現(xiàn)貨條件下南方區(qū)域跨區(qū)跨省交易結(jié)算方法

張廷營，陳瑋，代紅陽，楊塑，黃筱婷，周宜廣

(1.廣州電力交易中心有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510623；2.北京清能互聯(lián)科技有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510620)

中國南方區(qū)域能源與負(fù)荷分布不均，開展跨區(qū)跨省交易能促進(jìn)清潔能源的大規(guī)模消納，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的資源優(yōu)化配置。目前，南方區(qū)域跨區(qū)跨省交易已取得了一定進(jìn)展，隨著跨區(qū)跨省交易規(guī)模不斷增加，市場化交易比例增大，交易結(jié)算將更加復(fù)雜[1]。此外，廣東現(xiàn)貨市場正在穩(wěn)步推進(jìn)，南方區(qū)域現(xiàn)行的跨區(qū)跨省交易結(jié)算算法已不能滿足現(xiàn)貨條件下的結(jié)算需求，亟需一種能適應(yīng)現(xiàn)貨條件下的跨區(qū)跨省交易結(jié)算機(jī)制，做好與廣東現(xiàn)貨市場結(jié)算的銜接，確保參與跨區(qū)跨省交易各市場主體的收益公平合理。

目前，已有相關(guān)文獻(xiàn)對跨區(qū)跨省交易結(jié)算方法進(jìn)行研究，提出了一些跨區(qū)跨省電能交易結(jié)算方法[2-4]。文獻(xiàn)[5]提出一種基于偏差電量分解的結(jié)算方法，根據(jù)調(diào)度計劃電量占比和核定線損率，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)跨省電量的分割；文獻(xiàn)[6]基于現(xiàn)有結(jié)算方法提出一種偏差電量加權(quán)平均定價的跨區(qū)跨省交易結(jié)算方法，各種交易成分電量以調(diào)度計劃累計值按原有價格進(jìn)行結(jié)算，關(guān)口計量電量與調(diào)度計劃累計值的差值按偏差電量處理；文獻(xiàn)[7]基于上網(wǎng)側(cè)偏差系數(shù)考核認(rèn)定偏差責(zé)任，根據(jù)偏差考核系數(shù)分?jǐn)偲铍娏?；文獻(xiàn)[8]借鑒平衡市場為跨區(qū)跨省偏差電量實(shí)時出清價格的思想，確定偏差電量的定價方法，實(shí)現(xiàn)合同電量與偏差電量分開結(jié)算；文獻(xiàn)[9]考慮偏差電量的實(shí)時價格屬性，基于頻率偏差考核，修正偏差電量分?jǐn)偙壤?；文獻(xiàn)[10-11]介紹美國PJM電力市場包括期貨市場和實(shí)時市場，偏差電量由交易參與方承擔(dān)并完成定價結(jié)算；文獻(xiàn)[12]針對當(dāng)前跨區(qū)跨省交易結(jié)算工作的現(xiàn)狀和存在的問題，提出基于區(qū)域發(fā)電成本核準(zhǔn)的偏差電量定價方法；文獻(xiàn)[13]提出新能源消納的電力交易偏差結(jié)算方法，并設(shè)計了相應(yīng)的補(bǔ)償機(jī)制，但在結(jié)算過程中，補(bǔ)償價格的比例不易確定；文獻(xiàn)[14-16]分析當(dāng)前電網(wǎng)線損率的管理現(xiàn)狀，對跨區(qū)跨省交易輸電線損率的計算方法進(jìn)行探討與總結(jié)，提出多種線損率的計算方法，主要集中于理論線損率和統(tǒng)計線損率的計算，為跨區(qū)跨省電量分割提供依據(jù)；文獻(xiàn)[17]分析了現(xiàn)貨市場的節(jié)點(diǎn)電價關(guān)鍵影響因素，為跨區(qū)跨省交易偏差電量定價提供了一定借鑒意義；文獻(xiàn)[18]提出一種基于模糊評價理論的偏差電量處理方法，考慮交易類型、交易周期、交易電量和交易電價4項(xiàng)指標(biāo)，依據(jù)綜合評分確定偏差電量的分配比例，但該方法對于隸屬度函數(shù)值的確定較為困難。

當(dāng)前針對跨區(qū)跨省交易結(jié)算算法的研究主要圍繞年度、月度交易，隨著現(xiàn)貨市場開展，為作好與現(xiàn)貨市場結(jié)算機(jī)制的銜接，當(dāng)前的結(jié)算方式將由月清月結(jié)轉(zhuǎn)變成日清月結(jié)。對此，本文提出一種適應(yīng)現(xiàn)貨條件下的南方區(qū)域跨區(qū)跨省交易電量分割算法，以調(diào)度分時計劃為基礎(chǔ)，構(gòu)建分時線損修正系數(shù)，對調(diào)度運(yùn)行線損率進(jìn)行實(shí)時修正，實(shí)現(xiàn)南方區(qū)域跨區(qū)跨省交易結(jié)算周期(1 h)內(nèi)電量的分割。完成跨區(qū)跨省交易電量分割后，提出跨區(qū)跨省交易各交易品種的結(jié)算方法，針對偏差結(jié)算以及對應(yīng)的網(wǎng)間不平衡費(fèi)用，給出相應(yīng)的處理意見。

1 南方區(qū)域跨區(qū)跨省結(jié)算現(xiàn)狀分析

1.1 南方區(qū)域跨區(qū)跨省結(jié)算情況

2019年上半年，南方區(qū)域西電東送“八交十直”共18條500 kV及以上電壓等級通道的總送電能力超4.75×107kW，上半年完成西電東送電量1.029×1011kWh，同比增長17%，首次在度夏前突破千億大關(guān)；其中，受云南省網(wǎng)4.3×1010kWh，受貴州1.92×1010kWh，受瀾上水電站9.39×109kWh，受溪洛渡右岸電站7.82×109kWh[19]。

2019年上半年，廣州電力交易中心共出具南方區(qū)域跨區(qū)跨省電力交易結(jié)算依據(jù)121份，共結(jié)算購售電量2.1.4×1011kWh，結(jié)算購售電費(fèi)771億元。鑒于計量數(shù)據(jù)獲取、年度清算等工作原因，月平均出具結(jié)算依據(jù)時間為10個工作日。

1.2 南方區(qū)域跨區(qū)跨省結(jié)算存在的問題

根據(jù)南方區(qū)域2019年上半年跨區(qū)跨省的結(jié)算情況，可以看出，南方區(qū)域跨區(qū)跨省交易需求日益增強(qiáng)，為保證參與跨區(qū)跨省交易各市場主體的利益，廣州交易中心提出了基于售電方實(shí)際上網(wǎng)電量和調(diào)度日計劃累計值占比的電量分割算法。隨著廣東現(xiàn)貨市場的開展，當(dāng)前跨區(qū)跨省結(jié)算與廣東現(xiàn)貨市場結(jié)算的銜接面臨著以下幾方面問題：

a)隨著廣東現(xiàn)貨市場的推進(jìn)，廣東省內(nèi)市場采用日清月結(jié)，跨區(qū)跨省電量分割和結(jié)算以月為周期，無法與廣東省內(nèi)現(xiàn)貨市場的結(jié)算實(shí)時銜接，將產(chǎn)生較大偏差。

b)現(xiàn)行結(jié)算算法采用核定線損率或月度綜合線損率構(gòu)建上網(wǎng)側(cè)和落地側(cè)電量關(guān)系，與現(xiàn)貨條件下的分時線損率存在較大差異，無法滿足以小時為結(jié)算周期的電量分割要求，導(dǎo)致結(jié)算線損異常，甚至出現(xiàn)負(fù)線損率問題。

c)現(xiàn)行結(jié)算算法中，對于線損偏差導(dǎo)致的省間不平衡費(fèi)用，不單獨(dú)分?jǐn)偱c責(zé)任認(rèn)定，由中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司單獨(dú)承擔(dān)，不利于平衡參與交易的各市場主體的權(quán)益。

2 基于分時線損修正電量分割算法

針對南方區(qū)域跨區(qū)跨省電量分割算法在現(xiàn)貨條件下存在的問題，本節(jié)提出基于分時線損修正的電量分割算法，采用調(diào)度運(yùn)行參考線損替代當(dāng)前分割算法中的核定線損或月度綜合線損，再通過電量平衡方程對調(diào)度運(yùn)行線損進(jìn)行修正，進(jìn)一步減小與實(shí)際線損的偏差，提高電量分割的準(zhǔn)確性。

2.1 交易場景

目前南方區(qū)域主要包括“點(diǎn)對網(wǎng)”和“網(wǎng)對網(wǎng)”這2種送電模式?！包c(diǎn)對網(wǎng)”模式主要是指天一、天二、龍灘送廣東、廣西，溪洛渡送廣東、云南，興義送廣西；“網(wǎng)對網(wǎng)”模式是指南方區(qū)域各省電網(wǎng)公司之間的電力交易，包括云南送廣東、廣西，貴州送廣東，以及兩廣互送。此外，還包括國網(wǎng)送南網(wǎng)交易。南方區(qū)域跨區(qū)跨省電力交易的主要場景如圖1所示，其中“水”表示水電站，“火”表示火電站。

圖1 南方區(qū)域跨區(qū)跨省電能交易場景Fig.1 Cross-regional and inter-provincial energy trading scenarios in the southern region

2.2 基本變量定義

根據(jù)第2.1節(jié)所述交易場景，目前，南方區(qū)域跨區(qū)跨省交易的主要購電方為廣東和廣西，天一、天二、龍灘以及云南分別向廣東和廣西送電；貴州省網(wǎng)只向廣東送電；興義電廠2號機(jī)組向廣西和貴州送電，送貴州時，其電量納入貴州省內(nèi)電量處理；國網(wǎng)送電南網(wǎng)主要包括三峽送廣東、疆電送粵，以及國網(wǎng)與南網(wǎng)的臨時交易；此外，兩廣之間還可能存在互送計劃。

2.3 電量分割算法流程

本節(jié)基于調(diào)度分時計劃和修正后的調(diào)度運(yùn)行線損率，實(shí)現(xiàn)送電類別的電量分割，主要包括上網(wǎng)側(cè)和落地側(cè)的電量分割。

2.3.1 上網(wǎng)側(cè)電量分割

上網(wǎng)側(cè)電量分割主要依據(jù)結(jié)算基礎(chǔ)周期(1 h)內(nèi)調(diào)度運(yùn)行計劃累計值電量比例分割，分割流程如下：

a)天一、天二、龍灘送廣東、廣西上網(wǎng)側(cè)結(jié)算電量按結(jié)算周期(1 h)內(nèi)調(diào)度運(yùn)行計劃累計值電量比例分割；云南、貴州送廣東、廣西上網(wǎng)側(cè)結(jié)算電量按結(jié)算周期(1 h)內(nèi)調(diào)度運(yùn)行計劃累計值電量的分電比例分割。

表1 跨區(qū)跨省送電類別分類Tab.1 Classification of power transmission categories across regions and provinces

b)國網(wǎng)送電南網(wǎng)作為同一送電類別處理，由北京電力交易中心負(fù)責(zé)分割認(rèn)定。

2.3.2 落地側(cè)電量分割

由于兩廣互送計劃的影響，落地側(cè)電量分割分3種情況進(jìn)行討論。

2.3.2.1 不存在兩廣互送交易

各送電方送廣東上網(wǎng)電量為各送電方實(shí)際上網(wǎng)總電量與各送電方送廣東計劃比例之乘積。送廣西上網(wǎng)電量計算同理。

根據(jù)上網(wǎng)電量和調(diào)度運(yùn)行線損率，構(gòu)建電量平衡方程，計算得到各送電方送廣東的分時線損修正系數(shù)Gd。根據(jù)

(1)

得到

(2)

(3)

廣西落地電量計算方法與廣東的計算方法一致。

2.3.2.2 存在廣西送廣東交易

將上一步計算的廣西送廣東電量從廣西實(shí)際關(guān)口電量中扣減，再根據(jù)第2.3.2.1節(jié)的方法計算其他各方到廣西的落地電量。

2.3.2.3 存在廣東送廣西交易

廣東送廣西線損率按0計算，廣東送廣西理論電量等于調(diào)度計劃電量。其他計算方法與第2.3.2.2節(jié)的算法基本一致。先計算廣西側(cè)實(shí)際落地電量，再計算廣東側(cè)實(shí)際落地電量。

3 偏差結(jié)算與不平衡費(fèi)用

現(xiàn)貨條件下南方區(qū)域跨區(qū)跨省交易結(jié)算的基礎(chǔ)是省間電量分割，前一節(jié)主要概述了現(xiàn)貨條件下的省間電量分割算法，本節(jié)基于跨區(qū)跨省電量分割算法，提出現(xiàn)貨條件下的偏差結(jié)算及網(wǎng)間不平衡費(fèi)用處理機(jī)制。

3.1 跨區(qū)跨省各交易品種結(jié)算

本節(jié)基于第2.3節(jié)所述電量分割算法得到南方區(qū)域跨區(qū)跨省各送電類別的結(jié)算電量，針對各送電類別的結(jié)算電量，開展各交易品種的結(jié)算，結(jié)算方法如下：

a)跨區(qū)跨省協(xié)議送電電量按照國家核定電價進(jìn)行結(jié)算。

b)跨區(qū)跨省市場化交易省間落地電量按實(shí)際成交結(jié)果的電量和電價結(jié)算。

c)跨區(qū)跨省交易省間上網(wǎng)電量由市場化落地電量順加此送電類別綜合損耗電量確定，電價執(zhí)行市場化成交結(jié)果形成的電價。

3.2 偏差結(jié)算

省間關(guān)口電量分割后送電類別的偏差電量主要分為2類：計劃執(zhí)行偏差和調(diào)度執(zhí)行偏差。計劃執(zhí)行偏差是指省間關(guān)口交易分時計劃累計值與調(diào)度分時計劃累計值的偏差；調(diào)度執(zhí)行偏差是指省間關(guān)口實(shí)際總電量與調(diào)度分時計劃累計值的偏差。2類偏差電量按以下原則處理。

a)計劃執(zhí)行偏差電量按照結(jié)算周期內(nèi)購電省區(qū)現(xiàn)貨市場西電東送落地虛擬節(jié)點(diǎn)日前價格直接結(jié)算。

b)調(diào)度執(zhí)行偏差電量按照結(jié)算周期內(nèi)購省區(qū)現(xiàn)貨市場西電東送落地虛擬節(jié)點(diǎn)實(shí)時價格直接結(jié)算。

落地虛擬節(jié)點(diǎn)作為偏差電價的結(jié)算節(jié)點(diǎn)，包含超高壓在購電省區(qū)落地關(guān)口所在的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)虛擬節(jié)點(diǎn)所包含網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分時節(jié)點(diǎn)電價算術(shù)平均值，確定日前偏差電價和實(shí)時偏差電價。

3.3 網(wǎng)間不平衡費(fèi)用

網(wǎng)間不平衡費(fèi)用如何處理關(guān)系著市場成員的利益分配，本節(jié)主要分析現(xiàn)貨條件下跨區(qū)跨省交易結(jié)算方法產(chǎn)生不平衡費(fèi)用的原因，并提出相應(yīng)的處理方法?，F(xiàn)貨條件下跨區(qū)跨省交易電費(fèi)結(jié)算的網(wǎng)間不平衡費(fèi)用主要是由省間線損偏差和省間偏差結(jié)算價格導(dǎo)致的。

3.3.1 省間線損偏差

目前跨區(qū)跨省交易進(jìn)行電量分割時所采用的線損率為核定線損率，但由于實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行方式和發(fā)用電情況與預(yù)計(或計劃)的情況不同，實(shí)際線損率與核定線損率之間必然存在差異。由于電費(fèi)計算時線損率取值與實(shí)際線損率不一致，電量的實(shí)際交割量與計劃和市場合同電量也必然存在差異，即無法實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格按合同發(fā)用電，導(dǎo)致網(wǎng)間不平衡費(fèi)用。

本文提出的基于分時線損修正的電量分割算法，雖然能夠減少計算線損率與實(shí)際線損率的偏差，但無法完全消除此偏差。此外，由于線損偏差不易認(rèn)定責(zé)任主體，建議省間結(jié)算產(chǎn)生的不平衡費(fèi)用通過定期(通常為1 a)的清算工作來解決。

3.3.2 偏差結(jié)算價格

廣東現(xiàn)貨啟動后，由于廣東用戶側(cè)結(jié)算采用全網(wǎng)加權(quán)平均價進(jìn)行結(jié)算，而當(dāng)前跨區(qū)跨省交易偏差電量的定價是以虛擬節(jié)點(diǎn)作為結(jié)算節(jié)點(diǎn)，采用西電東送落地點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電價的平均值作為偏差價格，由于偏差電量采取的結(jié)算價格無法與現(xiàn)貨市場的用戶側(cè)結(jié)算價格相對應(yīng)，必然會導(dǎo)致偏差電量的結(jié)算存在不平衡費(fèi)用。

偏差結(jié)算價格產(chǎn)生的不平衡費(fèi)用，主要是由于對于偏差電量結(jié)算，用戶側(cè)的支出與售電側(cè)的不對等導(dǎo)致的；因此，對于由此產(chǎn)生的網(wǎng)間不平衡費(fèi)用應(yīng)按郵票法由用戶分?jǐn)偦蚍颠€給用戶。

4 算例分析

現(xiàn)貨條件下南方區(qū)域跨區(qū)跨省交易各送電類別電量的分割是跨區(qū)跨省結(jié)算的核心，為驗(yàn)證本文所提的電量分割算法的可行性與合理性，本節(jié)選取南方區(qū)域某一典型日的跨區(qū)跨省交易數(shù)據(jù)[6]進(jìn)行算例測試，將文獻(xiàn)[6]所述的基于落地計劃分割算法(設(shè)為M1)、考慮售電實(shí)際上網(wǎng)電量的分割算法(設(shè)為M2)與本文所提算法(設(shè)為M3)進(jìn)行對比。由于不同的電量分割方法得到的各送電類別的上網(wǎng)端電量和落地端電量有所不同，得到的計算線損率也不相同，以此為指標(biāo)對3種方法的優(yōu)劣進(jìn)行評估，3種方法的計算結(jié)果見表2。

由表2可知：M1計算得到的貴州送廣東的結(jié)算線損率為-3.62%，出現(xiàn)了負(fù)線損，不符合實(shí)際情況，與核定線損出現(xiàn)很大偏差的原因在于各售電方未能準(zhǔn)確執(zhí)行調(diào)度計劃；M2雖然未出現(xiàn)負(fù)線損，但天一、天二、龍灘水電站送廣東的線損率卻小于送廣西的線損率，不符合潮流的基本規(guī)律，出現(xiàn)線損異常；M3未出現(xiàn)負(fù)線損的情況，且送廣東的線損大于送廣西的線損，符合電網(wǎng)運(yùn)行的基本規(guī)律，亦與核定線損也保持了良好的一致性。

通過算例結(jié)果分析可知，本文所提的電量分割算法以購售電實(shí)際電量為依據(jù)，避免了M1中實(shí)際購售電與計劃合同電量偏差過大對結(jié)算結(jié)果的影響，同時通過線損修正系數(shù)對核定線損進(jìn)行修正，解決結(jié)算負(fù)線損率及線損異常(比如送廣東線損率小于送廣西線損率)等問題。此外，本文所提算法基于分時線損率，可實(shí)現(xiàn)每小時結(jié)算周期的電量分割，便于實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)貨市場的結(jié)算銜接；因此，本文所提算法更符合實(shí)際情況以及滿足未來跨區(qū)跨省的結(jié)算需求。

表2 計算結(jié)果比較分析Tab.2 Comparison and analysis of calculation results

5 結(jié)束語

隨著現(xiàn)貨市場的逐步開展，為滿足現(xiàn)貨條件下跨區(qū)跨省交易結(jié)算的要求，本文提出一種適應(yīng)于現(xiàn)貨條件下南方區(qū)域跨區(qū)跨省交易的結(jié)算方法，采用調(diào)度運(yùn)行線損率替代核定線損率，實(shí)現(xiàn)以小時為結(jié)算周期的南方區(qū)域各送電類別電量分割，同時為減小線損偏差造成的不平衡費(fèi)用，對分時線損進(jìn)行修正，提高電量分割的準(zhǔn)確性。針對各送電類別的偏差電量提出相應(yīng)的偏差結(jié)算方法，并對此方法產(chǎn)生的不平衡費(fèi)用進(jìn)行分析。最后通過算例分析，驗(yàn)證本文所提結(jié)算方法的可行性與合理性。