南方區(qū)域電力市場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)度業(yè)務(wù)流程體系設(shè)計(jì)

樓楠,楊林,何越,吳問足 ,李慧勇,趙燃,汪洋,龔昭宇

(1.中國南方電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心，廣東 廣州 510623；2.北京清能互聯(lián)科技有限公司，北京 100080)

國務(wù)院9號(hào)文[1]拉開了電力體制改革的序幕，隨后各省紛紛開始建設(shè)電力市場(chǎng)，如廣東省已經(jīng)建成了以中長(zhǎng)期交易為主的電力市場(chǎng)。2017年8月發(fā)布的《開展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)試點(diǎn)工作通知》[2]中選擇了南方(以廣東起步)作為第一批現(xiàn)貨試點(diǎn)。目前廣東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)已進(jìn)入模擬運(yùn)行階段，將進(jìn)行結(jié)算試運(yùn)行，在廣東起步后，南方區(qū)域各省將逐步建成現(xiàn)貨市場(chǎng)，最后實(shí)現(xiàn)南方區(qū)域統(tǒng)一電力市場(chǎng)。

無論在計(jì)劃模式下還是市場(chǎng)環(huán)境中，調(diào)度都是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的核心，市場(chǎng)環(huán)境中的調(diào)度業(yè)務(wù)和市場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)緊密結(jié)合。市場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)度業(yè)務(wù)不同于傳統(tǒng)的以電網(wǎng)安全為調(diào)度核心的業(yè)務(wù)模式[3]，還要同時(shí)兼顧市場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)和市場(chǎng)公平。且在現(xiàn)貨市場(chǎng)環(huán)境下，調(diào)度發(fā)電計(jì)劃的制訂、修改主要是在日前市場(chǎng)和日內(nèi)優(yōu)化2個(gè)階段通過相應(yīng)的安全約束機(jī)組組合(security constraint unit commitment，SCUC)或安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度(security constraint economic dispatch，SCED)算法來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化；電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)平衡則通過實(shí)時(shí)市場(chǎng)階段的滾動(dòng)優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)[4]，傳統(tǒng)的調(diào)度業(yè)務(wù)管理模式無法直接適用[5]。調(diào)度業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變和新增也使得調(diào)度機(jī)構(gòu)需要調(diào)整原有的值班崗位設(shè)置和明確相應(yīng)的崗位職責(zé)，通過科學(xué)合理地增設(shè)崗位和人員來應(yīng)對(duì)全新的市場(chǎng)化調(diào)度需求。

國外成熟電力市場(chǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)在逐步發(fā)展中實(shí)現(xiàn)了調(diào)度業(yè)務(wù)模式的市場(chǎng)化，并通過完善的調(diào)度業(yè)務(wù)流程體系來降低調(diào)度工作給電力市場(chǎng)開展帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)。文獻(xiàn)[6]是美國加州電力市場(chǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)開展市場(chǎng)化調(diào)度業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化操作流程(tandard operating procedure，SOP)手冊(cè)，其詳細(xì)地闡述了加州市場(chǎng)各項(xiàng)調(diào)度業(yè)務(wù)的開展細(xì)節(jié)和步驟，包括操作的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、人員職責(zé)和操作規(guī)范等；文獻(xiàn)[7]剖析了美國和英國等成熟電力市場(chǎng)中基于市場(chǎng)機(jī)制的發(fā)電計(jì)劃編制模式與方法，為調(diào)度進(jìn)行發(fā)電計(jì)劃編制業(yè)務(wù)總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)；文獻(xiàn)[8-9]介紹了英國國家電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)如何通過實(shí)時(shí)平衡機(jī)制對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)行管理，和其他開展實(shí)時(shí)市場(chǎng)的成熟電力市場(chǎng)呈現(xiàn)出不同的實(shí)時(shí)調(diào)度運(yùn)行業(yè)務(wù)模式；文獻(xiàn)[10]闡述了北歐的輸電運(yùn)營聯(lián)盟和各國輸電系統(tǒng)運(yùn)營商的兩級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)在市場(chǎng)中的協(xié)作模式，為南方區(qū)域兩級(jí)調(diào)度的市場(chǎng)化運(yùn)作提供了參考。

國內(nèi)絕大部分地區(qū)仍處于市場(chǎng)建設(shè)階段，缺少區(qū)域電力市場(chǎng)模式下的調(diào)度業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)。文獻(xiàn)[11-12]揭示了廣東起步電力現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)和現(xiàn)貨模擬運(yùn)行的情況，廣東作為領(lǐng)先全國的試點(diǎn)區(qū)域，在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)和市場(chǎng)試運(yùn)行階段積累了豐富且適應(yīng)實(shí)際的市場(chǎng)化調(diào)度經(jīng)驗(yàn)，從業(yè)務(wù)建設(shè)和機(jī)構(gòu)及人員設(shè)置對(duì)南方區(qū)域電力市場(chǎng)建設(shè)都有著可靠的實(shí)踐意義；文獻(xiàn)[13]分析了建設(shè)區(qū)域電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的必要性，規(guī)劃了南方區(qū)域電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的基本發(fā)展路徑，為未來市場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)提供了思路建議。

國外成熟電力市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)對(duì)于南方區(qū)域統(tǒng)一電力市場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)度業(yè)務(wù)和值班模式設(shè)置有一定的參考意義，但國外電力市場(chǎng)的調(diào)度機(jī)構(gòu)設(shè)置、市場(chǎng)開展方式與我國實(shí)際情況存在差異，也沒有網(wǎng)、省兩級(jí)調(diào)度的框架。國內(nèi)大部分電力市場(chǎng)仍處于建設(shè)階段，對(duì)未來現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)模式尚在摸索，對(duì)市場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)度業(yè)務(wù)缺乏清晰的認(rèn)知，也少有關(guān)于市場(chǎng)化調(diào)度模式研究的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。本文分析南方區(qū)域統(tǒng)一電力市場(chǎng)模式的合理性，總結(jié)南方區(qū)域電力市場(chǎng)的發(fā)展路徑；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合南方區(qū)域市場(chǎng)建設(shè)實(shí)際并借鑒國外電力市場(chǎng)的可靠經(jīng)驗(yàn)，分階段設(shè)計(jì)區(qū)域統(tǒng)一電力市場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)度業(yè)務(wù)流程體系，為市場(chǎng)化調(diào)度提供了完整的業(yè)務(wù)指南；最后，從未來調(diào)度業(yè)務(wù)開展的實(shí)際需求出發(fā)，對(duì)市場(chǎng)不同發(fā)展階段的值班崗位設(shè)置給出合理建議。

1 南方區(qū)域電力市場(chǎng)運(yùn)作模式和發(fā)展路徑設(shè)計(jì)

1.1 國外區(qū)域電力市場(chǎng)的典型運(yùn)作模式

目前國內(nèi)外電力市場(chǎng)的基本運(yùn)作模式主要有2種：分散式[14]和集中式[15]。分散式市場(chǎng)中，發(fā)、用電雙方在中長(zhǎng)期交易階段(年前、月前、周前)簽訂雙邊物理合同，合同約定的電量需要物理交割；在日前階段，市場(chǎng)成員可自行安排次日發(fā)、用電曲線，調(diào)度機(jī)構(gòu)需要盡量保障其發(fā)、用電曲線的物理執(zhí)行。集中式市場(chǎng)中，發(fā)、用電雙方以中長(zhǎng)期差價(jià)合約為主，在日前和實(shí)時(shí)階段實(shí)現(xiàn)全電量集中競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)化。分散式市場(chǎng)本質(zhì)上屬于自調(diào)度、自匹配模式，適用于輕阻塞的簡(jiǎn)單電網(wǎng)；集中式市場(chǎng)以金融結(jié)算的方式提高了電力市場(chǎng)運(yùn)行的靈活性，并且日前和實(shí)時(shí)的全電量集中競(jìng)爭(zhēng)能更好地實(shí)現(xiàn)電力資源優(yōu)化配置。

國外區(qū)域電力市場(chǎng)平衡模式也主要有2種：分區(qū)平衡和統(tǒng)一平衡。分區(qū)平衡的區(qū)域市場(chǎng)是多個(gè)不同市場(chǎng)的組合，各市場(chǎng)內(nèi)可以分別使用不同的市場(chǎng)模式和交易品種，以調(diào)度配合機(jī)制、交易時(shí)序分工、數(shù)據(jù)通信接口規(guī)范等措施緊密銜接；分區(qū)平衡的區(qū)域市場(chǎng)以北歐為代表。統(tǒng)一平衡則是由唯一的區(qū)域調(diào)度進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，如美國PJM由多州電網(wǎng)共同組成，但是調(diào)度和交易均由PJM調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)[16]。

1.2 南方區(qū)域電力市場(chǎng)模式分析和發(fā)展路徑設(shè)計(jì)

基于目前南方電網(wǎng)(以下簡(jiǎn)稱“南網(wǎng)”)關(guān)于市場(chǎng)發(fā)展的戰(zhàn)略方針可知，未來南方區(qū)域電力市場(chǎng)將采取集中式作為市場(chǎng)的基本運(yùn)作模式。這主要是由于國內(nèi)電力市場(chǎng)因自身國情將在未來較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍保持“計(jì)劃+市場(chǎng)”的發(fā)、用電調(diào)度，而分散式的“自匹配+自調(diào)度”難以配合南方區(qū)域電力市場(chǎng)的發(fā)展要求。而且，集中式的市場(chǎng)模式能借助南網(wǎng)各省區(qū)的資源稟賦，充分發(fā)揮電力市場(chǎng)的資源優(yōu)化配置作用[17]。

南方區(qū)域電力市場(chǎng)的建成需要從各省市場(chǎng)分別建成并獨(dú)立運(yùn)行的階段逐漸融合過渡，在過渡階段，以北歐電力市場(chǎng)為典型的分區(qū)平衡模式能實(shí)現(xiàn)以省為主體向全網(wǎng)統(tǒng)一轉(zhuǎn)變的目標(biāo)[18]。在區(qū)域統(tǒng)一市場(chǎng)建設(shè)的過渡階段，可采取分區(qū)平衡的平衡機(jī)制；在區(qū)域市場(chǎng)建設(shè)的最終階段，條件成熟的情況下可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一平衡。綜上所述，并結(jié)合南網(wǎng)的相關(guān)戰(zhàn)略方針，南方區(qū)域電力市場(chǎng)的發(fā)展路徑可總結(jié)為3個(gè)階段：

a)市場(chǎng)培育階段：省內(nèi)優(yōu)化，省間協(xié)同，省級(jí)市場(chǎng)規(guī)范運(yùn)作；廣東省具備現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行條件或建成現(xiàn)貨市場(chǎng)，其他省份籌備現(xiàn)貨市場(chǎng)。

b)市場(chǎng)融合階段(過渡階段)：區(qū)域融合，省內(nèi)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)兩級(jí)協(xié)同運(yùn)作；開展省間增量現(xiàn)貨市場(chǎng)，多省同時(shí)開展現(xiàn)貨市場(chǎng)，以省為實(shí)時(shí)平衡主體，實(shí)現(xiàn)省間、省內(nèi)優(yōu)化的同步運(yùn)作。

c)市場(chǎng)統(tǒng)一階段：全網(wǎng)統(tǒng)一平衡，區(qū)域集中優(yōu)化，構(gòu)建統(tǒng)一市場(chǎng)的集中架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)發(fā)購電資源全局優(yōu)化的區(qū)域統(tǒng)一日前現(xiàn)貨市場(chǎng)，并且實(shí)現(xiàn)網(wǎng)級(jí)的日內(nèi)優(yōu)化和實(shí)時(shí)平衡。

2 市場(chǎng)環(huán)境下新增業(yè)務(wù)綜述

2.1 區(qū)域電力市場(chǎng)環(huán)境下的新增業(yè)務(wù)

根據(jù)以上所述的南方區(qū)域電力市場(chǎng)運(yùn)作模式，結(jié)合目前廣東電力市場(chǎng)的調(diào)度業(yè)務(wù)情況，借鑒美國電力市場(chǎng)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)[19-24]，總結(jié)出在南方區(qū)域電力市場(chǎng)環(huán)境下新增的市場(chǎng)相關(guān)調(diào)度業(yè)務(wù)主要有以下幾類：

a)中長(zhǎng)期交易相關(guān)業(yè)務(wù)。電力市場(chǎng)中的中長(zhǎng)期交易給調(diào)度帶來的業(yè)務(wù)主要包括中長(zhǎng)期安全校核、中長(zhǎng)期電量分解及日前曲線編制等。

b)日前市場(chǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)。日前市場(chǎng)是現(xiàn)貨市場(chǎng)的核心之一，調(diào)度機(jī)構(gòu)通過日前市場(chǎng)確定次日的發(fā)電調(diào)度計(jì)劃。在日前階段，調(diào)度機(jī)構(gòu)需要確定日前市場(chǎng)開展的邊界條件、負(fù)責(zé)日前市場(chǎng)的出清等。

c)日內(nèi)優(yōu)化相關(guān)業(yè)務(wù)。在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的日內(nèi)運(yùn)行階段，調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)最新的負(fù)荷預(yù)測(cè)和電網(wǎng)運(yùn)行情況對(duì)日前市場(chǎng)確定的發(fā)電計(jì)劃實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)優(yōu)化，使發(fā)電計(jì)劃更加符合系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行的需求。部分國外成熟電力市場(chǎng)采用日內(nèi)市場(chǎng)的方式來開展相應(yīng)的調(diào)整，但日內(nèi)市場(chǎng)的開設(shè)會(huì)增加交易和結(jié)算的復(fù)雜性，缺乏足夠的必要性去支撐日內(nèi)市場(chǎng)的開展；因此，僅將此階段視為日內(nèi)調(diào)度優(yōu)化階段，而非和日前及實(shí)時(shí)同等的交易階段。

d)實(shí)時(shí)市場(chǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)。電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中的實(shí)時(shí)市場(chǎng)為系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡提供主要支撐，實(shí)時(shí)市場(chǎng)按照市場(chǎng)規(guī)則在全天滾動(dòng)出清和優(yōu)化機(jī)組出力，調(diào)度機(jī)構(gòu)據(jù)此進(jìn)行實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)調(diào)度。

e)輔助服務(wù)市場(chǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)。輔助服務(wù)市場(chǎng)如調(diào)頻、備用等市場(chǎng)為系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行提供平衡資源，調(diào)度機(jī)構(gòu)需要按照市場(chǎng)規(guī)則調(diào)用輔助服務(wù)來消除發(fā)電計(jì)劃和實(shí)際需求之間的負(fù)荷偏差。

傳統(tǒng)電力調(diào)度模式下，在制訂發(fā)電計(jì)劃、實(shí)時(shí)調(diào)度，以及調(diào)用調(diào)頻、備用等平衡資源時(shí)，主要考慮中長(zhǎng)期計(jì)劃和電網(wǎng)安全；在電力市場(chǎng)環(huán)境下，調(diào)度業(yè)務(wù)需要根據(jù)各市場(chǎng)規(guī)則開展，在保證電網(wǎng)安全的前提下降低發(fā)電成本，實(shí)現(xiàn)全社會(huì)福利最大化。

2.2 新增業(yè)務(wù)的分配原則

電力市場(chǎng)環(huán)境下南網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行新增業(yè)務(wù)的具體分配應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：

a)相近業(yè)務(wù)優(yōu)先分配原則。指的是與之前的調(diào)度運(yùn)行業(yè)務(wù)相近或處于同一業(yè)務(wù)領(lǐng)域的新增業(yè)務(wù)，應(yīng)優(yōu)先分配給之前負(fù)責(zé)該業(yè)務(wù)的部門或崗位，降低新業(yè)務(wù)的學(xué)習(xí)成本。

b)業(yè)務(wù)流程復(fù)雜度最低原則。是指新增業(yè)務(wù)的分配使業(yè)務(wù)流程發(fā)生的變化盡可能小，復(fù)雜性最低，有利于整體調(diào)度業(yè)務(wù)流程的簡(jiǎn)化。

c)部門間信息交互高效，溝通成本低。新增業(yè)務(wù)會(huì)一定程度上增加信息交互和溝通的需求，應(yīng)盡量使業(yè)務(wù)分配能夠降低溝通成本，減少業(yè)務(wù)的跨部門分配。

d)兼容現(xiàn)有技術(shù)支持系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的新增業(yè)務(wù)分配方案需考慮與現(xiàn)有技術(shù)支持系統(tǒng)的兼容性，并且能配合后期技術(shù)支持系統(tǒng)改造或重建的需求。

3 調(diào)度業(yè)務(wù)流程體系設(shè)計(jì)

基于南方區(qū)域電力市場(chǎng)環(huán)境下給調(diào)度機(jī)構(gòu)帶來的5項(xiàng)新增業(yè)務(wù)，本文設(shè)計(jì)了區(qū)域統(tǒng)一電力市場(chǎng)階段網(wǎng)、省兩級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)流程管理體系。5項(xiàng)業(yè)務(wù)流程的時(shí)序銜接和主要內(nèi)容如圖1所示。

由圖1可知，在實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)前1 d開展日前市場(chǎng)，在實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)前1～4 h開展日內(nèi)優(yōu)化調(diào)整，在實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)前0.5～1 h進(jìn)行調(diào)頻市場(chǎng)的出清，在實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)前5～15 min進(jìn)行實(shí)時(shí)市場(chǎng)的正式出清。市場(chǎng)化調(diào)度的業(yè)務(wù)核心是從日前發(fā)電計(jì)劃的制訂到日內(nèi)階段對(duì)發(fā)電計(jì)劃的優(yōu)化調(diào)整，再到調(diào)頻資源的確定，最后在準(zhǔn)實(shí)時(shí)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)基于最新的電網(wǎng)運(yùn)行情況對(duì)發(fā)電出力計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化，整個(gè)過程隨著實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)的推動(dòng)而持續(xù)滾動(dòng)，以保障系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 市場(chǎng)環(huán)境下新增業(yè)務(wù)的時(shí)序銜接Fig.1 Timingsequence connection of new operations in power market

a)南方區(qū)域電力市場(chǎng)中長(zhǎng)期交易相關(guān)調(diào)度業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

圖2 中長(zhǎng)期交易業(yè)務(wù)流程Fig.2 Midand long-term trading operating procedure

中長(zhǎng)期交易業(yè)務(wù)主要發(fā)生在各電力交易中心，調(diào)度機(jī)構(gòu)則主要負(fù)責(zé)中長(zhǎng)期交易的安全校核和電量分解，在日前階段則需要將中長(zhǎng)期交易的日電量再分解為日計(jì)劃曲線然后參與區(qū)域日前市場(chǎng)。這部分業(yè)務(wù)主要由調(diào)度的方式(發(fā)電)專業(yè)負(fù)責(zé)。

b)南方區(qū)域日前現(xiàn)貨市場(chǎng)業(yè)務(wù)流程如圖3所示。

圖3 日前市場(chǎng)業(yè)務(wù)流程Fig.3 Day-ahead market operating procedure

各省中調(diào)匯總處理各省計(jì)劃類信息及中長(zhǎng)期物理合同，由總調(diào)統(tǒng)一安排日前市場(chǎng)出清邊界，然后基于日前SCUC和SCED進(jìn)行日前市場(chǎng)出清，總調(diào)方式專業(yè)根據(jù)通過安全校核的出清結(jié)果編制全網(wǎng)的次日發(fā)電調(diào)度計(jì)劃。

c)南方區(qū)域日內(nèi)階段調(diào)度業(yè)務(wù)流程如圖4所示。

圖4 日內(nèi)運(yùn)行業(yè)務(wù)流程Fig.4 Intra-day market operating procedure

日內(nèi)優(yōu)化是指在實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)前1～4 h由值班調(diào)度員或其他專業(yè)人員協(xié)助進(jìn)行的滾動(dòng)優(yōu)化，日內(nèi)優(yōu)化是在日前市場(chǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步根據(jù)最新負(fù)荷預(yù)測(cè)、電網(wǎng)運(yùn)行狀況以及各類電網(wǎng)非計(jì)劃事件等對(duì)未來時(shí)段發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整。因距離實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)較近，在日內(nèi)階段調(diào)整的機(jī)組多為響應(yīng)速度較快的燃?xì)鈾C(jī)組等。圖4中的省間送/受電調(diào)整或省間現(xiàn)貨優(yōu)化步驟取決于南方區(qū)域是否開展跨區(qū)、跨省增量現(xiàn)貨市場(chǎng)，如開展省間現(xiàn)貨市場(chǎng)，則此步驟按照省間現(xiàn)貨市場(chǎng)日內(nèi)階段的要求進(jìn)行省間優(yōu)化。

d)南方區(qū)域?qū)崟r(shí)運(yùn)行調(diào)度業(yè)務(wù)流程如圖5所示。

一般實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清時(shí)間節(jié)點(diǎn)為實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)前 5～15 min，實(shí)時(shí)市場(chǎng)在全天實(shí)現(xiàn)24 h的滾動(dòng)優(yōu)化出清，出清結(jié)果將通過操作控制系統(tǒng)自動(dòng)下發(fā)。實(shí)時(shí)運(yùn)行階段調(diào)度機(jī)構(gòu)需要及時(shí)處理各類非計(jì)劃事件(如檢修延期、非計(jì)劃停運(yùn)、機(jī)組出力限制等)，以及電網(wǎng)安全事件(如線路跳閘、設(shè)備過載或故障等)。實(shí)時(shí)階段調(diào)度員需要及時(shí)就以上情況作出調(diào)度處置，并盡快將由此導(dǎo)致的實(shí)時(shí)優(yōu)化邊界信息變更反映到實(shí)時(shí)優(yōu)化算法系統(tǒng)中，保證實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)調(diào)度能及時(shí)跟上電網(wǎng)運(yùn)行情況的變化。

圖5 實(shí)時(shí)市場(chǎng)業(yè)務(wù)流程Fig.5 Real-time market operating procedure

e)南方區(qū)域調(diào)度調(diào)頻業(yè)務(wù)流程如圖6所示。

圖6 調(diào)頻市場(chǎng)業(yè)務(wù)流程Fig.6 Regulation market operating procedure

南網(wǎng)總調(diào)在日前統(tǒng)一安排全網(wǎng)一、二次調(diào)頻運(yùn)行模式，參數(shù)和調(diào)頻備用容量要求等信息，開展調(diào)頻市場(chǎng)，組織市場(chǎng)主體申報(bào)。在日前階段，調(diào)頻市場(chǎng)和日前市場(chǎng)聯(lián)合出清，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻市場(chǎng)的預(yù)出清。是否進(jìn)行調(diào)頻的預(yù)出清和聯(lián)合優(yōu)化取決于市場(chǎng)規(guī)則的要求。

在實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)前1 h(或設(shè)定時(shí)間T)之前，調(diào)度中心需進(jìn)行調(diào)頻市場(chǎng)的正式出清，確定調(diào)頻機(jī)組調(diào)用序列，調(diào)頻市場(chǎng)的正式出清將全天滾動(dòng)進(jìn)行。在基于負(fù)荷和電網(wǎng)運(yùn)行情況預(yù)計(jì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)偏差會(huì)較大的情況下，調(diào)度員可根據(jù)系統(tǒng)平衡需要對(duì)調(diào)頻市場(chǎng)進(jìn)行臨時(shí)出清，調(diào)整調(diào)頻機(jī)組組合。對(duì)于同一實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)，調(diào)頻市場(chǎng)出清在實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清之前，調(diào)頻市場(chǎng)確定相應(yīng)的調(diào)頻機(jī)組序列，而實(shí)時(shí)市場(chǎng)根據(jù)最新的超短期負(fù)荷預(yù)測(cè)和電網(wǎng)運(yùn)行情況變化對(duì)包括調(diào)頻出清序列內(nèi)的機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化。調(diào)頻機(jī)組在實(shí)時(shí)市場(chǎng)出清時(shí)，是基于調(diào)頻正式出清中標(biāo)量調(diào)整機(jī)組可調(diào)出力上下限，再進(jìn)行一定程度的能量?jī)?yōu)化；但在實(shí)時(shí)運(yùn)行點(diǎn)，調(diào)頻機(jī)組是根據(jù)自動(dòng)發(fā)電控制和調(diào)頻參數(shù)要求對(duì)實(shí)際負(fù)荷自動(dòng)進(jìn)行跟蹤出力。因調(diào)頻機(jī)組的特殊作用，調(diào)頻機(jī)組因調(diào)頻導(dǎo)致的實(shí)時(shí)調(diào)度偏差是不應(yīng)進(jìn)行考核的。具體的調(diào)頻機(jī)組管理由后續(xù)的市場(chǎng)規(guī)則和調(diào)頻管理要求決定。

4 市場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)度值班崗位設(shè)置探討

與傳統(tǒng)調(diào)度模式相比，市場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)度機(jī)構(gòu)還需要負(fù)責(zé)市場(chǎng)出清等相關(guān)業(yè)務(wù)，調(diào)度業(yè)務(wù)量增加較多，同時(shí)也需要培養(yǎng)市場(chǎng)相關(guān)專業(yè)人才負(fù)責(zé)新增業(yè)務(wù)。日內(nèi)運(yùn)行和實(shí)時(shí)市場(chǎng)業(yè)務(wù)需要全天24 h滾動(dòng)開展，調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)調(diào)整值班崗位設(shè)置以適應(yīng)新增業(yè)務(wù)。

4.1 PJM調(diào)度機(jī)構(gòu)人員配置及值班模式

PJM調(diào)度部門有7值調(diào)度員，每值9～10人，每值包括值班主管1名，其余調(diào)度人員8～9人，其中市場(chǎng)協(xié)調(diào)員1名，輸電調(diào)度員3～4名，發(fā)電調(diào)度員2名，可靠性工程師1名，負(fù)荷預(yù)測(cè)人員1名。PJM調(diào)度運(yùn)行值班每值人員安排如圖7所示。

圖7 PJM調(diào)度值班崗位設(shè)置Fig.7 Duty positions setting for dispatch center of PJM

4.2 市場(chǎng)環(huán)境下網(wǎng)、省兩級(jí)調(diào)度值班崗位配置建議

本文借鑒PJM調(diào)度值班的經(jīng)驗(yàn)，基于南方區(qū)域電力市場(chǎng)發(fā)展路徑中的3個(gè)市場(chǎng)建設(shè)階段分別提出對(duì)網(wǎng)、省兩級(jí)調(diào)度值班崗位配置的建議。

4.2.1 區(qū)域市場(chǎng)建設(shè)初期的值班崗位設(shè)置建議

在區(qū)域市場(chǎng)培育的初始階段，廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)正式投入運(yùn)營，其他各省建設(shè)并完善現(xiàn)貨市場(chǎng)，總調(diào)負(fù)責(zé)全網(wǎng)層面的調(diào)控和省間協(xié)調(diào)。此階段網(wǎng)級(jí)調(diào)度值班崗位配置建議如圖8所示。

此階段區(qū)域電力市場(chǎng)建設(shè)剛剛起步，僅廣東電力現(xiàn)貨市場(chǎng)正式運(yùn)營。根據(jù)南網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)頻控制的要求，總調(diào)所面臨的市場(chǎng)化調(diào)度業(yè)務(wù)主要集中在各省市場(chǎng)的協(xié)調(diào)和部分省份輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營方面；因此，增設(shè)市場(chǎng)協(xié)調(diào)和輔助服務(wù)市場(chǎng)工程師2個(gè)崗位以滿足業(yè)務(wù)變動(dòng)的需求，促進(jìn)調(diào)度業(yè)務(wù)由傳統(tǒng)模式向市場(chǎng)模式的轉(zhuǎn)變。

圖8 市場(chǎng)培育階段總調(diào)值班崗位設(shè)置Fig.8 Duty positions setting for dispatch centerof CSG in initial stage

省級(jí)調(diào)度值班崗位配置建議如圖9所示。

在區(qū)域市場(chǎng)建設(shè)初期建議開展現(xiàn)貨省份的中調(diào)新增實(shí)時(shí)市場(chǎng)交易工程師崗位以滿足現(xiàn)貨市場(chǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)開展需求，實(shí)時(shí)市場(chǎng)交易工程師主要負(fù)責(zé)日內(nèi)滾動(dòng)優(yōu)化和實(shí)時(shí)市場(chǎng)的開展及出清，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的變化及時(shí)更改優(yōu)化算法的邊界條件，并負(fù)責(zé)調(diào)頻市場(chǎng)的正式出清，在實(shí)時(shí)階段根據(jù)需要征用調(diào)頻出清序列外的機(jī)組或進(jìn)行臨時(shí)出清。原有的系統(tǒng)調(diào)控工程師與實(shí)時(shí)市場(chǎng)交易工程師以業(yè)務(wù)是否和現(xiàn)貨運(yùn)行相關(guān)為職責(zé)邊界，系統(tǒng)調(diào)控工程師在主要負(fù)責(zé)非市場(chǎng)機(jī)組調(diào)控等原有發(fā)電調(diào)度業(yè)務(wù)，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。此外還建議各省中調(diào)新增市場(chǎng)協(xié)調(diào)工程師，主要負(fù)責(zé)在市場(chǎng)和電網(wǎng)運(yùn)行異常時(shí)進(jìn)行協(xié)調(diào)處置，在系統(tǒng)異常時(shí)統(tǒng)籌相關(guān)人員進(jìn)行處理，評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行方式對(duì)各省現(xiàn)貨市場(chǎng)開展的影響，評(píng)估市場(chǎng)運(yùn)行情況，分析省間計(jì)劃調(diào)整、邊界調(diào)整、斷面控制、非計(jì)劃停運(yùn)等對(duì)市場(chǎng)運(yùn)行和節(jié)點(diǎn)電價(jià)的影響情況，同時(shí)和其他運(yùn)營機(jī)構(gòu)、市場(chǎng)主體等進(jìn)行協(xié)商。市場(chǎng)協(xié)調(diào)工程師崗位和原有值班崗位職責(zé)邊界明確，主要負(fù)責(zé)承擔(dān)與各類市場(chǎng)主體溝通協(xié)調(diào)和市場(chǎng)分析等需求。

4.2.2 區(qū)域市場(chǎng)建設(shè)過渡階段的值班崗位設(shè)置建議

按本文發(fā)展路徑設(shè)計(jì)，在區(qū)域電力市場(chǎng)建設(shè)過渡階段，若日內(nèi)、實(shí)時(shí)及調(diào)頻市場(chǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)以各省中調(diào)為主體開展，總調(diào)負(fù)責(zé)全網(wǎng)層面的調(diào)控和省間的協(xié)調(diào)；在開展跨區(qū)、跨省增量現(xiàn)貨市場(chǎng)的情況下，總調(diào)還需主導(dǎo)省間現(xiàn)貨市場(chǎng)的運(yùn)營；若建成多省聯(lián)合現(xiàn)貨市場(chǎng)，則也應(yīng)由總調(diào)來統(tǒng)一運(yùn)營。

網(wǎng)級(jí)調(diào)度值班崗位配置建議如圖10所示。

圖10中虛線框內(nèi)為建議新增的調(diào)度值班崗位。市場(chǎng)協(xié)調(diào)工程師主要職責(zé)是與其他市場(chǎng)運(yùn)營機(jī)構(gòu)、市場(chǎng)主體溝通協(xié)商，評(píng)估電網(wǎng)運(yùn)行方式對(duì)市場(chǎng)開展的影響，就可能對(duì)電力市場(chǎng)運(yùn)行造成較大影響的電網(wǎng)運(yùn)行方式調(diào)整或緊急情況進(jìn)行調(diào)控，評(píng)估市場(chǎng)運(yùn)行情況，分析省間計(jì)劃調(diào)整、邊界調(diào)整、斷面控制、非計(jì)劃停運(yùn)等對(duì)市場(chǎng)運(yùn)行和節(jié)點(diǎn)電價(jià)的影響情況。實(shí)時(shí)市場(chǎng)交易工程師主要負(fù)責(zé)省間增量現(xiàn)貨市場(chǎng)或多省聯(lián)合現(xiàn)貨市場(chǎng)的出清，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行情況的變化及時(shí)更改優(yōu)化算法的邊界條件。在過渡階段，部分省份的輔助服務(wù)市場(chǎng)可能由總調(diào)統(tǒng)一運(yùn)營以實(shí)施全網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)頻控制，因此也應(yīng)設(shè)立輔助服務(wù)市場(chǎng)工程師以滿足輔助服務(wù)市場(chǎng)相關(guān)調(diào)度業(yè)務(wù)的開展需求。

在過渡階段各省中調(diào)的值班崗位設(shè)置可同區(qū)域市場(chǎng)建設(shè)起步階段的值班崗位設(shè)置一致，如圖9所示。

4.2.3 區(qū)域市場(chǎng)統(tǒng)一階段的值班崗位設(shè)置建議

按照本文發(fā)展路徑設(shè)計(jì)，在區(qū)域電力市場(chǎng)統(tǒng)一階段，全網(wǎng)的日內(nèi)和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)由總調(diào)統(tǒng)一開展，且輔助服務(wù)市場(chǎng)也將從全網(wǎng)層面開展。網(wǎng)級(jí)調(diào)度值班崗位配置建議如圖11所示。

圖9 市場(chǎng)培育階段中調(diào)值班崗位設(shè)置Fig.9 Duty positions setting for dispatch centerof provincial grid in transition stage

圖10 過渡階段總調(diào)值班崗位設(shè)置Fig.10 Duty positions setting for dispatch centerof CSG in transition stage

圖11 市場(chǎng)統(tǒng)一階段總調(diào)值班崗位設(shè)置Fig.11 Duty positions setting for dispatch centerof CSG in market coupling stage

在未來區(qū)域電力市場(chǎng)統(tǒng)一階段，由于總調(diào)負(fù)責(zé)的市場(chǎng)范圍擴(kuò)大至全網(wǎng)5省份，則實(shí)時(shí)市場(chǎng)交易工程師崗位可以增加至2名調(diào)度員。區(qū)域統(tǒng)一階段下的市場(chǎng)化調(diào)度業(yè)務(wù)根據(jù)市場(chǎng)類別可分為現(xiàn)貨市場(chǎng)業(yè)務(wù)和輔助服務(wù)市場(chǎng)業(yè)務(wù)，市場(chǎng)協(xié)調(diào)高級(jí)工程師負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各類別市場(chǎng)的共同運(yùn)作，統(tǒng)籌安排市場(chǎng)化調(diào)度業(yè)務(wù)。區(qū)域市場(chǎng)統(tǒng)一階段的新增崗位和原有崗位的職責(zé)劃分見表1。

5 總結(jié)與展望

調(diào)度業(yè)務(wù)是電網(wǎng)運(yùn)行的核心業(yè)務(wù)，市場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)度業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)調(diào)度模式發(fā)生了較大的變化，這種變化和區(qū)域電力市場(chǎng)的運(yùn)作模式也息息相關(guān)。本文在深入研究國外區(qū)域電力市場(chǎng)典型運(yùn)作模式后，基于國內(nèi)電力市場(chǎng)實(shí)際情況，分析了南方區(qū)域電力市場(chǎng)運(yùn)作模式的合理性，并總結(jié)了區(qū)域市場(chǎng)的發(fā)展路徑；梳理了區(qū)域電力市場(chǎng)給調(diào)度機(jī)構(gòu)帶來的新增業(yè)務(wù)，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的調(diào)度業(yè)務(wù)流程，為市場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)度機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)開展提供了參考。此外，為了保障新增調(diào)度業(yè)務(wù)得到合理分擔(dān)，本文借鑒國外PJM的調(diào)度機(jī)構(gòu)值班崗位配置模式，根據(jù)區(qū)域電力市場(chǎng)的不同發(fā)展階段對(duì)南方區(qū)域網(wǎng)、省兩級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)值班崗位的設(shè)置分別提出了建議。本文中業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)和值班崗位設(shè)置充分考慮未來的市場(chǎng)運(yùn)行狀況，從市場(chǎng)運(yùn)營機(jī)構(gòu)的實(shí)際需求出發(fā)，力求使調(diào)度業(yè)務(wù)能夠有效適應(yīng)市場(chǎng)建設(shè)的過渡階段并配合實(shí)現(xiàn)南方區(qū)域統(tǒng)一電力市場(chǎng)的遠(yuǎn)期目標(biāo)。在未來市場(chǎng)建設(shè)深入推進(jìn)的過程中，還應(yīng)及時(shí)根據(jù)市場(chǎng)的變化調(diào)整業(yè)務(wù)流程和值班崗位，實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整和高度適配。

表1 市場(chǎng)環(huán)境下的調(diào)度值班崗位職責(zé)分工Tab.1 Job description of duty positions for dispatch center of CSG in power market