電力市場環(huán)境下對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的影響分析及發(fā)展建議

楊春祥 吳國棟 吳鋒 張妙靜 吳春燕 張?zhí)煊?/p>

摘? 要：調(diào)度業(yè)務(wù)作為電網(wǎng)運(yùn)行的核心業(yè)務(wù)，在電力現(xiàn)貨市場建設(shè)后將發(fā)生巨大的轉(zhuǎn)變，調(diào)度業(yè)務(wù)的發(fā)展與電力市場的建設(shè)進(jìn)程應(yīng)當(dāng)相互協(xié)同推進(jìn)。文章首先分析了電力市場改革對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的影響，在此基礎(chǔ)上提出了調(diào)度機(jī)構(gòu)適應(yīng)電力市場改革的發(fā)展建議，探索未來調(diào)度業(yè)務(wù)的發(fā)展方向，以期對市場環(huán)境下電網(wǎng)運(yùn)行和市場運(yùn)轉(zhuǎn)的相互銜接以及電力市場的正常開展和穩(wěn)定運(yùn)行提供有益借鑒。

關(guān)鍵詞：調(diào)度運(yùn)行;電力市場;影響分析;發(fā)展建議

中圖分類號：F426.61? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0057-02

Abstract： As the core business of power grid operation， dispatching business will change greatly after the construction of electricity spot market. The development of the dispatching business andthe construction process of the electricity market should be promoted in coordination. This paper first analyzes the impact of power market reform on power grid dispatching operation. On this basis， this paper puts forward the development suggestions of dispatching organization to adapt to the reform of electricity market， and explores the development direction of dispatching business in the future. It is expected to provide a useful reference for the connection between power grid operation and market operation as well as the normal development and stable operation of electricity market.

Keywords： dispatching operation; electricity market; impact analysis; development suggestions

1 電力市場改革對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的影響

1.1 電力市場改革對發(fā)電計劃制定的影響

傳統(tǒng)電廠發(fā)電計劃編制工作是由調(diào)度機(jī)構(gòu)根據(jù)交易中心下發(fā)的年度、季度、月度購電計劃和基數(shù)電量月度安排完成進(jìn)度，結(jié)合電網(wǎng)每日供需形勢變化、機(jī)組檢修安排、跨省跨區(qū)輸電通道能力等影響因素，按照三公調(diào)度原則合理安排各發(fā)電機(jī)組開停機(jī)計劃和發(fā)電曲線的工作[1]。在深化電力體制改革的背景下，隨著電力現(xiàn)貨市場的建設(shè)開展，電廠的開停機(jī)計劃和發(fā)電曲線將通過市場競價優(yōu)化出清形成，傳統(tǒng)的發(fā)電計劃形成機(jī)制將被打破。電力市場改革對于傳統(tǒng)調(diào)度發(fā)電計劃工作的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，隨著市場化改革的不斷深入，現(xiàn)貨市場、輔助服務(wù)市場等新的市場組織模式和新的交易品種不斷涌現(xiàn)，發(fā)電計劃編制中需要考慮的因素增多，這些變化使得發(fā)電調(diào)度計劃面臨越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。第二，電力市場環(huán)境中，日發(fā)電計劃主要由現(xiàn)貨市場的相關(guān)出清算法決定，調(diào)度原本的發(fā)電日計劃制定業(yè)務(wù)主要轉(zhuǎn)變?yōu)榇_定市場出清邊界條件。第三，隨著現(xiàn)貨市場的開展，發(fā)電計劃的制定周期將延伸至日內(nèi)甚至實(shí)時階段。調(diào)度機(jī)構(gòu)需要適應(yīng)電力市場開展環(huán)境，將發(fā)電計劃編制的維度推進(jìn)到日前和實(shí)時。第四，隨著電力市場交易的不斷深入開展，電力交易愈加頻繁，交易規(guī)模呈現(xiàn)不斷擴(kuò)大趨勢，為保障市場的高校運(yùn)作和實(shí)施結(jié)果的準(zhǔn)確性，調(diào)度計劃的制定必須向自動化、智能化方向發(fā)展。

1.2 電力市場改革對電網(wǎng)安全校核的影響

安全校核是調(diào)度機(jī)構(gòu)在市場化環(huán)境下保障電網(wǎng)安全的重要手段，同時由于校核結(jié)果可能影響市場成員經(jīng)濟(jì)利益，必將成為各方關(guān)注焦點(diǎn)。然而，市場交易會導(dǎo)致電網(wǎng)潮流多變，交易頻度和交易結(jié)果安全校核頻度增加，安全校核難度和工作量面臨著新的挑戰(zhàn)[2]。第一，傳統(tǒng)按照年、季、月度滾動開展離線分析、制定控制策略和輸電極限的方法，需要適應(yīng)市場化環(huán)境下靈活多變的潮流方式，離線計算考慮的因素將更加復(fù)雜，傳統(tǒng)的離線型安全穩(wěn)定分析不能滿足電力市場的要求。第二，現(xiàn)有中長期安全校核為經(jīng)驗(yàn)校核，模式較為粗放，難以滿足電力市場的要求，中長期安全校核需要向量化校核轉(zhuǎn)變，以提高準(zhǔn)確性和規(guī)范性。第三，從時間維度上，僅開展日前計劃量化安全校核的模式已經(jīng)難以適應(yīng)當(dāng)前調(diào)度計劃管理的要求，迫切需要完善包括中長期、日前、日內(nèi)全周期的智能化安全校核機(jī)制和手段。

1.3 電力市場改革對電網(wǎng)供需平衡的影響

為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電，平衡電網(wǎng)用電負(fù)荷波動和新能源發(fā)電預(yù)測偏差，應(yīng)對發(fā)輸變電設(shè)備意外停運(yùn)等不確定事件引起的電網(wǎng)功率突變，電力調(diào)度機(jī)構(gòu)在制定調(diào)度計劃過程中，通常預(yù)留一定的發(fā)電容量。在市場環(huán)境下，調(diào)度機(jī)構(gòu)考慮供需平衡情況、進(jìn)行全網(wǎng)備用管理遇到了新的挑戰(zhàn)。第一，在電力市場化改革中，發(fā)電廠機(jī)組容量是否參與運(yùn)行備用市場取決于發(fā)電公司自身的經(jīng)營決策目標(biāo)、機(jī)組技術(shù)特性以及市場的激勵制度，而非系統(tǒng)的強(qiáng)制調(diào)度。第二，傳統(tǒng)考慮全網(wǎng)供需平衡，進(jìn)行備用管理往往以經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對電網(wǎng)備用需求缺乏精細(xì)化的分析，難以兼顧系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的要求。而在電力市場環(huán)境下，備用輔助服務(wù)交易主要基于市場運(yùn)行，強(qiáng)調(diào)利用市場定價機(jī)制有效地配置各種資源，在保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)化。

2 調(diào)度機(jī)構(gòu)適應(yīng)電力市場改革的發(fā)展建議

2.1 供需預(yù)測業(yè)務(wù)改進(jìn)方向

（1）加深預(yù)測精細(xì)程度。為了統(tǒng)籌全網(wǎng)可控資源，保證電網(wǎng)電力有序供應(yīng)和清潔能源最大限度消納，調(diào)度機(jī)構(gòu)需要建立大電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)精細(xì)化模型，開展更大范圍下的供需預(yù)測分析，深入各省區(qū)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，把控負(fù)荷預(yù)測情況。

（2）提高預(yù)測精度要求。電力現(xiàn)貨市場建設(shè)對整體市場結(jié)算有較大的修改，為避免因負(fù)荷預(yù)測波動較大而導(dǎo)致調(diào)度機(jī)構(gòu)在市場結(jié)算過程中處于被動地位，雙規(guī)制資金偏差導(dǎo)致電網(wǎng)公司可能承擔(dān)相應(yīng)風(fēng)險，需要提高負(fù)荷預(yù)測的精確度。同時，調(diào)度機(jī)構(gòu)需要推進(jìn)電力平衡預(yù)測、分析和管理技術(shù)支撐平臺的建設(shè)，提供更加準(zhǔn)確的負(fù)荷預(yù)測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷預(yù)測管理和全網(wǎng)清潔能源預(yù)測管理，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)平衡分析。

2.2 發(fā)電調(diào)度計劃業(yè)務(wù)改進(jìn)方向

（1）提升發(fā)電調(diào)度計劃精細(xì)化管理水平。電力市場環(huán)境下，發(fā)電調(diào)度計劃制定是基于安全約束機(jī)組組合（security constrained unit commitment， SCUC）、安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度（security constrainedeconomic dispatch，SCED）算法根據(jù)最新負(fù)荷預(yù)測和電網(wǎng)最新邊界條件進(jìn)行精確的數(shù)學(xué)優(yōu)化。調(diào)度機(jī)構(gòu)需開發(fā)滿足要求的出清算法。

（2）實(shí)時供需偏差管理。對于實(shí)時市場優(yōu)化后仍存在的實(shí)時供需偏差，需進(jìn)行人工干預(yù)，基于成本最小化的原則來調(diào)用反應(yīng)速度滿足要求的備用機(jī)組和從調(diào)頻市場的出清序列中調(diào)用調(diào)頻機(jī)組以滿足實(shí)時供需偏差。

2.3 電網(wǎng)阻塞管理業(yè)務(wù)改進(jìn)方向

（1）提高全網(wǎng)校核的精細(xì)化程度。為適應(yīng)多種類型的電力市場運(yùn)營，調(diào)度機(jī)構(gòu)應(yīng)積極開展多周期關(guān)鍵線路可用傳輸容量評估方法研究，實(shí)現(xiàn)對傳輸容量的動態(tài)、精準(zhǔn)把控，能夠在組織交易前給出關(guān)鍵線路的極限傳輸容量。開展新一代安全校核關(guān)鍵技術(shù)研究，與新一代調(diào)控系統(tǒng)融合，自動讀取模型和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵斷面全方位、全周期的安全校核計算。

（2）提高電網(wǎng)阻塞的管理效率。一方面，加強(qiáng)電網(wǎng)全過程運(yùn)行控制，對電網(wǎng)連續(xù)過程的安全指標(biāo)演變進(jìn)行綜合展示，提前感知電網(wǎng)未來阻塞風(fēng)險。以15分鐘為周期，滾動校核調(diào)度計劃、操作、事故預(yù)案、清潔能源消納，提前采取計劃調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對未來電網(wǎng)阻塞預(yù)管理。另一方面，在校核計算中出現(xiàn)阻塞時，可以根據(jù)阻塞斷面將電網(wǎng)分區(qū)，阻塞片區(qū)分別調(diào)整發(fā)電計劃以消除電網(wǎng)阻塞。

2.4 新能源管理業(yè)務(wù)改進(jìn)方向

（1）提高預(yù)測水平。新能源機(jī)組作為市場參與主體，其出力預(yù)測精確度不僅直接關(guān)系到自身實(shí)際利益，同時會對電網(wǎng)的安全運(yùn)行產(chǎn)生影響。為了保障新能源企業(yè)自身利益和電網(wǎng)運(yùn)行安全，需要進(jìn)一步提高新能源發(fā)電預(yù)測水平：一是由新能源自行開展中長期（年、季、月）、短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測;二是加強(qiáng)新能源機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行考核，強(qiáng)化新能源功率預(yù)測及計劃執(zhí)行考核;三是通過市場化的手段引導(dǎo)新能源企業(yè)提高預(yù)測精度，規(guī)范新能源出力預(yù)測業(yè)務(wù)。

（2）完善消納機(jī)制。保障新源消納，一是加強(qiáng)新能源發(fā)電特性研究，將新能源發(fā)電納入年度運(yùn)行方式分析電力電量平衡范疇以及日前和日內(nèi)的計劃管理;二是建設(shè)深度調(diào)峰輔助服務(wù)市場，用市場機(jī)制調(diào)動機(jī)組參與調(diào)峰積極性;三是建設(shè)考慮新能源發(fā)電不確定性的備用輔助服務(wù)市場，進(jìn)一步挖掘系統(tǒng)調(diào)峰潛力，確保完成年度新能源消納目標(biāo);四是市場方案設(shè)計要從機(jī)制上保證新能源在電力現(xiàn)貨市場中優(yōu)先成交，實(shí)現(xiàn)新能源的優(yōu)先消納，開展新能源優(yōu)先調(diào)度評價工作。

2.5 建立健全辨識和風(fēng)險預(yù)警機(jī)制

調(diào)度機(jī)構(gòu)需要針對市場風(fēng)險，積極開展市場模擬仿真分析，預(yù)警市場潛在風(fēng)險，提出應(yīng)對措施;加強(qiáng)市場運(yùn)營監(jiān)控，通過事前預(yù)防、事中監(jiān)測、事后評估和處罰等措施防控市場操縱行為;加強(qiáng)現(xiàn)貨交易平臺安全穩(wěn)定運(yùn)行管理，確保平臺、用戶交互數(shù)據(jù)滿足安全性、私密性等信息安全要求;推動建立交易能力保證制度，降低市場結(jié)算風(fēng)險;建立信用評價體系、合同執(zhí)行與違約懲罰機(jī)制。

為避免具有市場力的發(fā)電企業(yè)操縱市場價格，緩解市場主體串謀現(xiàn)象，出清算法將設(shè)計基于機(jī)組歷史報價的市場力監(jiān)測機(jī)制，對市場串謀的主體中標(biāo)電量進(jìn)行隨機(jī)分配，動態(tài)平抑市場力，抑制市場串謀，防范市場失靈。

根據(jù)2019年國資委下發(fā)的文件，西北地區(qū)將開展煤電整合工作，發(fā)電集團(tuán)極有可能通過內(nèi)部串謀行使市場力，調(diào)度機(jī)構(gòu)需要在現(xiàn)貨市場開展前、市場出清后對市場力進(jìn)行檢測，主要考慮行為測試環(huán)節(jié)。行為測試方法為在特定時間段，對具有市場力的發(fā)電集團(tuán)旗下機(jī)組電能量報價與市場力檢測參考價格作對比，當(dāng)發(fā)電機(jī)組電能量報價小于等于市場力檢測參考價格時，該發(fā)電機(jī)組被認(rèn)定通過行為測試;當(dāng)發(fā)電機(jī)組電能量報價大于市場力檢測參考價格時，該發(fā)電機(jī)組被認(rèn)定不通過行為測試。發(fā)電機(jī)組的市場力檢測參考價格由市場管理委員會提出建議，經(jīng)政府電力主管部門同意后執(zhí)行。市場力緩解措施為將發(fā)電機(jī)組電能量報價超過市場力檢測參考價格的部分替換為市場力檢測參考價格。

3 結(jié)束語

本文首先分析了電力市場化改革對電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的影響，綜合考慮發(fā)電計劃制定、電網(wǎng)安全校核、電網(wǎng)供需平衡等方面在市場化環(huán)境下面臨的問題，然后對市場化環(huán)境下調(diào)度機(jī)構(gòu)的發(fā)展方向進(jìn)行了探討，以期為我國電力市場和發(fā)電調(diào)度管理模式的不斷成熟與完善提供理論支撐。

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