分散式电力批发市场综述

1、 张粒子 教授华北电力大学 2015年10月25日版权归华北电力大学电力市场研究所所有仅供培训学员自学使用，请勿挂在网上 一、什么是分散式电力批发市场？一、什么是分散式电力批发市场？ （一）电力批发市场中的交易品种（一）电力批发市场中的交易品种 （二）国外电力批发市场模式（二）国外电力批发市场模式 （三）分散式电力批发市场的特点（三）分散式电力批发市场的特点 二、现货市场中的电价形成机制二、现货市场中的电价形成机制 三、我国分散式电力批发市场设想三、我国分散式电力批发市场设想（一）电力批发市场中的交易品种 中长期电能（及发电容量）交易： 场外双边交易 场内期货交易 现货（短期、即时）电能（及辅

2、助服务）交易： 日前市场次日96时段的电能、调频和备用服务交易 日内市场日内，实时调度15分钟（或1小时）前各时段 实时市场下一运行时段（15分钟或5分钟）日前电能交易市场日前电能交易市场市场风险如何管理市场风险如何管理 中长期市场与现货市场的互补作用中长期市场与现货市场的互补作用负荷曲线负荷曲线现货市场价格曲线现货市场价格曲线（二）国外电力批发市场模式 美国PJM、MISO、加州、纽约、德州（现在）： 中长期金融合约 日前市场（金融性）+实时市场 澳大利亚、新加坡 中长期金融合约 实时市场（二）国外电力批发市场模式 北欧 期货市场 日前市场+平衡市场+实时市场 英国 双边实物合同 平衡机制

3、德国 平衡基团（双边实物交易+自调度） 日前、日内、实时市场（三）分散式电力批发市场模式 集中式不允许双边实物交易 分散式允许双边实物交易 差异： 现货电能市场模式 交易主体及其报价形式 市场价格形成机制（三）分散式电力批发市场模式 强制性市场集中式市场 不允许实物双边交易 可允许双边差价合同交易 全部电量在现货市场竞价上网 自愿性市场分散式市场 允许实物双边交易 双边交易之外电量竞价上网 模式细分 调度到机组 调度到竞争性平衡机构（如美国德州QSE、德国平衡基团） 分散式、自调度分散式分散式VS集中式集中式适于阻塞线路多、网架结构复杂的市场适于阻塞线路较少、易于进行阻塞管理的市场自愿型：中长

4、期实物交易和现货交易各占一定比例与现行调度管理方式衔接便于阻塞、辅助服务管理（三）分散式电力批发市场模式 日前现货：标的：次日每15分钟一个时段的电量（电力），共96个时段卖方申报报出一条适用于每个时段的阶梯形“电力-价格曲线”，即供给曲线买方申报次日每个时段的电力需求及价格（上限）发电企业和大用户既可以买电，也可以买电发电企业和大用户既可以买电，也可以买电交易中心根据报价和市场交易规则，确定每个时段的市场价格和中标者及其中标电量。（1）单一购买的市场MWh￥/KWh横坐标为电量单位电量对应的电价系统边际电价系统边际电价优化目标：优化目标：在满足需求在满足需求的条件下，的条件下，购买成本最购买

5、成本最低。低。优化结果：优化结果：形成成交价形成成交价格格0.3022:0024:00需求需求Q边际机组，边际价格，市场出清价格时间时间0:00（2）双向报价MWh￥/MWh1800050040015000日内和实时市场 小时前交易（在北欧也称为调节市场）标的：15分钟时段电量（电力）在日前现货市场闭市之后，对未来至实时调度前1小时的市场供需变化，进行的电力交易（按每15分钟一个时段）卖方（及买方）报价规则和市场交易规则，一般同日前现货市场日内和实时市场 实时交易 在北欧也称为实时市场，在美国德州被称为平衡服务市场标的：15分钟时段电量（电力）在实时调度1小时之内，电力调度中心根据系统电力平衡

6、的需要，进行的电力交易市场成员可以既报卖出量/价，也报买入量/价二、现货市场中的电价形成机制二、现货市场中的电价形成机制（一）电能量市场价格：1、系统边际电价（System Marginal Price，SMP）2、区域边际电价分区电价 （Regional Marginal Price） 3、节点边际电价 （ Locational Marginal Pricing, LMP）（一）系统边际电价 定义：在一定的系统运行状况下，系统新增加单位电力需求时，所需增加的最小购电成本。 该反映短期边际成本，随着用电时间的不同而不同。（1）单一购买的市场MWh￥/KWh横坐标为电量单位电量对应的电价系统边际

7、电价系统边际电价优化目标：优化目标：在满足需求在满足需求的条件下，的条件下，购买成本最购买成本最低。低。优化结果：优化结果：形成成交价形成成交价格格0.301月12月需求需求Q边际机组，边际价格，市场出清价格时间时间5月现货电能量市场价格1999年加州系统边际价格050100150200250134669110361381172620712416276131063451379641414486483151765521586662116556690172467591793682818626小时价格不同市场的边际价格1999年加州边际价格050100150200250116314661769110

8、61211361511661811962112262412562712863013163313463611999年英格兰边际价格0204060801001201401601802001173349658197113129145161177193209225241257273289305321337353日期编号边际价格现货电能量市场价格1999年1月1日02468101214161820123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24小时价格现货电能量市场价格1999年8月27日050100150200250123456789 10

9、11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24小时价格（二）分区边际电价/分区边际电价 市场价格反映不同区域的短期边际成本，随着用电时间和位置的不同而不同。（二）分区边际电价￥600/MWh） 稳定限额300MW电价￥200/MWh P1=250MW最大出力=250MW报价 = ￥200/MWhP2max=150MWP3=150MWP3max=160MW报价 = ￥600/MWh报价￥800/MWh 负荷2=350MW负荷口袋负荷 1=50MW（二）分区边际电价￥200/MWh和 ￥800/MWh 稳定限额150MW电价￥200/MWh P1=200MW最大

10、出力=250MW报价 = ￥200/MWhP2=40MW，P2max=150MWP3=160MWP3max=160MW报价 = ￥600/MWh报价￥800/MWh 负荷2=350MW负荷口袋负荷 1=50MW（三）节点边际电价（三）节点边际电价（1984年提出） 定义：在当前系统运行状况下，电网中某个节点上新增加单位有功电力需求时，所需增加的最小购电成本。 电价应该反映当地的短期边际成本，随着用电时间和位置的不同而不同。￥350/MWh） 稳定限额300MW电价￥200/MWh P1=250MW最大出力=250MW报价 = ￥200/MWhP2max=150MWP3=150MWP3max=1

11、60MW报价 = ￥350/MWh报价￥400/MWh 负荷2=350MW负荷口袋负荷 1=50MW经验与借鉴：日前现货市场系统边际电价经验与借鉴：日前现货市场系统边际电价￥200/MWh和 ￥400/MWh ￥350/MWh，如果电厂不支付输电费，坑口电厂或获高额利润稳定限额150MW电价￥200/MWh P1=200MW最大出力=250MW报价 = ￥200/MWhP2=40MW，P2max=150MWP3=160MWP3max=160MW报价 = ￥350/MWh报价￥400/MWh 负荷2=350MW负荷口袋负荷 1=50MW经验与借鉴：经验与借鉴：日前现货市场地区日前现货市场地区/

12、/节点边际电价节点边际电价 与阻塞管理及金融输电权制度设计与阻塞管理及金融输电权制度设计阻塞线路较多的电网：节点边际电价的计算-直流潮流 实际应用中采用直流潮流模型计算支路功率的分布3MW1MW3MW2MW复杂网络的节点边际电价3,000 1,600 1,000GenCo OffersG1: 1,200 $20G2: 1,000 $35GenCo OffersG3: 1,500 $30G4: 1,000 $40GenCo OffersG5: 2,000 $45G1U = 1,200G3U = 1,5001,5001,500G2U = 300G4U = 0G5U = 00不考虑支路约束的竞价结果

13、复杂网络的节点边际电价3,000 1,600 1,000GenCo OffersG1: 1,200 $20G2: 1,000 $35GenCo OffersG3: 1,500 $30G4: 1,000 $40GenCo OffersG5: 2,000 $451,0000G3* = 1,500G2* = 0G4* = 100G1* = 10001,600G5* = 400AB线路断开时经济调度的结果LMPC= $45LMPB = $40LMPA = $20复杂网络的节点边际电价3,000 1,600 1,000GenCo OffersG1: 1,200 $20G2: 1,000 $35GenCo

14、 OffersG3: 1,500 $30G4: 1,000 $40GenCo OffersG5: 2,000 $451,000 750250G3* = 1,500G2* = 0G4* = 0G1* = 7501,250G5* = 750AB线路投运时经济调度的结果复杂网络的节点边际电价LMPA = $20LMPC= $45LMPB = $32.53,000 1,600 1,000GenCo OffersG1: 1,200 $20G2: 1,000 $35GenCo OffersG3: 1,500 $30G4: 1,000 $40GenCo OffersG5: 2,000 $451,000 75

15、0250G3* = 1,500G2* = 0G4* = 0G1* = 7501,250G5* = 750LMPB=0.5*20+0.5*45=32.5$节电边际电价的经济含义LMPA = $20LMPC= $45LMPB = $32.53,000 1,600 1,000GenCo OffersG1: 1,200 $20G2: 1,000 $35GenCo OffersG3: 1,500 $30G4: 1,000 $40GenCo OffersG5: 2,000 $451,000 750250G3* = 1,500G2* = 0G4* = 0G1* = 7501,250G5* = 750指导资源分配的经济信号：A、B发电资源冗余，C发电资源匮乏，线路AC需要扩容（三）节点边际电价节点边际电价作用：度量买卖电的价格1.衡量阻塞费用阻塞盈余 如何处理这部分盈余？金融输电权 一、什么是分散式电力批发市场？一、什么是分散式电力批发市场？ （一）电力批发市场中的交易品种（一）电力批发市场中的交易品种 （二）国外电力批发市场模式（二）国外电力批发市场模式 （三）分散式电力批发市场的特点（三）分散式电力批发市场的特点 二、现货市场中的电价形成机制二、现货市场中的电价形成机制 三、我国分散式电力批发市场设想三、我国分散式电力批发市场设想（以南方市场为例）（以南方市场为例）市场模式选择市场