深度文章 | 省间日内电力现货市场设计的挑战与思考-第2页-北极星售电网

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3.1.2 细节设计

1）交易环节构成。

省间交易流程应包含 3 部分主要时段：交易时段 T 交易、预留时段 T 预留、合同时段 T 合同。交易时段用于交易申报出清，预留时段用于同其他市场配合，合同时段为交易执行时段。图 3 中 t 出清—t 执行为交易预留空窗时段，为实现空间范围不同的两市场耦合，预留空窗时段是必要的。

QQ截图20200207141150.png

2）耦合时间设计。

为满足两市场耦合要求，省间与省内日内市场主要交易环节的时间设计应满足相关要求，如图 4 所示。

QQ截图20200207141225.png

一是省间市场预留时段长度，应不短于省内市场交易时段长度，即省间市场出清后确保有足够的时间进行省内正式申报出清。二是在 t=t0 时，省内市场需进行一次 t2—t6 的预出清或预平衡，以指导省间市场申报。在现阶段，省内现货市场建设以实时市场为主，日内市场不完备，因此可通过省内定时预平衡实现。在省内日内市场较完备后，可以利用省内日内市场配合进行预出清。

3）申报方式。

考虑省间市场定位为大范围资源优化配置，省间市场可不引入复杂报价、机组启停成本、无负荷成本等非凸问题。相关非凸问题应重点在省内市场结合安全约束机组组合(security constrained unit commitment，SCUC)或安全约束经济调度(security constrained economic dispatch，SCED)模型进行处理。

3.2 区域辅助服务市场规范化设计与过渡融合

区域调峰辅助服务市场具有辅助服务市场和区域市场的双重特征。其市场设计应遵循一定基本原则，以确保与其他市场相互协调运作，促进区域调峰辅助服务市场与其他市场融合。区域调峰辅助服务市场是市场建设过渡时期的形态，随着相关市场建设完备，区域市场可逐步进行过渡融合。

1）辅助服务市场特征。

区别于备用等辅助服务，深度调峰服务交易取决于新能源发电受阻情况，而新能源是否受阻需由能量市场出清结果确定。因此，从交易时序角度讲，在不进行联合出清的情况下，区域调峰辅助服务市场的开展，需在相关能量市场出清(或预出清)后进行。

2）区域市场特征。

作为区域市场，其市场设计应具备相应的市场特征。为保证省内实时市场正常运行，区域调峰辅助服务市场其日内出清环节需具有一定预先性，能够满足省内市场交易的时间要求。

3.3 基于潮流和关键支路的通道建模管理

针对省间现货市场设计中的部分细节简化，如何保留或等效建立关键通道特征，是解决问题的重点，关于这一问题也开展了相关理论研究[18]。考虑现阶段实际应用，基于潮流(flow based，FB)[19]的通道建模是细化处理通道可用容量的有效方式；结合关键支路(critical branch)可实现对省内对穿越潮流进行建模管理。

1）基于潮流的省间市场通道建模。

在经典出清模型中，通过引入潮流分布转移因子(power transfer distribution factor，PTDF)，可实现基于潮流的通道阻塞管理。在省间市场出清模型中，各省简化为单一节点，因此可考虑结合区域 PTDF，实现省间通道阻塞管理，解决联络关系复杂或阻塞严重的交流通道容量建模问题。区域PTDF 可通过离线计算，定期动态修正的模式确定。

基于潮流的建模方法引入与否，应结合该区域交流联网关系复杂度。FB 模型更贴近电网物理特性，建模方法复杂，计算量较大。当基于潮流的可用容量建模方法不会明显提升市场效率或改善阻塞管理水平时，可采用基于 ATC 的简化模型。此外，基于潮流的可用容量建模可实现省间与省内阻塞协同管理。

2）基于关键支路的省内穿越潮流建模。

在省间交易中，若将各省简化为单一节点，省内通道建模过于简化，无法适应穿越潮流管理需求。若保留全部节点，综合考虑各省模型复杂度与计算量，难以满足省间交易需求。因此，为解决省间交易产生的穿越潮流问题，应引入适当方法对省内通道进行建模。

为此，可考虑引入关键支路方法。通过选取省内重要线路、断面，结合 FB 模型实现对穿越潮流约束进行建模，如图 5 所示(其中，L1、L2、L3 为省间联络线)。通过合理选取省内关键支路，在量化省内关键通道对省间交易限制的同时，不显著增加模型复杂度与计算量[20]。与前文中提到的欧洲电力市场中再调度、反向交易的事后阻塞管理不同，基于关键支路的通道模型是事前阻塞管理方法，更有助于保证电网安全与市场效率。此外，根据阻塞情况，分区颗粒度细化也能够提高阻塞管理水平。

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3.4 基于滚动重叠的日内交易机制

受新能源出力预测水平影响，日前市场出清结果与日内市场出清结果偏差较大。基于动态控制技术架构的滚动重叠机制有助于高效利用超短期预测信息，及时调整日前出清结果，实现由日前向实时执行的平滑过渡，降低电网运行风险。同时，合理设计的滚动机制有助于激励市场参与者提升自身预测精度。

北美、欧洲地区日内市场均包含滚动或相似机制，北美日内市场设计中滚动机制如表 1 所示；欧洲跨境日内市场中连续交易机制发挥着与滚动机制相似的作用。滚动机制中，交易周期应小于交易段长度，以实现滚动重叠机制，如图 6 所示(图中颜色深浅表示预测精度高低)。当交易周期等于交易时段长度时，无法实现滚动重叠。以 t2—t3 合同时段为例，利用滚动机制，分别在 t=t0、t=t1时，利用不同预测精度信息，对 t2—t3合同时段进行动态出清， t=t1 时的出清是对 t=t0 时的偏差修正。需要说明的是滚动机制需配套设计合理的合同时间长度、滚动交易周期、滚动结算方法等。

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1）合同时间长度。

省间日内市场合同时间长度应与新能源预测精度相匹配，且合同时间长度应适当长于有效超短期预测时间长度。一方面有助于充分利用新能源超短期预测信息，组织日内交易；一方面可以激励新能源参与者提升自身预测精度，预测水平高的市场参与能够优先利用市场资源开展交易。综合考虑目前新能源预测水平，合同时间长度 4~8h 为宜。

2）滚动交易周期。

省间日内市场滚动周期应综合考虑交易复杂度、电网风险、设备寿命等因素，滚动周期过短意味着交易频繁，可能导致市场效率降低，引起电网风险增加；滚动周期过长不利于高效利用超短期新能源出力预测信息。综合考虑交易复杂度与电网运行安全，滚动周期 2~4 h 为宜。

3）滚动结算机制

为实现日内滚动交易，需配套相应的日内市场滚动出清价格机制。传统的两部制偏差结算难以适应日内滚动交易的需求，应设计建立相匹配的三部制或多部制结算机制。

4 结论

日内市场特征正逐渐改变，从空间维度对日内市场的进一步划分，增加了省间日内市场的设计难度。本文分析了省间日内现货市场建设所面临的挑战，对省间日内现货市场设计进行了思考，并提出若干建议。针对与省内市场的耦合衔接问题，提出了基于顺序出清的耦合模式；针对区域调峰辅助服务市场的融合问题，提出了区域市场设计应遵循的基本原则；针对通道容量的建模管理，提出了基于潮流和关键支路的通道建模方法；针对新能源消纳的政策要求，提出了基于滚动重叠的日内交易机制。中国电力现货市场面临特有问题，通过借鉴国外电力市场相关经验，分析日内市场变化趋势，旨在设计高效运行的省间日内市场，促进资源优化配置。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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