水电站的类型

1、水电站竞价策略研究哈建强 沧州水文水资源勘测局 河北 沧州 061000 )摘要： 本文较详细的介绍了水电站竞价策略的相关问题，提出有必要提供一种有效机制，协调水 电厂与其他类型发电厂的发电计划，实现水能资源的合理利用，而且需研究设计合理的辅助服务补 偿或竞争机制， 通过价格杠杆引导和激励水电厂仍然能够为系统提供充足的辅助服务支持。 因此， 为保证水电在完成年度合约电量后，遇到枯水年份时还有一定的电量能够用来参与市场竞争，应 合理确定竞争电量比例。关键词： 水电站；价格杠杆；系统；竞价Strong hydroelectric station price tactics studiesHA Ji

2、an-qiang（Cang Zhou City hydrology water resource surveys bureau, Hebei Cang Zhou City, 061000）Abstract: Strong hydroelectric station price tactics relevance problem the main body of a book has been introduced comparatively detailedly, suggest that being necessary providing one kind of effective mech

3、anism, harmonize water and electricity factory comparing with other type power plant electric power generation plan, the reasonableness realizing hydroenergy resource makes use of , need and studying sufficient assisting designing that rational assistingserves compensation or competitive system , pr

4、oviding to be systemby the fact that the lever of price guiding water and electricity to be able and stimulating serves support. Therefore, be guarantee after water and electricity accomplishing year contract quantity of electric charge , come across to still have certain quantity of electric charge

5、 time low water age being able to be used to in market competition, should ascertain rationally proportion.Keywords: 1 水电站的类型 1.1 当前水电站的分类 根据不同的分类方式，水电站可分为多种类型。 按综合利用情况分类，可分为单一发电水电站、 综合利用为主兼顾发电的水电站。按调节性能分类，可分为径流式水电站（含日、 站（含多年调节水电站） 。按水文联系分类，可分为孤立水电站和梯级水电站。the quantity of electric chargeparticipateco

6、mpeting以发电为主兼顾综合利用功能的水电站、以周调节电站)、季调节水电站和年调节水电6图1水电站类型示意图1.2水电的技术经济特性(1) 水电是可再生的清洁能源，是国家鼓励开发和优先利用的能源。(2) 水力发电受河川天然径流年际和季节性丰枯变化的影响，来水具有较大的不确定性，同 时受水情预见期及预报精度的限制，水电站对发电出力和发电量的可控性不高。(3) 许多水电站除了发电以外，一般还担负有防洪、航运、灌溉、供水等综合利用任务，发 电调度受到不同程度的制约。(4) 水电站具有流域梯级分布的特点，上下游梯级水电站之间存在天然的水力联系，电站的 发电效益与水库或梯级水库群的调度运行方式密切相

7、关。(5) 水电机组启停灵活、响应速度快，是电力系统理想的调峰、调频和备用电源。(6) 水电成本构成主要是固定成本，由于水电站投资巨大，电站投运初期财务费用较高，电 站经营较为困难，变动成本所占的比重较小，而火电成本中变动成本所占的比重较大。1.3我国水电站基本情况从目前最新的数据来看，截至2005年底，水电份额已占华中电网 43%占南方电网32%其他如华东和东北电网的水电分额都在15%以下。我国水电资源大多处于西部，通过市场竞争也有利于西电东送，促进资源的优化配置。2水电加入电力市场面临的问题由于水电站存在来水的不确定性、上下游梯级调度和竞争的协调、水库调节性能的差异、电 能主市场与辅助服务

8、市场的关系、水库综合利用要求等问题，加上水火电之间、新老电站之间的 电价差别及省(区)经济发展不平衡等问题，使水电参与竞争变得非常复杂。2.1水电站来水的不确定性水电站的来水在时间上的变化是一种随机过程，具有很大的不确定性，既表现在年际间，也 体现于年内各时段。在年际间，各年的径流量有很大差别，虽可发现有连续若干丰水年和若干枯 水年相间的周期，但周期长短不定，具有随机性质；年内径流变化具有明显的季节性，有丰水期 和枯水期之分，且各时段径流的变化仍是随机的。由于水电站的出力过程预测精度很差。就会造成水电站签订的中长期合约电量、日前交易电 量与电站的实际发电能力存在偏差，可能会出现出力不足或者出力

9、富余甚至大量弃水的情况，而 使竞争水电站面临较大的市场风险。因此，有必要提供一种有效机制，协调水电厂与其他类型发电 厂的发电计划，实现水能资源的合理利用。2.2水库调节性能的差异问题受来水年际及年内季节性丰枯变化的随机性影响，水库调节能力越差发电出力的不确定性越大，在电力竞争市场越处于不利地位，因此需要根据不同调节性能的电站的电能分布特性，研究 其适宜的交易品种及交易方式。 市场规则设计应为各类水电站自主确定参与交易的品种提供相对 灵活的选择机会。2.3 梯级水电竞争交易协调与梯级调度协调问题 梯级水电站在运行方式和发电量方面有着紧密的水力联系，通过水电群的联合优化调度可 以获得较大的库容补偿

10、和水文补偿效益。 但一些梯级水电站由于隶属于不同的业主， 如果各梯 级水电站参与市场交易时缺乏协调， 一方面由于信息不全或者上下游电站中标电量不匹配， 可能 会带来较大的市场风险， 另一方面由于各自追求自身利益的最大化， 将影响水力资源的优化利用。 需深入研究梯级水电参与竞争交易时的报价方式问题、 中标电量协调和兼顾水库优化调度协调的 机制。2.4 水电电能量主市场与辅助服务市场的关系协调问题 水电机组出力调节范围大， 启停机速度快， 运行方式灵活， 是电力系统内重要的调峰、 调频、 旋转备用容量。如果参与市场竞争交易，水电厂为了追求最大的经济利益，可能不愿意承担传统 的辅助服务任务，这样会对

11、电力系统的稳定运行产生不利影响。因此，需研究设计合理的辅助服 务补偿或竞争机制，通过价格杠杆引导和激励水电厂仍然能够为系统提供充足的辅助服务支持。2.5 水电弃水电量问题 现状条件下水电产生弃水的原因可分为两类， 一类是来水的随机性不能适应市场负荷需求的 变化引起的，另一类是受输电网络、调度和市场机制等因素限制，造成在区域电力供应不足的同 时，水电还有大量弃水的现象。水电是清洁的可再生能源，是国家提倡优先利用的资源，如何利 用市场机制解决水电弃水电量问题，是提高电力市场优化配置水电资源的一个重要组成部分。3 水电竞价策略相关的问题 这里对水电竞价策略的研究主要是针对水火电同一市场的竞争方式，不

12、同类型水电站在市 场中的策略(远期合约，现货交易市场，金融交易市场) 。包括水火电竞价方式，现货市场的报 价，风险规避等。3.1 水火电竞价方式的选择水电如何进入市场参与竞价， 是当前和今后一段时间我国电力市场建设必须面临的重要课题 之一。水电参与市场竞争可以有“水水单独竞争”和“水火同台竞争”两种模式。(1) 如果单独为水电构建一个竞争平台，则在丰水期水电同处于大发、满发阶段，由于我国 水电调节性较差，因此相互之间难以配合运行，相互竞争势必会产生大量弃水。(2) 而水火电在同一个平台上竞争有利于资源优势互补。“水火同台竞争”的交易模式，一 方面有利于水电参与市场竞争后市场的平稳过渡和市场交易

13、模式的良好衔接； 另一方面也可以实 现水火互济，充分利用可再生的水能资源，减少水电弃水调峰损失电量，在更大的范围、更有效 的平台上实现区域电力市场的资源优化配置。所面临的问题：如果水电与火电采取统一标准在同一个平台排序竞价，在充分竞争 ( 供大于 求 ) 的市场环境下 , 水电较火电有更强的竞争力， 水火电的上网电价将趋近于两者的平均价格 , 整 体电价水平将下降，但在目前供不应求的情况下，必然会导致水电的上网电价上涨到与火电相当 的水平 , 导致销售电价的整体上涨，从而影响区域经济的协调发展。制定规则应有利于防止电价 的暴涨，通常有以下三种方案。(1) 在水火电统一限价的前提下，水火电同一个

14、平台排序竞价，按照市场交易规则确定市场 出清价格。水电结算价格为市场出清价格与水电结算价格修正系数的乘积。水电结算价格修正系 数为各水电厂核定上网电价与省区内竞争水火电加权平均上网电价的比值。a = PA/PW式中，a为水电结算价格修正系数；PV为水电厂核定上网电价；PA为省区内竞价水火电加权平均上网电价。(2) 水电设立独立价格上限，价格上限为国家核定上网电价上浮一定比例。水火电同一个平台排序竞价，按照市场交易规则确定市场出清价格。水电结算价格超过价格上限时， 按照价格上限结算，超出部分不予结算。(3) 设置水火价格协调系数。在水电申报价格基础上考虑水火价格协调系数后和火电在同一 个平台排序

15、竞价 ， 按照市场交易规则确定市场出清价格。3.2 现货市场的报价策略在现货市场中，市场将按照每个发电厂的报价进行排序，从而确定市场出清价。在实际电力 市场运作中报价是电力市场中电厂的基本行为。电厂的报价反映了电厂的运行成本和市场供求， 决定着机组能否上网发电及其上网电量。从电网的角度看科学的报价可以为电网提供良好的运行条件，最大程度地优化安排机组出力。因此，研究电厂报价策略是发电商和供电商都是有实用价 值的。制定电厂报价策略要考虑以下两个因素：一是电厂的成本，成本加合理的利润构成了电能 这一商品的价值；二是市场的供求状况和电能资源的边际价格。因此，严格核算成本和捕获市场 中获利的商机是电厂报

16、价系统的核心。按照目前学术界的普遍的分类，研究发电商竞价策略共有 以下3种主要的方法。MCP的价格即 MCF十分困难。(1) 基于预测市场出清价(MCP的策略性报价方法。如果一个发电商可以准确预测出市场的出清价，那么他只要报出稍微低于市场 可获利。由于在大多数的电力市场中可供查询的公开数据十分有限因而精确地预测 如人工神经网络的应用。(2) 基于预测其他竞争对手的报价行为的方法。这种方法需要对整个市场中所有竞争对手的报价策略和费用函数的分布函数的各项参数进行 预测，然后利用概率论或者模糊数学的方法得到报价曲线和收益函数的期望值最终决定己方的报 价策略。(3) 基于博弈论的策略性报价方法。博弈论

17、是研究市场经济的重要工具。由于电力市场采用的封闭式拍卖交易方式可以被描述成 一个近似的不完全信息非合作博弈过程，所以用博弈论来进行策略性报价其模拟的结果可能更加接近实际。3.3水电厂风险规避1由于市场供需的变化引起的水电厂在市场中面临的电价风险主要包括以下几个两个部分： 电价的波动；2由于来水的不确定性所带来的风险。在原来的数学模型的基础上考需要建立一个考虑到电力实物双边合同以及金融交易的模型， 虑到双边合约以及金融交易对它的影响。(1)由于市场供需的变化引起的市场价格波动图2市场类型结构图可以运用期货和期权等金融衍生工具来对电价的波动来进行回避。(2)水电厂由于来水的不确定性所带来的风险考虑

18、来水的不确定性和水情预测精度较低等因素，一旦水电进入市场，必不可少就要开展水 火电发电权转让交易。当来水偏枯，客观原因无力完成既定电量时，可将该时段部分或全部电量 转让给其他发电厂；当突发性来水，既定电量未达到发电能力且将有弃水发生时 , 水电可申报购 买其他发电厂的发电权 , 争取多发电 , 减少弃水。 这种水火电发电权转让交易也就是目前我国部分 省市电网公司开展的 “水火电量置换” 交易，这种交易本质上是发电权转让交易的一种特殊形式。3.4 水电参与现货市场的电量比例分析 签订合约和进行竞争交易之前，首先需要确定全年可竞争电量的总量。水电与火电的全年可 竞争电量之和组成水火电共同的竞争空间

19、。无论来水如何波动变化，水电站都能保证的发电量称为可靠电量，其它电量为不确定电量， 随来水丰、枯变化。在电力市场中，可靠电量可签订长期合约或期货合约。水电由于来水的不确定性，丰水年与枯水年发电量相差悬殊。因此，为保证水电在完成年度 合约电量后， 遇到枯水年份时还有一定的电量能够用来参与市场竞争， 应合理确定竞争电量比例。3.5 不同类型水电站适宜选择的交易类型(1) 以综合利用要求为主兼顾发电的水电站 由于其主要开发任务是满足综合利用要求，发电为辅助功能，所以此类水电站不适合参与市 场竞争，应按电力市场中的非竞争机组处理。(2) 以发电为主兼顾防洪、航运等综合利用要求的水电站 该类水电站在参与

20、市场竞争时必须首先满足综合利用的要求，适合多种交易类型，在某些时 段可能以合约电量为主。在确定合约电量比例时必须进行统筹考虑。(3) 径流式水电站 径流式水电站的特点是对来水的调节性能差， 导致水电站对发电出力的调整和对负荷的适应 能力低。单独报价的径流式水电站没有月度来水的调节能力，适宜参与日前竞争交易、发电权交 易和实时平衡。(4) 季及以上调节性能的水电站 季、年和多年调节性能水电站的特点是水库的调节性能较好，对发电出力的控制性较强。此 类水电站可以参与市场中的所有交易品种。3.6 梯级水电站的竞价策略问题梯级水电站之间存在水文联系， 上下游之间的发电量是相互影响的。 如果水电参与竞价， 可 以分成两种情况讨论。(1) 梯级上、下游电站属于同一业主的情况。可以有各电站分开单独竞价和集中申报两种方 式。如果各水电站分开单独竞价， 就会出现上游中标而下游未中标， 或者下游中标而上游未中标， 或者上、下游电站中标电量不匹配等情况。如果上、 下游电站的水电集中申报， 可以通过优化报价调整水库调度， 实现水能的充分利用。 但这