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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

2021-05-10 14:54来源:《电力系统自动化》关键词:电力市场电力现货市场四川现货市场收藏点赞

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5 高水电占比电力现货市场实践及建议

5. 1 丰枯双期市场实践

四川丰水期及枯水期电力市场结算试运行实践,充分验证了丰水期及枯水期电力现货市场机制 设计和市场功能架构对电力现货市场长周期结算运 行的适应性,是具有高水电占比特色的省份参与电力市场的有益尝试。

5. 1. 1 丰水期市场实践

四川丰水期电力现货市场继 2019 年 9 月 26 日 至 9 月 30 日 第 1 次 连 续 模 拟 结 算 试 运 行 后 ,于 2019 年 10 月 29 日至 30 日连续两日进行了第 2 次模 拟结算试运行。

在第 1 次试运行实践的基础上,四川电网针对 丰水期市场规则在市场限价、申报规则、中标容量分 配等方面进行了调整。其中市场限价的调整内容为将 水电最低限价由0元/(MW·h)提高到13元/(MW·h); 申报规则由水电可选择 1 至 5 段容量报价改为优 先+外送为第 1 段,剩余容量分为 4 段报价;边际机 组中标容量分配由考虑网损微增率改为按边际报价 段的容量比例进行分配。这样的改变,更加符合市 场规律及丰水期特性。

2019 年 10 月 29 日至 30 日期间,市场限价范围 为 13~316 元/(MW·h),四川水电企业日均报价范 围为 120~124 元/(MW·h);出清价格相对平稳,日 前市场最高出清价、最低出清价和平均出清价依次 为 316、132.40、275.99 元/(MW·h),实时市场最高 出清价、最低出清价和平均出清价依次为 316、220、 187.22 元/(MW·h)。

2019 年 10 月 29 日,当采取不考虑水电耦合算 法进行出清计算时,共有 18 家水电厂提出 19 次增加 出力申请,其 中 5 次 申 请 理 由 是 来 水 增 加 ;共 有 22 家水电厂提出 36 次降低出力申请,其中 13 次申 请理由是来水不足。10 月 30 日,启动考虑水电耦合 算法进行出清计算,有 4 家水电厂提出 4 次增加出力 申请,其中 1 次申请理由是来水增加;共有 11 家水电 厂提出 12 次降低出力申请,其中 7 次申请理由是来 水不足。应用水电耦合出清算法前后对比如表 1 所 示,当应用考虑水电耦合算法进行出清时,申请总次 数同比下降 71%。

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此次连续结算试运行正处于丰平水期交替时 期,水情复杂,极大地增加了各水电厂来水预测的难 度。由表 1 对比可以发现,在硬约束条件下即考虑 水电耦合约束后,电厂申请次数都明显下降,说明上 下游水情不匹配的电厂数量明显下降,验证了在复 杂水情期间四川电力现货市场模式全面适应水电耦合约束的合理性、实用性。

5. 1. 2 枯水期市场实践

四 川 省 于 2019 年 12 月 、2020 年 1 月 初 和 2020 年 3 月下旬,先后组织开展了 3 次枯水期模拟 结算试运行,并于 2020 年 4 月 16 日至 5 月 25 日期间 开展了枯水期现货市场长周期结算试运行。

2020 年 4 月 16 日至 5 月 25 日期间,枯水期日前 现货市场出清价格的最大值、最小值和平均值分别 为 441.0、406、421.84 元/(MW·h);枯水期实时现货 市场出清价格的最大值、最小值和平均值分别为 441.0、405、422.63 元/(MW·h)。

枯水期长周期试运行期间,四川电力现货市场 保持连续稳定运行,进一步验证了枯水期现货市场 申报、现货空间生成、市场出清计算等核心设计的合理性和可行性。

5. 2 市场建设建议

电力现货市场建设是一项不断完善的复杂工 程,既要符合当前政策要求,又要遵循电力系统物理 特性,同时与经济耦合紧密,还要突破技术层面上的 制约,故结合四川电力现货市场建设经验,提出以下 建议,希望对有高水电占比特点的现货市场建设有 所帮助。

首先,密切结合自身电网实际情况和能源特点, 明确当前电力市场建设的主要目标,从解决当前存 在的主要问题出发,遵循电力商品的技术经济规律, 做到重点突破。例如:四川建设电力现货市场的目 标是在市场建设稳妥起步的同时保证水电等清洁能 源的充分消纳,故构建不同市场主体参与的丰枯双 期市场,并结合不同市场主体的特点,制定符合源网 特点的市场规则,设计符合高水电占比特点的电力 现货市场业务框架,在实现电力现货市场稳定运行 的同时,保障水电最大化消纳。

然后,电力现货市场建设是一个复杂过程,市场 建设中要不断加强要素水平的精细化管理,支撑市 场顺利运行。例如:四川电网运行方式多变,交直流 电网耦合特性复杂,稳定限额随着电网拓扑和潮流 变化较大,为此,采用智能断面限额交互技术,将交 流潮流计算结果与智能断面稳定限额计算进行迭 代,得到所有输电通道的真实输电能力,保证断面限 额的准确性和电网的安全性,提升复杂电网结构下 潮流控制能力和复杂约束处理水平,为电力现货市 场安全稳定运行提供技术保障。

最后,电力现货市场建设是一个不断提高、不断 完善的过程,应充分借鉴国内外电力市场建设经验, 结合电力现货市场运行实践,不断完善自身市场规 则设计和系统建设水平。例如:枯水期市场最初运 行时出现出清无结果的现象,其原因在于参与市场 的火电机组最大出力运行时仍无法满足系统平衡条 件,故后续更改为 3 次出清方式,即第 1 次为考虑平 衡、爬坡约束的正常出清,如果出清成功,则计算流 程正常结束,如果出清失败,则暂时不考虑平衡约 束,进行第 2 次出清(各机组按照其能力和爬坡出力 最大),考虑到报价相同时的负荷均摊,以第 2 次出 清的出力加总作为平衡目标进行第 3 次出清,即为 最终的出清结果。

6 结语

四川电力现货市场是国内首个适应高水电占比 且丰枯双期季节特性显著不同的丰枯分期的电力现 货市场,是贯彻落实新一轮电力现货市场深化改革 的工程实践。

总体来说,四川电力现货市场建设的过程是循 序渐进、因地制宜的过程。在市场设计阶段,考虑丰 枯水期特性明显不同的特点,制定丰枯双期不同市 场主体参与竞争的市场规则,实现电力现货市场与 现有清洁能源消纳政策的有机协调,保障水电最大 化消纳。在市场建设阶段,构建考虑梯级水电耦合 约束的优化出清模型,实现了在出清中考虑上下游 库容耦合和时滞、水-电拓扑关联耦合、库容水位控 制和出库流量控制等特性及要求,初步解决了电力 现货市场中流域梯级水电与火电的联合出清技术问 题,确保电力市场高效出清、清洁能源充分利用和电 网安全稳定运行,并且应用多态计算、低电压等级上 网路径搜索技术、智能断面交互技术等,提升市场约 束管理水平,保障电网安全运行和市场稳定运营。 在市场运行阶段,借鉴国内外电力市场建设经验,解 决电力现货市场运行实践中发现的问题,不断完善 市场规则和系统建设水平。

电力现货市场建设是一个不断发展完善的过 程,后续将结合市场运行情况及市场主体反馈,不断 优化完善市场机制及现货市场功能,积极、稳妥地推 进四川现货市场建设工作。四川电力现货市场机制 设计与实践是具有高水电占比特点的地区参与电力 市场的有益尝试,希望本文能为具有类似特点的水 电富余地区推进电力现货市场建设提供有益参考。

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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