清华大学电力市场概论第12周ppt课件.ppt
电力市场交易体系,辅助服务市场、金融产品交易,辅助服务市场,调频辅助服务备用辅助服务无功辅助服务黑启动辅助服务,调频辅助服务的功能,消除系统有功偏差，维持系统频率和联络线潮流稳定。系统有功偏差产生后：一次调频自动响应，几乎所有的机组响应系统频率降低时，机组自动加大油门（阀门）一次调频是有差调节、粗调频二次调频消除一次调频后的偏差只有安装了特定调频设备的机组才能承担无差调节，细调,一次调频与二次调频示例,设系统负荷1000万千瓦，出力与负荷平衡；突然一台30万的机组停机，系统频率下降为48.8Hz几乎所有的机组检测到系统频率下降，通过频率的负反馈控制，加大油门、阀门等负反馈控制是有差调整；系统中增加出力25万千瓦，系统频率上升为50.2Hz调度中心控制设备自动检测到系统频率仍有0.2Hz偏差，向AGC机组发出指令，增加出力5万千瓦，完成调频,什么是AGC机组？,AGC机组是普通机组加装自动控制设备，使得普通机组调整出力的速度、精度得到提高，满足二次调频的技术要求。AGC机组同普通机组一样，可承担发电任务,AGC的技术特性参数,调频死区与调频基值点AGC机组的出力只有在一定的范围时，才能承担调频任务一台20万装机容量的火电机组，设只有出力在1417万千瓦的情况下，才能承担调频任务，则称其他区域为该机组的调频死区设出力为15万的状态下承担调频，则15出力为其调频基值点调频精度AGC机组按照调度指令调频时，实际达到的出力与目标出力之间的偏差调频速度AGC机组调整出力的速度,AGC分层控制模式,两大目标：保持系统频率稳定保持联络线潮流稳定我国电力系统调度模式统一调度、分级管理问题：以华中系统为例，设河南省负荷突然增长，华中系统频率下降，若全网统一调频，可能出现湖北机组出力大幅增加，则湖北和河南之间联络线功率大幅度变化,AGC分层控制模式,联络线功率大幅度变化带来系列问题控制不当可导致系统解列与分层管理模式相冲突如何保持系统联络线潮流稳定？若从n1到n2的潮流下降，控制n1端AGC机组抬高出力，n2端AGC机组降低出力,AGC分层控制模式,AGC分层控制模式在控制频率和联络线功率之间平衡联络线和频率偏差控制（TBC）控制频率和联络线功率加权，两者并重恒定频率控制模式（CFC）确保系统频率稳定恒定静交换功率控制（CNIC）确保联络线静功率不变电力市场中AGC容量需求与AGC分层控制模式有关，为什么？,调频辅助服务的价格,调频电量费用AGC机组出力在调频基值点，应获得相应的电量费AGC机组根据调度指令，增加/降低出力，增发或减发部分电量，应与补偿调频容量费用AGC机组存在调频死区，机组必须维持一定的出力，限制机组参与实时市场、发电权市场的机会，产生机会成本为承担AGC服务，装置相应的控制设备，产生相应的成本,AGC辅助服务的竞价模式,竞价模式一机组申报AGC容量价格和AGC电量价格以容量价格为基准排序，由低到高采购缺点：机组申报很低的调频容量价格，而申报较高的电量价格，中标后一旦调用其调频，需要支付昂贵的调频电量费用,AGC辅助服务的竞价模式,竞价模式二机组申报AGC容量价格和AGC电量价格以电量价格为基准排序，由低到高采购缺点：机组申报很低的调频电量价格，而申报较高的容量价格，中标后需要支付昂贵的调频容量费用,AGC辅助服务的竞价模式,竞价模式三（在美国加州市场中应用）机组申报AGC容量价格和AGC电量价格ISO计算调频容量被调用的概率x以容量价格和电量价格的加权为标准排序优点：若x计算是准确的，则是最优的。缺点复杂、透明度低调用概率x的根据历史数据计算，主观随意性大，易引起争议,AGC辅助服务的竞价模式,竞价模式四由本研究室提出，即将在东北等市场中应用调频机组申报调频电量价格，不另行申报容量价格按照统一的比率，取调频电量价格的一定比率为调频容量价格按机组的申报的调频电量价格排序采购优点简单、透明公平，遏制发电厂投机,备用辅助服务,备用辅助服务的种类按调整出力的方向正备用：根据系统的需求，可增加出力负备用：根据系统的需求，可降低出力按调整速度10分钟备用30分钟备用等等按机组状态旋转备用热备用冷备用等等目前国际上尚没有关于备用的统一分类标准,备用辅助服务市场,由于没有统一的备用服务分类，各国、各地区备用市场组织情况不一样美国新英格兰市场10分钟旋转备用10分钟非旋转备用30分钟旋转备用30分钟非旋转备用我国情况建议只组织10分钟备用市场30分钟的备用需求可通过实时市场交易,备用机组与可中断负荷的报价,系统备用的机组申报如下数据：单位备用容量价格曲线。备用机组调节速率。可中断负荷申报内容：可中断时间区间，中断提前预知时间，中断持续时间，中断负荷容量范围，中断负荷价格曲线。可中断负荷不需要进行电量报价，其切负荷电量后应该按现货供电价格支付。,备用市场竞价原理,出于备用容量付费考虑，备用市场必须同电量市场分离出来。备用机组在申报中应该既申报电量价格又申报容量价格。对备用机组的排序，仅按备用容量价格作为排序的指标。备用机组也应该参与现货有功电量市场的竞争，备用机组的电量报价取其在日前有功电量市场上的报价。备用机组的电量报价也影响现货电量价格。备用市场的决策在日前有功电量市场交易结束之后进行。,备用市场的组织与交易决策,市场组织备用申报在计划交易日的前一日进行；电力调度交易中心先公布计划交易日各时段的备用需求，发电厂和可中断用户的备用申报与有功申报同时进行。备用市场的交易决策：根据机组申报的备用调节速率，得到机组的备用容量大小。按照备用机组和可中断负荷的申报价格由低到高排序确定购买备用机组及购买容量。,无功辅助服务,无功辅助服务的特点无功与节点电压密切相关无功应就地平衡，不能像有功一样只有流动电网中的无功需求以及分布与有功调度和系统运行方式有关无功来源多，生产成本低结合无功辅助服务的特点，无功辅助服务不组织市场竞价，由调度机构统一调度基本是无偿辅助服务,黑启动辅助服务,黑启动辅助一般不组织市场竞价调度交易中心与具备黑启动能力的发电厂签订长期黑启动协议,电力市场中的金融衍生产品交易,金融衍生产品交易的共同特点共担风险，共享效益可利用金融产品交易规避风险，但同时获利的可能性减小主要的金融衍生产品期权交易期货交易,期权交易,期权（option）交易的标的物是一种权力，即交割的主动权。购入期权，则获得交割的主动权（要求对方购入或者要求对方出售）售出期权，则售出交割的主动权期权可以分为看涨期权和看跌期权。,期权交易示例,航空公司A从石油公司P购入期权，约定在未来三个月内，A可随时要求P向其出售航空燃油1万吨，交易交割为1万元/吨；A向P支付定金30万元。A从P购入期权，支付期权交易费用30万元，获得交易主动权若燃油价格上涨，超过1万元时，A要求P交割燃油，A规避价格上涨的风险A的行为是看涨期权的运作；P为看跌期权,期权交易的效益分析,不同的市场成员对市场风险有不同的承受能力通过期权交易转移风险，让有能力、愿意承担风险的市场成员承担较大的风险，同时获得一定的收益上例中，航空公司对燃油价格十分敏感，燃油价格上涨将对其成本影响非常大，需要规避价格上涨的风险石油公司有足够的承担风险的能力,期权交易交易的动力,期权交易的交易双方愿意进行交易的根本原因：不同的市场成员对市场走势有不同的判断如，拥有不同的信息上例中，航空公司认为（担心）燃油价格上涨，购入期权规避该风险石油公司认为燃油价格会下降、不变，或者上涨幅度小，小于自己获得的定金，则石油公司愿意进行该期权交易,电力市场中的期权交易,电网公司和发电厂之间的期权交易电网公司从发电厂购入购电期权电网公司可以通过必要的手续要求电厂按照期权商定的价格出售电力电量可遏制发电厂在实时市场的投机，因为若实时市场中发电厂报价过高，电网公司可使用期权要求部分机组增加出力电网公司的操作是看涨期权电网公司向发电厂出售购电权电厂有权要求电网以期权合约规定的价格接受电厂的电力电量这种情况对于水电而言尤其具有重要意义，减少弃水,电力市场中的期权交易,电网公司和发电厂之间的期权交易电网公司从发电厂购入减少发电期权要求出售期权的电厂在电网公司要求的时间内减小出力实时市场需要进行过发电管理时，可使用该期权遏制发电厂投机电网公司向发电厂出售减少发电的期权发电厂之间的期权交易功能与发电权交易类似，促进水火之间、不同流域的水电之间等等的补偿效益发电权交易和期权交易有什么共同点？什么不同点？,期货交易,期货合约是一种标准化合约，是交易双方分别向对方承诺在合约规定的未来某一确定的时间以约定价格购买或者销售一定量的某种资产（或者服务）的协议。期货合约可以自由买卖。,期货交易的示例,假设当前时间为6月，A从交易所中购入9月15日交货的玉米100单位，每单位价格为￥1000元，B以相同的价格售出100单位，各向交易所交纳2的定金。A持有多头，头寸数为100，B持有空头，头寸数也为100。A自己可能并不需要玉米，B也不生产玉米。到7月，玉米价格上涨，市场价格为￥1100元/单位，为保证B履行合同，B需要再向交易所交纳涨价部分作为保证金，即（11001000）10010000，如果A认为价格将继续上涨，但为保险起见，A将持有的多头头寸转让50单位，则A赚取5000元，并继续持有部分多头头寸。如果价格继续上涨，A将继续获利，如果价格下跌，甚至跌到￥1000/单位以下，为了保证A履行合同，交易所将要求A追加等于贬值部分的保证金。B也可以在出售期货合同时，再购入期货合同来对冲，对冲部分不需要履行。,期货交易的特点,合约标准化合约可在市场中交易每个市场成员在市场中交易期货时，不需要知道对方的身份以及对方的资信情况，由交易所的交易制度保证对方一定会履行合同合约可对冲A购入合约，计划2003年12月30日购入1000吨大豆，若A随后转让同期1000吨大豆合约，则合约已对冲，既不需要购入大豆，也不需要出售大豆杠杆效应，少量的定金，若市场价格上涨，获得大额回报；若市场价格下降，损失较大,合约、期权、期货的对比,交割时间、地点、数量是否确定？合约交易是确定的期权交易由购入期权的一方掌握交割主动权，在期权有效期内由其决定是否交割，以及交割的数量期货交易合约中规定了明确的交割时间、地点、数量，但期货交易可以对冲，可通过对冲而不交割,合约、期权、期货的对比,交易合同是否标准化？合约交易不标准化，双方协商交易条件期权交易标准化期货交易标准化交易合同是否可以再次交易？合约不可以再次交易期权可以期货可以,合约、期权、期货的对比,是否可以选择交易对象？合约可以，双方协商期权不可以选择交易对象期货不可以选择交易对象是否需要为交易对象的资信承担风险？合约交易需要期权交易不需要，交易制度保证对方一定履行期货交易不需要，交易制度保证对方一定履行,基于期货理论的电力市场新模式,2022/11/12,35,2022/11/12,36,一、现有的电力市场模式存在的问题通过市场竞争，降低电价、增强电力系统运行效率”的初衷并没有完全实现出现了“部分市场成员的市场控制力过大、电价剧烈波动”,目录(1),2022/11/12,37,二、产生现有的电力市场模式问题的原因短期电力交易在整个市场交易中占据了很重要的地位，同时，短期市场中的电力价格对最终的电价产生决定性的影响电力生产者是市场交易的主要参与者，电力消费者没有（或者没有完全）参与到电力交易中,目录(1),2022/11/12,38,电力合约交易的实践中存在两个问题：一是期货合约电量固定（即在整个交割过程中维持负荷、功率不变），只适用于承担基荷，无法反映出负荷随时间变化的特性；二是电力合约交易与现货市场脱离，并不实现真正意义上的实物电量交割，只是以一种规避电价风险的金融工具方式出现，无法对电力供应的稳定性提供帮助现有的电力长期合约交易模式在运行的过程中，并没有将商品理论完全引入到电力交易过程中来，过多地考虑电力系统传统调度的特点，导致电力长期合约交易对稳定电力现货市场、促进电力市场竞争贡献不足,目录(1),2022/11/12,39,三、电力商品交易正常进行的前提条件传统的经济理论认为：自由竞争过程中的生产行为与有组织的生产行为具有相同的效率，即通过市场中的自发竞争行为可以实现资源最优的分配。平等的交易双方：应该让商品买卖双方以相同的地位参与电力交易。,目录(1),2022/11/12,40,自由的交易环境：对电力交易计划的调整有过大的干预能力。而且在交易计划的调整过程中，电力交易双方缺少主动参与的手段。这些都不利于进行透明、公开的电力交易。因此，应该避免电力交易行为中的指令性干预行为，取而代之以经济手段广泛的市场参与者：要保证市场竞争的有效性，必须保证市场中存在大量的参与者，只有这样才能避免市场垄断现象的出现,目录(1),2022/11/12,41,商品的稳定供应（多种市场之间的配合）：电力的投资、生产消费，通常是一个周期很长的过程。基于短期市场中，电力交易是一种短期行为。这两者之间存在着矛盾，因此在现有的电力市场中也就出现了电价剧烈波动的现象，不利于电力系统的长期稳定发展，同时也增加了生产者和消费者的市场风险,目录(1),2022/11/12,42,电力系统的稳定安全运行：电力的生产和运输有其不同于其它商品的特点，如负荷实时平衡、电压及频率稳定、潮流分布与输电能力等等。因此，电力调度交易中心必须对电力交易进行干预，以保证电力系统的安全稳定运行。但是这种干预必须是透明的、适当的，不应该影响电力交易的正常进行。,目录(1),2022/11/12,43,灵活的交易手段：电力交易双方应该能够根据自己的生产、消费能力，对电力交易进行灵活的调整。现有的Pool电力交易模型中，交易者必须在指定的一段时间内完成数据申报、交易计划制定等多项任务，而且交易计划不易进行调整。,目录(1),2022/11/12,44,四、基于期货理论的电力市场新模式电力期货是指交易双方之间签订的在确定的将来时间按照确定的价格购买或者 出售某种资产的协议；与远期合约相比：期货合约在交易所中交易，而且期货合约在交割之前可以在交易所中自由交易交易所提供机制保证交易合约的双方不会违约，其中重要的一个机制就是保证金。,目录(1),2022/11/12,45,由于电力商品的特殊性质，电力期货合约也应该不同于其它期货合约。考虑到电力的实时平衡，电力期货的交割时间应该相对确定，通常应该明确到小时。考虑到电力的输送受到输电网络的限制，所以电力期货合约中应该明确功率的注入与输出地点。,目录(1),2022/11/12,46,日前期货与现货配合市场在期货交割的前一天进行。在此市场中，系统调度中心应该根据系统的实际运行情况，以系统安全运行为约束条件，确定期货市场参与者在次日能够进行交割的电力期货数量，即制定期货交割计划。在电力现货市场中，电力交易双方应该申报电力现货的价格，并由系统调度中心组织电力现货市场的交易，并优化确定次日电力现货的预期价格在系统调度中心公布的次日电力现货预期价格以及可交割的电力期货数量的基础上，电力交易双方进行期货与现货的套利交易，同时进行电力期货的平仓与补仓的交易（即调整所持有的期货合约的头寸）。,目录(1),2022/11/12,47,目录(1),3、市场组织与交易过程,2022/11/12,48,电力期货的平仓与补仓交易主要是交易参与者利用电力期货与现货的价格差，对其现货与期货的比率进行调整，并减少无法进行交割的期货合约的数量。这样的交易可以持续到此市场闭市为止。需要注意的是，调度中心并不需要介入到此时的期货交易中，其职责只是根据新的期货合约确定其交割计划并更新现货价格市场参与者根据系统调度中心公布的最终期货交割计划以及现货交易计划，进行各自的电力生产和消费行为。同时，还应该在交易计划执行过程中，保留现有电力交易模式中的实时市场，以应付负荷的波动。实时市场的组织与现有的实时市场相同。,目录(1),2022/11/12,49,在计划完成后，需要对电力交易计划进行结算。在新的交易模式中，现货交易（含实时交易）与期货交易的结算方式有所不同。现货的结算直接根据现货价格支付即可。期货的结算不但需要根据期货的价格对交易的电量进行结算，还需要对系统中最终未实现交割的期货（根据其违约的期货合约数目）通过其各自保证金帐户中的资金进行处罚或者补偿。这种处罚的金额是交易者在交易之前就可以根据其各自生产、消费能力以及最终交割计划预先确定的，因此具有确定性、自主性的特点，有助于交易者事先进行风险评估。,目录(1),谢谢大家!,
