ch13电力市场.doc

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1、第13章 电力市场1 电力市场的基本概念一、电力市场(Power Market)的目的随着大容量、高参数、高效分发电机组的出现，以及超高压交流输电的发展，电力工业向大规模方向发展，很快成为一种广大地区、垄断性的工业。但随着电力工业的规模经济性逐渐饱和，高度垄断的负面影响逐步显现，主要表现为非生产性成本增加和政府必须为电价管制付出的财政补贴。在对电信和航空业放松管制成功后，一些国家政府开始实施对电力行业放松管制，实施电力工业重组。建立竞争性的电力市场。1、目的建立电力市场的主要目的是：引入竞争、提高效率、降低电价、改善服务、持续发展。通过引入竞争机制，促使发电、输配电、电力销售等各环节提高效率，

2、降低成本，从而降低电价，提高供电可靠性，改善对用户的服务；利用市场的调节作用和激励机制，引导投资更趋向合理化，促进资源优化和环境保护，形成持续发展的内在动力，逐步构成良性循环。电力市场的直接受益者是参与市场的各成员，间接受益者是全社会。通过电力市场可将当前的行政型（强制性）的统一调度转换为共利型（自愿性）的统一调度。由于我国鼓励投资建电厂，目前已形成产权多元化，只有走向电力市场才能平等互利地协调好现有各投资方利益，而且只有是健康的电力市场，才能进一步吸引投资。其改革原理和目的类似于我国70年代末期开始的由计划经济向市场经济的改革过程。2、电力市场管理模式(1)原来由政府统一垂直管理并经营电力系

3、统的国家，其改革模式一般采用发电与电网分开，并逐步开放电力销售市场，调度和市场运营机构仍与电网紧密结合。(2)原来政府不直接管理电力系统的国家，其改革模式一般是新成立独立的系统运行与电力交易机构，各电力公司仍拥有电厂和电网，配电市场逐步开放。二、电力市场的基本原则 电力市场是应用计算机、测量和通信设备，以电价为控制信号，进行负荷管理、电力系统运行和促进与用户合作的系统总称。 建立电力市场的目的是在电力工业中引入竟争机制。建立电力市场最根本的原则是公平。通过公平竟争促进经济发展，给各方带来巨大的效益。 一个健康的市场必须具备5个特征：（1）价格随需求量而变化；（2）价格高低影响需求量；（3）进行

4、买卖的市场机制；（4）买方无垄断行为；（5）卖方无垄断行为。 电力市场日前不具备卖方无垄断行为这一特征，因此必须通过法规和管理部门的监督以防止暴利行为。 由计划经济走向电力市场是管理体制的重大变化。网调、省调、电厂和用户由原来的层次型的上下级关系变为平等的买卖关系，只能按照平等互利的原则，在自愿而非行政指令的前提下才能实现贸易。电力市场应该是长期稳定的，任何一方的暴利（短期）行为都将会破坏市场的稳定性。2 电力市场基本理论一、利益主体1、将传统电力工业按发电、输电、配电和销售分解为竞争主体。(1)发电：大的发电公司分解为小的发电公司，以促进提高生产效率，降低生产成本，从而降低电价。但是要防止出

5、现联合垄断的情况。(2)输电：输电具有规模经济性，由输电网组成的垄断性输电公司必须对所有使用者实行非歧视性的公平服务，输电价格必须受政府监管。(3)配电：同输电类似。在一定地域内有垄断经营性。一般来说，发电是高度竞争性的领域，电力销售是最具社会经济效益的领域。一般首先开放发电市场，最后开放电力销售市场。2、主要的辅助服务需要分离和定价。比如：旋转备用，短期安全措施，负荷频率控制，无功电压调整等。二、特殊主体除了相互竞争又相互合作的利益主体外，为了保证电力市场的正常运营，还必须建立非盈利的特殊主体。1、电力交易中心(Power eXchanger PX)任务：(1)制定次日现货市场的交易协议和计

6、划。a、经纪人系统的拍卖竞价方法：基于各成员销售或购买电力的报价，交易中心按一系列的规则制定交易协议和计划。b、pool的联营方法：制定一系列反映系统边际价格以及系统可靠性水平的价格曲线和加载顺序。c、双边交易方法：由交易双方商定交易价格和计划，上报交易中心，核准其可行性。(2)远期合同和期货合同交易的管理。(3)交易的结算。(4)交易信息的管理，包括统计分析和发布。2、系统运行中心(1)保证系统安全可靠运行(2)执行电力交易中心的交易计划(3)购买各种辅助服务三、电力市场结构模式1、发电商以批量联合竞争性的报价销售给电力交易中心，供电商以一个被管制的电价从电力交易中心批量购买电力，然后再零售

7、给用户。2、供电商以一个竞争性电价从电力交易中心批量购买电力。其余同上。3、除以上方式外，还允许发电商和供电商之间直接签订批量购买于批量销售的协议，进行直接的双边贸易。4、除以上方式外，还包括大用户的零售和多边贸易。四、电力市场交易1、双边合同交易。一个大的用户向一组发电厂商用合同方式购电，典型的双边合都是长期的，不随市场条件变化而变化，也不可以再交易。可以看作是实物交易。2、期货交易。与合同交易类似，但交易双方可以在支付了一定的保证金和违约金后，退出期货市场，或者进入现货市场，或者与其他市场成员进行双边交易或者到期对冲。非实物交易。3、现货交易。基于各发电厂商的报价，通过电力交易中心制定次日

8、的交易，确定各个时段哪些发电厂以什么样的价格上网发电，然后由调度机构执行，也是实物交易。现货交易市场的清算价格(Clearing price)确定：一日前，各发电厂商将其各发电机组分成若干容量段以不同价格报价，交易中心将发电厂商各容量段按报价由低到高排队，组成价格随电力需求增加而增加的的系统供应报价曲线，一旦确定了现货交易市场次日某时段的需求后，就可找到平衡需求后的边际机组和容量段，相应的报价就是该时段的清算价格。五、市场监管1、电力监管的特点(1)独立性。监管机构要独立于电力市场的利益主体，特殊主体。(2)专业性。熟悉各项法规和政策，熟悉电力系统和电力市场的结构和运作，防止以技术和安全为由阻

9、碍电力市场的公平交易。电力监管通过向各级电力市场派驻监管代表实现监管。2、监管机构的主要职能(1)向有关权利机构提出制定和修改电力法规和政策的建议。(2)监督与电力市场有关的电力法规和国家法律的实施。(3)市场准入特许权审批(4)监督各项电力资本市场和电力基金的运作和审计(5)宏观技术经济政策与参数的调控与监督执行(6)横向与纵向电力公司之间的协调，其中包括水火电资源的协调、互连电网的协调，通信网的协调等。(7)指导各类非官方，非赢利的用户监督组织的活动，包括建立有关听证制度。(8)电力市场宏观数据的统计与发布，指导性的年度报告与市场研究。3 电力市场运行规则一、发电侧电力市场的电力交易1、现

10、货交易满足电力的供需平衡，确定第二天每个交易时段的发电计划和现货价格。2、实时电力交易为保证供需平衡，维持系统稳定，在当天根据实际负荷修改发电计划，发布实时调度指令，并计算每一区域参考节点的现货价格。3、期货交易市场运行部门和发电公司协商，签订期货合同以保证电力供应和电价稳定。4、辅助服务包括调频、调峰、无功和黑启动。发电公司必须提供规则规定的基本辅助服务，市场运行部门向发电公司购买有偿辅助服务。二、发电侧电力市场的区域与网损1、为了公平地进行电力市场交易，合理反映不同电网连接点地上网发电机组网损的不同，将市场划分为多个区域。区域是整个输电网络中特定的一部分，每个区域至少包括一个重要的负荷中心

11、和发电中心。在每个区域必须确认一个参考节点，该节点为区域理论上的中心，一般为靠近负荷中心或发电中心的主要变电站。2、区域网络损耗区域网络损耗是指从区域参考节点到电力市场虚拟负荷中心之间的电能量传输损耗。3、区域内网络损耗市场运行部门必须确定区域内发电机组的上网点。区域内网络损耗是指一个区域内发电机组上网点到区域参考节点间的电能量传输损耗。4、网络约束区域间的电力输送受到输电线路稳定限额及电网安全水平的约束。三、数据申报每个发电公司必须在给定的时间内，按照规定的格式向市场运行部门进行数据申报，申报内容包括注册数据申报、现货市场数据申报、期货市场数据申报、辅助服务数据申报。四、现货交易1、编制日计

12、划市场运行部门在前一天，根据发电公司的发电机组报价，运行统一交易计划程序，编制第2天的发电计划。在满足系统安全稳定的前提下，日计划编制的目标四以最小的电网运行成本满足负荷要求，即在满足负荷要求前提下，总购电费用加上输电成本加上辅助服务的成本之和最小。日计划的约束条件为：(1)功率平衡约束(2)机组最大、最小出力约束(3)网络输送功率约束(4)辅助服务约束(5)网络安全约束2、日计划的内容日计划要考虑备用容量，进行系统安全分析，根据交易时段的机组报价以及市场运行部门对交易时段的负荷预计，编制每一交易时段的发电计划。发电计划包括：每台机组发电计划、机组有功、无功、可调容量、发电量。五、确定现货价格

13、按各个发电公司申报的每台直调机组的发电机价格，折算至虚拟负荷中心后，由低到高排序，依据负荷预测数据计算边际发电价格，作为虚拟负荷中心的现货交易价格。当市场中某台直调机组的报价（折算后）低于市场现货交易价格，则可以加入调度运行。六、实时电力市场在实时运行中，由于实际负荷与预测值间的偏差，市场运行部门必须相应调整发电计划并计算实时交易价格。一般提前一个交易时段计算下一交易时段的发电计划。当超短期负荷预测与发电计划偏差较小时，可以由日计划中安排的调频容量调整，按有偿辅助服务结算；偏差较大时，重新修正发电计划，重新确定边际价格，作为实时交易价格，只对调整电量结算。七、期货市场为了保证市场供电，稳定上网

14、价格，市场运行部门与发电公司签订一定比例的期货购电合同；签订期货供电的公司，其发电机组也必须参与现货市场的竞争。期货合同分为年期货合同、月期货合同和周期货合同，年期货合同定购的电量应占年预计需要电量的一定比例以上。八、市场结算结算内容包括：(1)计划发电量结算：包括期货交易发电合同和现货市场的日交易发电电量结算。(2)实时发电市场指令发电电量结算：实时调度调整电量的结算(3)发电机组违约电量结算：发电机组未按计划和调度指令发电的发电量违约电量发电机组的实际计量电量（日计划发电量实时调整电量）(4)容量费用结算(5)辅助服务的结算(5)备用的结算4 中国电力市场一、共同原则1、阶段性原则：先建立

15、省级电力市场，再建立区域电力市场或全国电力市场。2、竞争性原则：首先在发电侧引入竞争，最终目标是实现发、售市场的全面竞争。3、电网开放原则：输、配电网由于规模效应要求，不能引入竞争机制，但为在发、售侧引入竞争，输、配电网仍需逐步开放，并制定统一和透明的输电价格。二、省级电力市场的运行模式根据我国实际情况，省级电力市场采用单一购电运营模式，特征是多个卖主（发电商）竞争售电给一个买主（电网经营企业）；配电公司和用户只能从一个卖主（电网经营企业）买电。交易机制采用购电合同市场交易的方式。三、区域电力市场由于电力市场覆盖范围过大，市场市场成员众多，因此倾向于建立分层分区的电力市场。为实现省间交易，建立

16、区域电力市场。建议在初期阶段由一个中间代理商来经营管理省间现货交易，省间也可以直接双边交易。在电力市场机制完善后，中间代理商的作用逐步削弱。区域电力市场经营者从确保稳定安全角度来指导双边交易的实时，但不直接干预省间双边贸易。区域现货市场采用一价格为基础的代理模式，而不是以成本为基础。在实施步骤上，先建立国家级、大区级、省级3级电力市场，远期将国家电力市场于大区电力市场合并，成为2级电力市场。四、电力市场中的调度和交易待添加的隐藏文字内容3电力市场中的调度和交易问题是电力工业重组中必须解决的重要问题。电网的固有规律和市场规律的结合，决定了电力市场的特殊性：(1)电力市场没有仓储，必须随时保持发用

17、功率平衡(2)发电、用电都通过电网，不能控制功率流向，所以用户不能选择发电厂商。(3)电网的安全依赖全体成员的协调运行，由全体成员共同维护。(4)有偿辅助服务，如调压、调频、旋转备用等。1、集中模式电网调度机构起组织电力市场的作用，具有在电力市场交易中协调价格和出力确定电网的系统边际价格等电力市场的运营、协调、指导、指挥的职能。(1)强制集中模式：卖方和买方都只与电网发生交易，以系统边际价格结算。(2)灵活集中模式：卖方和买方可以签订双边合同，电网调度机构根据双方要求，把合同纳入全网电量统一平衡，编制输电计划，使之负荷安全运行要求，在双方发生交易时，提供当时的系统边际价格。五、电力市场对电网的

18、要求与影响1、对电网结构的要求以前用可靠性原则衡量电网结构，电网结构越强越好，现在还要考虑经济性的问题。2、对电网规划的要求电网规划要适应负荷发展的需要，预测可能的电源接入点，充分考虑电力传输的的灵活性和有效性。3、对电力系统运行的要求电力市场对电网的输送能力提出了更高的要求，但加强网架结构要增加投资，所以需要利用各种控制技术尽量提高线路的输送能力，包括FACTS和PSS等。4、对电网自动化的要求电力系统调度要依靠市场交易管理系统和能量管理系统，遵循低速擦运营规则来运行。负荷预测要考虑电价对负荷需求的影响。配电网自动化将对用户实现自动控制和自动计费，并提高供电可靠性和供电质量。配电自动化也将成

19、为电力市场运营系统的一部分。5 电力市场运营系统电力市场运营系统(Electricity Market )是一套自动化系统，它采用IT技术，根据电力市场的模式，实现电力市场的规则，以支持电力市场的运营，既保证市场竞争的公平、公正和公开，又保证电力系统的安全稳定优质和经济运行。我国对电力市场运营系统规定了9各子系统：1、电能计量系统(Tele-Meter Reading, TMR)2、交易管理系统(Transaction Management System, TMS)3、能量管理系统(Energe Management System, EMS)4、结算系统(Settlement and Bill

20、ing System, SBS)5、合同管理系统(Contract Management System, CMS)6、即时信息系统(Same-timeInformation System, SIS)7、数据网络系统(State Power Data Network, SPDnet)8、报价处理系统(Bidding Processing System, BPS)9、发电报价系统(Generation Bidding System, GBS)6 电力市场模拟 电力市场是缺少实践经验，改革风险较大，应该先进行模拟试验。 电力市场模拟（或仿真）系统用途有：（1）检查电力市场各项规约；（2）分析各方利益；（3）培训电力市场经纪人（调度员）；（4）优化交易计划；（5）电价预报。 电力市场模型的组成有：（1）负荷模型（负荷预报，电价响应）；（2）发电模型（电厂类型，热力特性，检修费，运行费，燃料费，限制条件等）；（3）电网模型（潮流，限制，网损，检修等）；（4）产权模型（国家，股份，合资，集资等）；（5）市场模型（唯电价，电价一电量，长期合同等）；（6）交易计划（协调方程，网络流规划）；（7）信息模型（电价，电费）；（8）计量模型；（9）结算模型；（10）交易评估；（11）限价分析等。