电力系统的市场化运营课件(PPT 71页).ppt

1、电力系统的市场化运营,杜松怀 中国农业大学 信息与电气工程学院 2010.5.24,Email: Tel(O):提纲： 1）电力市场内涵与结构 2）电力市场核心-电价 3）研究热点与难点 4）中国电力市场改革与发展,Part 1：电力市场的内涵与结构,一、能源、资源及其有效配置,二、电力系统：世界上最复杂的系统之一,（1）发电、供电、用电垂直一体化管理。 竞争程度：有限、局部 - 法国、日本、印度、苏格兰、巴基斯坦， 美国一些州。 （2）电力系统市场化运营，即电力市场。 竞争程度：发、供、用电各环节解除管制，或放松管制。 - 英国、美国（加州、PJM、NewEngl

2、and）、新西兰、 澳大利亚、挪威、阿根廷、秘鲁、智利等。,三、电力系统的运营模式,四、我国电力工业发展历程、改革现状,我国电力体制改革的四个阶段： 阶段1：1985-90年代初，集资办电。根除拉闸限电，解决最基本电力短缺。 阶段2：90年代初-1997，成立国家电力公司，现代企业制度和管理。 阶段3：1998-2001，撤销电力工业部，“厂网分开、竞价上网”试点。 阶段4：2002-至今，中国电力新组建11家公司；国家电监会；中国初级电力市场开始启动和实施。,5家发电公司： 中国华能集团公司 中国大唐集团公司 中国华电集团公司 中国国电集团公司 中国电力投资集团公司 在各区域电力市场中的份额

3、均不超过20%。平均可控容量3200万千瓦，权益容量2000万千瓦左右。,2家电网公司： 国家电网公司 中国南方电网有限公司 4家辅业集团公司： 中国电力工程顾问集团公司 中国水电工程顾问集团公司 中国水利水电建设集团公司 中国葛洲坝集团公司,新组建11家公司： 2002.12.29人民大会堂宣布成立,国家电力监管委员会：,主要职能： 负责市场统计，统一发布信息，组建监管信息系统。 提出电价调整建议。 监督电力生产标准，颁发、管理电力业务许可证。 处理电力纠纷、监督社会服务政策的实施。 负责电力监管机构审计、电力监管国际比较研究。,五、什么是电力市场？基本特征？,定义1： 电力市场是采用法律、

4、经济等手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力系统中发电、输电、供电、用电等各环节的成员，组织协调运行的管理机制和执行系统的总和。 定义2： 电力市场是电力买主和卖主相互作用，以决定其电价和电量的过程。 基本特征： 开放、竞争、计划和协调。,电力市场理论基础、技术体系：,六、政府与市场,1、政府与市场 - 两种制度安排；性质各不相同。 2、政府与市场的缺陷 市场缺陷： 市场失灵 市场不全 政府缺陷： 政府失灵 政府失误 3、政府与市场的结合 计划经济：纯粹社会主义制度 市场经济：纯粹资本主义制度 两者走向有效结合：“经济全球化” 必然趋势,七、电力工业重构产生的新实体,9大市场实体,电能交易

5、中心Power Exchange,配电商 Distribution Service Provider,计划协调者 Scheduling Coordinator,发电商Generator,发电经纪商 Power Marketer,独立系统操作员 Independent System Operator,电网拥有者 Grid Company,零售商 Retail Service Provider,辅助服务供应商 Ancillary Service Provider,9种实体在电力市场中的位置：,各主要实体对软件的具体要求：,1）GC：需要高水平的规划和分析工具，潮流及稳定分析软件。 2）PX： 带安

6、全约束的UC程序，交易评估及结算软件，电子公告发布与信息交互处理系统。 3）ISO：预调度和实时调度软件，OPF，预想事故分析，辅助服务交易软件。 4）SC：系统优化软件，市场评估与合同优化，投标策略和计量软件。,八、英国（澳大利亚）电力现货市场,英国电力市场(现货)的定价机制:,SMP System Marginal Price， 系统边际运行电价（电量电价），英镑/kWh。 CE 基本电价（容量电价），英镑/kWh LOLP Loss of load probability，容量不足概率，电网公司计算。 VOLL Value of lost load，停电损失值，每年由政府确定。,实际算例

7、,1991年3月21日，01：0001：30时段的SMP=27.58/MWh，LOLP=0.0002 VOLL=2000/MWh。 则： PPP= SMPLOLP*（VOLLSMP） =27.580.394 =27.974 （/MWh）,【PSP的计算】,式中,UPLIFT为附加费或称上浮电价，反映输电成本的提升量，需另行计算和考核。 【最终销售电价】 最终销售电价= PSP网损校正,市场均衡：现货市场-两种交易模式 1：MCP模式 - Market Clearing Price 市场统一出清价（结算价）,市场清除价 (MCP),2：PAB模式 Pay As Bid，按实际报价付费,Broke

8、r售电报价单：,Broker购电报价单：,九、美国的电力市场（加州）,商品流、资金流、信息流：,PX与ISO之间的协调：,十、北欧电力市场（挪威-瑞典-丹麦等）,挪威99.7%发电量是水电。 挪威与瑞典AC联络；北部220 kV、132 kV 线路与芬兰、前苏联连接，南面有3条海底UHV电缆与丹麦相连，构成世界上覆盖国家最多的电力市场-北欧电力市场。,挪威-瑞典联合电力交易所： 挪威国家电网公司和瑞典斯文斯卡国家电网公司各50%股份。 诺特勃尔-北欧电力交易所：首府-奥斯陆，服务处-斯德哥尔摩。挪威参与者在奥斯陆交易，瑞典参与者在斯德哥尔摩交易。交易货币为挪威克郎和瑞典克郎，兑换完全保证。,十

9、一、我国电力市场建设思路,适合中国国情的市场结构及布局： 1st Step：建立区域电力市场。 - 6大区域：东北、华北、华中、华东、西北；南方电网。 - 跨区电网规划、运行，资源优化配置。 2nd Step：建设和完善省级电力市场。 3rd Step： - 形成1个统一的国家级电力批发市场。 - 与地方零售市场共同发展。,Part 2：电力市场的核心-电价,一、定价基本原则（电力法）,1、最低成本与合理成本原则 正常供电成本： 不合理成本： 2、合理收益原则 3、依法计入税金 4、公平负担、等价交换原则 5、促进合理用电与合理利用资源原则,二、电价水平与电价结构 （一）电价水平 电价水平 =

10、 基础价格供求价格 基础电价 = 成本 利润 税金 （二）国内目前电价结构 供电电价结构（3种）： 上网电价；网间互供电价；转运服务价格。 用电电价结构（3种）： 直供电价；趸售电价；农村电价（终端）。 调节电价结构（4种） ： 峰谷电价；丰枯电价；功率因数调整电价； 煤电联动价格。,三、电力市场中的电价曲线 1、华东电力市场典型日SMP曲线 2、美国PJM电力市场垂直电价曲线 3、美国PJM电力市场水平电价曲线,华东电力市场典型日SMP曲线：,美国PJM电力市场垂直电价曲线：,美国PJM电力市场水平电价曲线：,四、电价预测与灾变预警系统框架,Part 3：电力市场研究的热点与难点,一、热点与

11、难点问题综述,1）电力市场技术支持系统。 2）EMS扩展，包括机组组合（UC）、发电出力优化调度。 3）最优潮流（OPF）技术。 4）输电服务、辅助服务定价。 5）信息管理、电子商务。 6）可中断负荷、需求侧管理（DSM）、综合资源规划（IRP）。 7）电力市场的调度模式、交易模式。 8）需求预测、电力系统规划；电价预测、灾变预警。 9）电力市场经济性能分析、风险管理。 10）竞争力与市场力。 11）电力市场中的经济补偿。 12）配电侧电力市场实施。,二、输电服务,输电服务定义： 将电能从发电厂安全、优质地输送到用户的全过程。需要完成三种服务： 输送服务：最基本的服务。 辅助服务：竞争型电力市

12、场的新问题。 管理服务：最基本的服务。 输电服务基本属性： 输电量大小； 输电的时间特性； 和约的严格程度； 交易的收点和发点； 网损分摊的公平与合理性。,三、辅助服务,1、辅助服务的定义 在输电服务中，为保证电能质量和系统安全而采取的任何辅助措施，统称为辅助服务。 2、辅助服务的主要内容： 负荷跟踪与频率控制（AGC）； 有功备用服务； 无功备用和电压控制服务； 发电再计划（校正计划）； 平衡交易； 黑启动（事故恢复服务）等。,世界各国网损分摊比例对比：,发电侧分摊模式 负荷侧分摊模式 面向元件的分摊模式 ,四、网损分摊模式,五、电力市场技术支持系统,1、电能量计量系统 2、能量管理系统 3

13、、电力市场报价处理系统 4、交易管理系统 5、合同管理系统 6、结算系统 7、即时信息系统 8、发电商竞价管理系统 9、数据网络系统,1、电能量计量系统,基本功能： 智能化分时电能计量 数据采集 数据处理 电能统计 计费与考核,系统要求： 灵活性 多功能 扩展性 安全可靠性 开放式数据平台和数据库标准。,2、EMS系统,1）发电控制类 自动发电控制（AGC） 发电成本分析 交换计划评估和机组计划 2）发电计划类 负荷预测 机组组合 水电计划 交换计划 火电计划,3）网络分析类 网络拓扑 状态估计 外部网络等值 调度员潮流 安全约束调度 最优潮流（OPF） 静态安全分析 暂态安全分析 电压稳定分

14、析 无功优化 短路计算等 4）调度员培训模拟 5）市场交易与管理类,五部分软件：,3、报价处理系统,报价保密与公开：,安全问题极为重要。 分四个层次解决： 设置用户等级、口令及对应的访问权限； 对在公共网络上传输的数据实行高度加密； 每个发电商的报价信息严格保密，拒绝他人访问； 对所有访问进行等级备案，必要时实行反向扫描、追踪、警告、甚至封锁访问端口。,4、交易管理系统,5、合同管理系统,合同类型： 现货合同（Spot Contract ）。 远期合同（Forward Contract）。 期货合同（Futures Contract）。 金融差价合同（CFD）。 期权合同（Options Co

15、ntract）。,至少包括5个模块： 1）原始数据处理模块。 2）合同分解模块。 3）结算模块。 4）校核模块。 5）纠纷处理模块。,6、结算系统,7、即时信息系统,即时信息系统（Same-time Information System，简称SIS）： 主要完成生产数据和市场信息的发布、存档、交换、检索及处理，使所有市场成员都能及时、平等、准确地按照各自的权限范围，访问相关的市场信息，进而做出符合各自利益的决策或行动。,即时信息系统主要内容：,电子邮件（E-mail） Web浏览 信息发布： 常规信息； 实时交易信息的发布； 现货市场信息； 期货市场信息； 辅助服务信息发布； 系统自适应性评估

16、信息； 市场干预信息； 必要的电量电费结算信息； 公众信息发布。,即时信息系统的技术平台： 管理信息系统（MIS）、电子商务： 基于Internet/Intranet技术。 数据库编程及数据库互操作技术。 数据传输网络通道。 网络防火墙、监视与管理技术。 身份认证技术。 Email技术。 电子商务实现技术。 基于Web编程，如XML、Java、ActiveX，CORBA技术等。,即时信息系统逻辑结构：,8、发电商竞价管理系统,9、数据网络系统,电力系统通信网络建设及其核心技术： 20世纪80年代、90年代，数据网络主要采用X.25分组交换技术，并以动态统计复用为技术基础。 光纤通信，通道传输质

17、量大幅提高，出现帧中继技术。 多媒体技术，满足话音、数据、图像综合业务宽带要求和传输速度要求，采用高速网络技术：比较流行3种模式： 快速以太网（Fast Ethernet）模式； 基于光纤或铜导线的令牌环网（FDDI）模式； 快速异步传输模式（ATM，Asynchronous Transfer Mode）。,国家电力数据网络： 核心层、骨干层、接入层，构成三级宽带业务数据网络，连接所有大区级、省级电力市场。 五项功能： 实时数据通信。 E-mail及网络浏览服务。 生产报表、文件与MIS信息传输。 虚拟终端。 电子商务。,六、农村（配电侧）电力市场,中国农村电力网状况（农村电气化发展） 农村电

18、力市场内涵 需求侧管理（DSM）与综合资源规划（IRP）,1、中国农村电力网现状及其发展方向,1923年，中国农村开始用电。 我国农村电网及农村电气化发展历程： 第一阶段：19491957，农村电气化初始阶段。 第二阶段：19581977，稳定发展阶段。 第三阶段：19781987，快速发展阶段。 第四阶段：19881998，规范发展阶段。 第五阶段：19982005，“两改一同价”新阶段。 第六阶段：2006-，高技术、高质量社会主义新农村建设。,2、农村电力市场的内涵：,农村电力市场的内涵： 县及县以下的供、用电体系构成农电。 1970年代后，逐步形成以220 kV、110 kV线路为主网

19、架，35 kV变电所为电源点，10 kV为配电网络的农电网络体系。 1991年我国颁发农村电气化标准，到1998年已实现农村水电初级电气化县332个，农村电气化县500个。 农村电力市场的特性： 垄断-竞争性。 投资主体多元化。 用电季节性强，供需波动幅度大。,3、农电企业的现状与改革 2384个县级电力企业。 直供直管县716个，30%。 趸售县1004个，42.1%。问题最多，最复杂，人、财、物、产、供、销诸方面均受地方政府制约。 自发自供县652个，27.3%。既不完全属于直供，也不完全属于趸售，基本上归县或地方政府所有。 另有12个县，既不归水利部门、也不归电力部门管理。 1998以来

20、，农电系统工作重点集中在理顺农电体制、电网改造、规范用电秩序；以县为实体，一县一公司的初步市场化运营机制；“两改一同价”，实现县、乡电力一体化管理，取消乡电管站。,4、需求侧管理与综合资源规划 需求侧管理（DSM）： 是电力企业活动的计划和实施，这些活动能够影响用户对电力的使用，从而使电力企业的负荷曲线发生预期的变化。 综合资源规划（IRP）： 是把实施DSM而节省的电能，视为一种资源参与电力规划，比较发电、供电和用电方案及节电方案，制定最小费用资源规划，确定资源最佳配置方式，形成对社会、电力公司和用户各方受益、成本较低、能够满足电力能源服务的综合方案。,需求侧管理的技术内容： 削峰或错峰（Peak Clipping or Load Shifting）： 目的：减少峰荷调用昂贵机组，减少