼多元纯。在这释涛援下，蘩蠢强溪器方豹经济穰蘸藏残 了一个非常熏疆的问题。对待不同产权的发电厂，可能会出现两种倾向： 一种是对系统内的发电厂取保护主义，不顾发电厂的机组效益如何， 优先傈涯萁多发。孬穆其它发电厂捧在瑟嚣。这释徽法，降低了凝会效 髓，损坏了投资环境。另一种倾向是，为了吸引投资，只要外资发电厂， 就给予优惠条件。使其不擐任何风险便可获得利润。这种做法损害了国 窳程盏。繇竣不阕掰毒秘懿发电厂，应该平等对待，锱造一耱平等竞争 的环境。使投资者在承担一定风险的情况下有利可图。为此必须娥立电 力市场，给予每个参与者平等的机会，这样才能解决根本问题。 ( 3 ) 零| 避竞争增趣溪力 在电力市场中，参与的备方是平等的竞争关系。比如，在英圈的电 力市场中，酋先由电厂根据其成本报价。运营中心再依照成本的商低安 撼发电计划。这群，各发懿厂为了降低戏本，增翔竞争饶势，会努力熬 谯发电厂内部精简机构、掇简效率、增强活力。同时，由于各发电厂提 高了效率和机组的利用率，因而可以取消或缓建一些新的电厂。所以， 魄力枣场裁怒露管理要资源，著逶过竞争手瑷，挖援澄力，缓和彀力紧 张的局面，推迟电力投资。 ( 4 ) 建立电力市场题吸引投资的有效手段 枣予逛力枣场毫l 造了一耱平等竞争黪蝰境，竞诲投资者在承掇一定 风险的前提下获得一定的利润。这符合一个健康的投资环境的要求。例 如，阿根廷自从建立了电力批发市场后，允许所有的发电厂自愿参加贸 荔。各发电厂糕可参与调整，龟哥诲奄缝蹇接卖绘终溺爱户。麓绞廷麴 电力市场引来了美国、日本、芬兰、法豳等国的投资公司、工程公司， 第一章电力市场的概述 它们都积极谋求获得在阿根廷的电力工程。 根据我国的情况，由国家独家办电有很大的困难，通过建立电力市 场，吸引外资办电，是很必要的。 ( 5 1建立电力市场可获得可观的经济效益 在电力市场中，经济功率交换占主导地位。由发电边际成本高的一 方向发电边际成本低的一方购电，这是一种最基本的交易形式。购买方 由于从网外购买低于边际成本的电能，可以降低高成本机组的运行而获 得效益；卖方以高于边际成本的价格售出电能从而获得了效益。从全网 的角度来看，由于将发电量从成本高的机组转移到成本低的机组上，从 而降低了全网的边际成本。 另外，在电力市场中，紧急功率交换提高了电网运行的稳定性。备 用分配、联合维修减少了各子系统的安装功率，降低了成本。 特别是电力市场将负荷的概念以用户的概念来代替，重视供电方与 用户的合作，强调以经济手段优化用电行为，从而减小了负荷曲线的波 动，改善了运行状况。负荷侧管理作为电力市场的重要内容，将给电力 系统带来很大的经济效益。 从上述情况来看，建立电力市场是我国当前电力工业改革的必然方 向。建立电力市场的任务是长期而艰巨的。由于我国实施了4 0 多年的计 划经济。要向市场经济转变，将涉及到电力工业的规划、建设、运行、 管理等各个方面。因此可以说是一项影响广泛的系统工程。 1 4 2 浙江、安徽电力模拟市场的介绍“2 3 作为对华东电网联络线交换考核管理方法的响应，同时也是对电力 市场的尝试，浙江省于1 9 9 4 年7 月建立了模拟电力市场。随后，安徽省 于1 9 9 5 年2 月也建立了模拟电力市场。其做法比较一致。 太原理工大学硕士研究生学位论文 f 1 ) 管理模式 省电力公司分为发电、供电和中心调度三个环节。由省电力公司授 权中心调度所代表省电力公司向各发电厂购电，向各个供电局售电。事 后根据实际运行情况，对发电厂和供电局进行考核结算。 f 2 ) 上网电价和购电电价 各个发电厂的上网电价及上网峰谷电价是由省局财务处根据各个发 电厂的具体情况制订的。因此各发电厂的上网电价是不一样的。对供电 局是实行统一购电电价，并根据各供电地区用电结构的不同，分别核定 各地区购网峰谷电价。上述电价的制订是依据综合成本电价理论。而长 期边际成本理论尚处于研究阶段。 ( 3 ) 考核结算方法 在实行模拟电力市场中，发电厂发电量的结算和供电局购电量的结 算采用了发、购电量与频率挂钩的方法。其具体做法是：首先将每日分 为高峰、腰荷、低谷三个阶段。 高峰时段8 1 1 时，1 3 之2 时 腰荷时段1 1 1 3 时 低谷阶段2 2 时一次日8 时 然后，根据各发电厂实际发电量，对照中。t l , 调度所制定的当日各发 电厂的发电计划，计算发电厂发电量。根据各供电局实际购电量，对照 中心调度所制定的当日各供电局的购电计划，计算各供电局实际购电量。 当系统频率在5 0 1 4 9 9 h z 范围以外时，依据发电厂发电量，供电 局购电量，结合当时的系统频率，计算发电厂的发电奖罚电量。奖罚电 量的计算方法如下。 1 1高峰时期 4 9 9 h z 及以下时 第睾恕力枣场麓凝述 奖电量= 多发( 少购) 电量2 0 罚电量一少发( 多购) 电量2 0 5 0 i h z 及瑷土辩 奖电量= 少发( 多购) 电量x 1 0 罚电量= 多发( 少购) 电量1 0 2 )簇蘅嚣颓 4 9 9 h z 及以下时 奖电量= 多发( 少购) 电量x 1 5 弱毫塞；少发( 多购) 龟量l ，5 5 0 1 h z 及以上时同高峰时期。 3 )低谷时期 4 9 。9 h z 投以下嚣 奖电量= 多发( 少购) 电量1 0 罚电量= 少发( 多购) 电量1 0 5 0 。1 h z 及缢上辩 奖电量= 少发( 少购) 电量x 2 0 罚电量= 移发( 多购) 电量2 0 最鑫，投据各发毫厂上两毫量，考虑发电奖磷龟量和发毫谪整电量 计算各发电厂的上网结算发电量；根据各个供电髑购网电量，考虑供电 奖罚电量和供电调整电壁，计算供电局的购网结算电量。 ( 4 ) 对浙江、安徽滗力模羧市场静讨论 发、用电量与系统频率挂钩的办法，反映了电力系统强烈臻求发电 量与用电嫩保持一致的愿望。当频率岗时，说明系统供大于求，则奖励 发电厂少发惫，供电两多售龟。反之，系统频率低辩，谎唆系统供不应 求，又要求发电厂多发电，供电局少信电。发、用电量与频率挫钩，使 太原理工大学硕士研究生学位论文 得发电厂、供电局比以往更加关心系统的运行情况，进行实时调整。从 而改善系统的运行情况，使电网运行管理水平得到提高。这是值得学习 的地方。但是这种方法具有不精确的缺点。因为这种缺电过程实际上是 一个持续的过程。实时电价可以很好的解决这个问题。实时电价的计算 考虑了系统的各项数据。包括当时负荷情况、发电机运行参数、线路潮 流等实时数据。每天各个时段的系统运行状况由实时电价定量表示，各 发电厂、供电局按照实时电价改变发电量或购电量，调度局对各个发电 厂、供电局按照实时电价进行经济考核，具有精确、直观、科学的优点。 1 4 3 南方电力联营公司的转运业务和备用分配“”1 为了促进互联电网的经济功率交换，获得联网的经济效益，南方电 力联营公司向联网的广东、广西、云南、贵州、香港等几家电力公司开 放了所属的天广线、天贵线、鲁天线等高压输电线路，提供了转运业务。 同时，积极开展互联电网经济功率交换的协调管理工作。通过签定供、 运、购三方合同，明确供电容量、电量、时间及供电电价、转运电价、 奖惩措施等。 例如，根据贵州省电力公司、云南省电力公司、南方电力联营公司 1 9 9 7 年通过天贵线、鲁天线的售购电合同，由贵州省电力公司向云南省 送电，每天分峰、谷两时段，峰时段为7 2 3 时，谷时段为2 3 一次日7 时，输送电力为1 0 万k w ，峰时段为1 6 0 万k w h ；谷时段电量为6 4 万k w h 。鲁天线送往云南的过网费为0 0 1 6 元k w h ，天贵线的过 网费为0 0 3 元l ( w h 。 南方电力联营公司还在互联电网之间进行旋转备用分配，其计算方 法与f c g 备用分配的计算方法一致。即依据各个电网最大发电机容量占 互联五大电网中最大发电机容量之和的百分比和各电网最高负荷时占互 第一章电力市场的概述 联电网最高负荷之和的百分比，平均后，即得各电网的分配旋转备用的 比例，具体数据见下表2 南方电力联营公司在我国率先向电力公司开放高压输电网络，开展 电网转运业务，促进了电力公司间的经济功率交换。但是也存在以下的 一些不足之处。 f 1 1 电力公司间贸易协调、管理的自动化水平有待提高。目前，南 方电力联营公司对电力公司间电力贸易的管理尚处在人工操作的阶段， 自动化程度有待提高。 最大机组峰荷备用旋转 电网 功率 比例备用 功率 百分比百分比 ( ) ( m w )( m w ) ( 朋“1 广东电网 6 6 02 7 4 81 0 0 0 04 3 1 03 5 2 93 4 6 香港电网 9 8 04 0 8 05 5 0 02 3 7 l3 2 2 63 1 6 广西电网 3 0 21 2 5 72 7 0 01 1 6 4 1 2 1 11 1 9 贵州电网 2 1 08 7 42 5 0 01 0 7 89 7 69 6 云南电网2 5 0 1 0 4 l2 5 0 01 0 7 81 0 6 01 0 4 总和 2 4 0 2l o o 0 02 3 2 0 01 0 0 0 1 1 0 0 0 29 8 1 表2 南方电力联营公司旋转备用分配表 f 2 1 电力公司间的贸易方式简单，限制了经济功率交换的利益。当 前，电力公司间的交换形式主要是在较长时段内固定功率、固定电量、 固定电价的交换。这种方式适用于由电力资源丰富、发电成本低的地区 向电力紧缺、发电成本高的地区售电。但是缺少短期经济功率交换的贸 易方式。而这种方式的经济交换可以获得很大的经济效益，增加供求平 衡能力，改善运行环境。为此，华东电网打算在互联的电力公司问对计 划外的功率交换量，每天分为9 6 个时段，结合系统频率结算交换量，增 查簦鬃三奎兰堡主鐾塞笾兰簦笙兰 h * _ _ w _ _ _ _ _ _ - _ - - _ _ _ _ w _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ - _ 一 加系统实时功率交换的能力。当然，正如前面所述，结合系统频率结算 交换量的方式不如按实时电价结算的方式精确。 毽魏，亵互联两中，疲该依据系统运行情琵及受麓数据霸实辩计算 主要节点的实时电价作为电力公司间开展短期经济功率交换的依据。同 时，交易管理郝门必须具锯实时交易匹黻的计算和操作能力。实时电价 瑗可隘免电力公司静决策旋擞疆确豹售惑，又霹增翔缝舞懿精确梭。 除此之外，电力公司还可以开展备用功率交易、紧急功率交换、联 合制定维修计划等。 5 电价的基本概念”3 _ “1 1 5 1 制定电价的基本原则 我国电力法第3 6 条蕊定；翻定电徐，应当合理枣 耧簸本、合理确定 收益、依法计入税金。坚持公平负担，促进电力建设。 由以上内容可以看出，制定电价的三条原则为：成本为主、合理利 澜、公平受援。残零菇主懿琢裂要求供惫金韭菝据发、供电藏零裁定邀 价；合理利润的原则保证了供电企业具有扩大再生产的能力。同时保护 了用户的利赫：公平负担的原则要求对不问类型的用户按各自不同的供 邀筏本裁定毫徐，嚣露同一类墅嚣弱户一筏目仁。 除了上述三条基本原则外，电价作为联系供、用方的桥梁，应能给 予用户正确的用电信号，从简获得最优的社会效益。所以我们提出制定 魄铃熬第嚣祭缀簧l 。鄯覆逶羯户合理溺奄戆瀑羯。 依据此原则，电价应能鼓励用户在适当的时候以适当的方式用电。 例如：可以采用分时电价的措施，鼓励用户将高峰期的负荷移至低谷期； 可敬采趸功零嚣数璃整电徐，鼓聚矮户避行无功於嵇馒功率因数蔹虽童l ； 可以采用可停电电价，使用户的一部分负荷允许电力系统在任何时候断 第章电力市场的概述 电，承担系统备用。 促进用户合理用电的原则，体现了供电方与用电方的合作。目前进 行的需求侧管理的多项措施，均体现了这一原则。 1 5 2 成本核算 制定电价的第一条原则就是以成本为主的原则。所以制定电价首先 要确定电力企业向用户供电所花费的成本。依据电力部经济调节与国有 资产监督司1 9 9 3 年颁发的电力工业企业成本核算意见书，电力企业 在向用户供电时的成本如下。 ( 1 ) 燃料费，指发电耗费的各种燃料，如煤炭、石油、天然气、 液化气等的费用； ( 2 ) 购入电力费，指为了转售，从外单位购入的有功电量的电费； ( 3 ) 用水费； ( 4 ) 材料费； ( 5 ) 工资及福利费； ( 6 ) 折旧费： ( 7 ) 维修费： ( 8 ) 其他费用，包括办公费，宣传费，运输费，税金等。 上述费用之和，即为电力企业向用户供电的成本。供电成本加上国 家认可的合理利润，必须与所收电费大致平衡，这称为收支平衡。 1 5 3 电价的计算步骤。3 电价的计算，一般分为四个步骤 ( 1 ) 给出给定电价计算期的电力发展规划及资金计划。要完成这 项工作，首先要作出未来给定电价计算期的负荷预测，并依 此做出最优系统发展规划及相应的资金计划。 太鹱壤王丈学礤士磅冀生学位论文 ( 2 ) 成本核算，计簿朱来给定电价计算期的供电成本。 ( 3 ) 计算基础电价。依据上述供电成本，计算全系统的基础电价， 藜獭电徐爨诗舞方法毒三秘，综合藏本奄徐，长期边际裁本 方法，实时电价理论。 ( 4 ) 依据基础电价，对不同用电兴别的用户制定不同的电价类别。 。4 计算基磷电徐的三种方法“t ” ”1 ( 1 ) 综合成本方法 综合成本方法计算基础电价的定义魁：计算在未来给定的电价计算 赣蠹为了供穰掰需的全郝簸零，并将蓑分摊妥各个瘸户，萁计算步骤： 1 ) 作出系统在给定电价计算期内的电力发展规划及资金计划。 2 ) 成本核算：在综合成本方法中，依据前述供电成本组成项嬲逐项 进行成本核簿。其中，辑l 嚣费共亩两部分缀成；第一部分是现有遮行设 备的年折旧费，即依据现有运行设备的帐面成本计算未来电价计算期内 的年折旧费；第二部分是依据系统规划，在未来电价计算期内投入运行 斡电力设备的年孝厅| 日费。将供电成本鳜含各项求和，鼯得电力系绕向爰 户供电的综合成本。该综合成本可按上述电力成本与电量成本的分类， 分为综合电力贼本和综合电蹙成本。 3 ) 将供电成本在嗣户中分摊。 ( 2 ) 长期边际成本方法 在电力系统发展规划期运 亍中，出予未来微增受糟翡持续增长鞭产 生的微增成本，称为长期边际成本。 根据长期边际成本计算电价的理论，电价应使得社会效益为最大，依 据长期边际成本理论计算泡价豹步骤为： 1 ) 对未来给定电价计算期闻酶受蕊容量和霜电爨进行预测。 第一章电力市场的概述 2 ) 制定系统发展规划并据此计算供电容量成本及供电电量成本。 3 ) 与实际负荷容量和用电量相比，计算系统负荷容量和用电量发生 微小变化。 4 ) 根据系统实际的负荷容量和用电量，重新制定发展规划，并计算 容量成本和电量成本。 5 ) 计算容量成本的微增变化和电量成本的微增变化。 6 ) 计算长期边际容量电价和电力电价。 此时依据长期边际成本计算的电价，又称严格长期边际成本电价。 在具体执行时，可依据实际情况对严格长期边际成本电价进行调整。 ( 3 ) 实时电价理论 采用综合成本方法及长期边际成本方法计算的电价，反映的是一个 较长时期内电力生产成本及总体负荷水平。而不能反映负荷及供电能力 在短期变化时所引起的生产成本的变化。随着经济的发展，负荷的日曲 线变化越来越大，从而造成系统供电成本在一天中的不同时段变化较大。 以往，人们为了反映这种变化，采用了分时电价。较典型的是峰谷平三 段电价。分时电价能大致反映供电成本随时间的变化。但是由于分时电 价时段划分是固定的，各时段电价之比也是固定的。这样，就只能反映 一段时间内日负荷及供电成本的统计规律，而不能精确反映每天各时段 的负荷及供电成本的变化。 实时电价就是要反映短期的生产成本及用电量的信息，从而能够指 导用户优化用电。实时电价的详细介绍，将在下一节介绍。 长期边际成本方法与综合成本方法的比较有以下巫圳 ( 1 ) 在综合成本方法中，一般依据以往的帐面投资计算折旧费用。 考虑通货膨胀因素及能源、环境等方面开支的增加，使得按以往帐面投 资计算的折旧费，不能满足企业扩大再生产的要求，并导致企业经营状 太缀壤王大学硕士研究生学位论文 况的恶化。丽长期边际成本方法依据将采的供电成本计算电价，炎服了 遮一缺点。 2 ) 长期边际或本方法获褥最丈杖会效益。长期边际成本反浃了 供电的边际成本，即用户增加负荷时的成本。困就，麓给予用户赢确的 用电信号。 ( 3 ) 长翅边骣成本正确反骧未来瓷源的泠萤。瘦子能源紧张，筢源 价值是增大的。 ( 4 ) 长期边际成本电价往往造成收大于支，即收支不平衡。这是由 予这薅貘电藏零总是毙乎绱揆邀成本裹掰造或豹，嚣综台成本方法芸嚣不 存在这一问题。 ( 5 ) 长期边际成本方法与综合成本方法的计算周期均较长，因此， 热栗诗算竭裳短，会形成设冬投资裹峰瓣电徐波动大。 1 6 实时电价的基本概念n l 伯吨耵 1 6 1 裳时电价的组成h 2 羽 实时电价楚在考虑运行释基本投资酶情况下，在给定时段( 般为 o 5 小时或更短) 向用户提供电能的边际成本。按照这种思想，它的组成 可为 风f = y f f + r 盯，+ f f q s , t + y r ，f + r h ， ，+ 锄，女、f + r l q s ，r 十譬r 、f 反。为第k 个用户在时段t 的实时电价； y 。为边际发电燃辩成本； y 。为边际发电维护成本； 轴，。蔻发邀爱量分量； 箜二兰皇垄吏堑竺堡堕 y 。为发电收支平衡项；