深度文章 | 适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践-第3页-北极星售电网

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3 适应四川电力现货市场的功能架构

依据四川电力现货市场机制设计，提出适应四川电力现货市场机制的功能架构。

四川电力现货市场功能架构遵循面向服务的设计原则，采用客户端/服务器+浏览器/服务器（C/ S+B/S）混合架构基础平台，功能模块间采用服务化访问调用，以实现系统模块间松耦合与可扩展性，为日前市场、实时市场和辅助服务市场等应用的开发、运行、维护提供全面的技术支撑。功能设计采用分层架构设计，从下往上依次是基础平台层、计算服务层、市场应用层、市场仿真层和用户界面层，如图 2 所示。

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3. 1 基础平台层

基础平台层是电力现货市场系统的基础，具有灵活拓展、稳定高效、全面防护等特点，为各类应用提供统一的数据、网络通信、人机界面、系统管理以及分析计算等服务，为各类应用的开发、运行和管理提供通用的技术支撑，为整个系统的集成和高效可靠运行提供保障。

3. 2 计算服务层

计算服务层提供电网设备多态管理、安全校核、核心算法等公共服务，组成市场系统基础计算环境。其中，电力市场优化出清是市场资源配置的核心，基于高效的混合整数规划算法，适应多样市场主体、多变市场规则、多种场景设计、多维市场约束等，实现多时段耦合寻优。

3. 3 市场应用层

市场应用层依赖计算服务层提供的核心算法以及市场模型，按照市场机制设计实现现货市场主要功能。考虑四川丰枯双期特性明显不同的特点，具备日前市场（丰水期/枯水期）、实时市场（丰水期/枯水期）、调频辅助服务市场、电网设备多态管理、市场模拟推演、中长期合同管理、市场风险管控、市场评估分析、市场监管、市场成员管理、数据管理、市场申报、信息发布等多项功能模块。

功能部署立足于现有电网调度控制系统，同时考虑市场运营的客观需要，系统主要功能部署于安全Ⅱ区和安全Ⅲ区。其中，日前市场（丰水期/枯水期）、实时市场（丰水期/枯水期）、调频辅助服务市场是四川电力现货市场的核心子功能，部署在安全Ⅱ 区，市场成员在相应的时间节点上通过市场申报参与各电力市场。

3. 4 市场仿真层

基于电力现货市场模型及数据搭建市场模拟推演平台，实现电网模型模拟推演、市场规则模拟推演和市场行为模拟推演。

3. 5 综合展示层

借助人机输入与操作、界面展示等可视化技术实现对电力现货市场出清及分析结果的对外展示及发布。

4 四川电力现货市场建设特色

4. 1 丰枯双期市场模式

丰水期各流域来水充足，水电竞争充分；枯水期来水较少，水电调度需要考虑梯级流域耦合，市场竞价出清机制难以保证水电的充分消纳，故构建符合四川水电占比高且丰枯水期季节特性明显不同特点的丰枯双期电力现货市场，并制定丰枯双期不同市场主体参与竞争的市场规则，在发用两侧市场主体、发电需求、竞价空间、市场申报、市场出清、市场结算等方面存在差异。四川丰枯双期市场在时间上考虑季节丰枯特点，在空间上考虑流域水电耦合约束，实现现货市场建设与现有水电消纳政策的有机契合。

4. 2 构建市场运营物理空间

四川电网网架薄弱、交直流电网耦合特性复杂，水电通道在实时运行中控制断面多、控制难度大。因此，需综合应用设备多态工况、上网全路径分析和智能断面判定等功能，以提升构建未来电网及设备运行工况的准确性，满足电力现货市场运行过程中电网安全稳定运行的要求。

利用国调全数文件（QS 文件）、检修计划、母线接牌方式搭建网络拓扑，将全网设备分为检修、检修陪停、可用、孤岛可用等状态，实现对电厂申报发电能力的约束和为交直流灵敏度计算提供网络拓扑。利用多态计算的未来态网络拓扑及第 1 次优化出清提供的潮流数据，实现未来断面限额判定，为现货最终优化出清提供安全约束边界。基于省级调控云和母线接牌方式完成 110 kV 及以下统调电厂路径搜索，实现对母线负荷值的还原，并将经地调设备上网的低电压等级统调电厂纳入安全校核，进一步提升安全校核计算准确率。

4. 3 水电耦合约束实现

四川电力现货市场依托调控云进行水电耦合约束构建，实现水-电联动。首先，考虑水库水位、出入库流量、生态流量等约束，构建水库模型；考虑龙头水库来水预测、区间来水预测、水库上下游及时滞关系等，构建流域水拓扑模型。通过上述工作完整表达了四川各流域水数学模型。然后，结合各水电厂耗水率曲线构建水电耦合关系。在优化出清模型中将计划单元发电出力和对应的出库发电流量通过耗水率结合起来，在出清中既考虑电力平衡、电力设备运行特性、电力潮流等电力约束，又考虑库容水位和出库生态流量等水平衡约束，实现出清模型中的水电耦合约束构建。

通过水电耦合约束构建，在保障优化出清结果的同时满足电力约束和水力约束，为解决四川现货市场建设中面临的市场平稳运行与清洁能源充分消纳之间的矛盾提供有力保障。

4. 4 竞价优化出清流程

四川电力现货市场出清流程包括模型数据准备、基态优化出清、综合约束校核、综合约束出清 4 个步骤。具体优化出清流程如下：首先，通过多态计算完成小电厂上网路径搜索，生成未来态电网拓扑结构，计算网络灵敏度，整合市场成员申报信息及运行日市场边界条件，进行基态优化出清；然后，利用未来态网络拓扑结构以及基态优化出清形成的潮流数据，完成未来态断面限额判定，根据未来态断面限额计算交流潮流，基于交流潮流修正母线负荷预测及联络线潮流。最后，汇集网络拓扑模型、灵敏度、断面限额、水力等各类约束及市场申报信息等，构建考虑梯级水电耦合约束的优化出清模型和算法，依次求解无约束出清模型和有约束出清模型，通过安全校核后，计算最新交流潮流数据，形成最终出清结果，完成市场优化出清。竞价优化出清流程如图 3 所示。

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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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