1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式* 1电 力 市 场 杜松怀 Ph.D. 信息与电气工程学院 2003.9 第一章 绪 论 第一节 我国电力工业的发展历程与改革现 状 第二节 电力市场的内涵与基本概念 第三节 电力市场的基本原则 第四节 电力市场研究的热点与难点第一节 我国电力工业的发展历程与改革现状 近年来的电力体制改革概括为四个阶段：1985年至九十年代初期的集资办电阶段，目的在于根除缺点和拉闸限电现象，解决最基本的电力短缺问题。九十年代初至 1997年，成立国家电力公司，实行企业改制和现代企业管理。1998年撤销电力工业部至 2001年，实行 “厂网分开、竞价上网 ”试
2、点。2002年至今，中国电力新组建 11家公司和国家电力监管委员会成立，标志着中国初级电力市场开始启动和实施。 第一节 我国电力工业的发展历程与改革现状 五家发电公司：中国华能集团公司；中国大唐集团公司；中国华电集团公司；中国国电集团公司；中国电力投资集团公司。v (在各区域电力市场中的份额均不超过 20%。平均可控容量 3200万千瓦，权益容量2000万千瓦左右。 ) 两家电网公司： 国家电网公司； 中国南方电网有限公司。 四家辅业集团公司： 中国电力工程顾问集团公司；中国水电工程顾问集团公司；中国水利水电建设集团公司；中国葛洲坝集团公司。第一节 我国电力工业的发展历程与改革现状 国家电力监
3、管委员会 的职能：制订市场运营规则，监管市场运行，维护公平竞争；提出电价调整建议；监督电力企业生产标准，颁发和管理电力业务许可证；处理电力纠纷；监督社会服务政策的实施。第二节 电力市场的内涵与基本概念一、电力市场的定义与基本特征1. 电力市场的定义 电力市场是采用法律、经济等手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力系统中发电、输电、供电、用电等各环节的成员，组织协调运行的管理机制和执行系统的总和。电力市场是电力买主和卖主相互作用，以决定其电价和电量的过程。第二节 电力市场的内涵与基本概念一、电力市场的定义与基本特征1. 电力市场的定义 电力市场是电网商业化运营的规范化的环境和场所。电力市场是
4、电力供方和需方分别以利润最大化和成本最小化为目标，按照约定的规则并以输电网为媒介联系起来，通过自主竞争和经济合同的形式，进行电能交易的一种组织体系和电能配置方式。第二节 电力市场的内涵与基本概念一、电力市场的定义与基本特征2. 电力市场的基本特征开放性、竞争性、计划性和协调性。第二节 电力市场的内涵与基本概念二、构成电力市场的要素（ 1）市场主体。 （ 4）市场电价。（ 2）市场客体。 （ 5）市场规则。 （ 3）市场载体。 （ 6）市场监管。第二节 电力市场的内涵与基本概念三、电力市场的总体目标打破垄断，引入竞争，提高效率，降低成本，健全电价机制，优化资源配置，促进电力发展，推进全国联网，构
5、建政府监管下的政企分开、公平竞争、开放有序、健康发展的电力市场体系。第二节 电力市场的内涵与基本概念四、实施电力市场的必然性 当前，我国打破电力垄断的有利因素 ：改革目标明确。技术进步因素。能源多样性有利于提高竞争质量。电力买方市场正在形成。有多个可以借鉴的市场模式。巨大的经济效益和社会效益。第二节 电力市场的内涵与基本概念四、实施电力市场的必然性 电力市场可以带来以下效益：1）合理的电价将推动社会全面发展。2）市场交易量和收益巨大。 3）服务质量提高，投诉减少。 4）有利于 IRP（ 综合资源规划）和 DSM（ 需求侧管理） 的实施。5）有利于吸引国内外投资，增加有效投入。 6）有利于电力调
6、度从行政命令型向自愿联合型发展。 第三节 电力市场的基本原则一、 “ 公平、公正、公开 ” 的市场原则 要想实现真正的 “三公 ”，要做到以下几点：（ 1）开放电网（ Open Access）。（ 2） 扩大供需双方自由选择交易对象和交易数量的权力。（ 3）完善法律和监管体系。（ 4）净化竞争环境，规范竞争行为。第三节 电力市场的基本原则二、电力市场的平等竞争三、我国实施电力市场的总体思路 （ 1）可持续性发展，调整电力结构。（ 2）依靠科技进步。 （ 3）深化企业体制改革，逐步实现公司化改组、商业化运营、法制化管理。（ 4）坚持 “ 四步走 ” 的改革方针。第三节 电力市场的基本原则“四步走
7、 ”的方针：第一步：成立国家电力公司，撤销电力工业部，完成体制过渡和职能交接。第二步：实现政企分开和公司化改组，加强城乡电网建设，实施 “厂网分开、竞价上网 ”试点。第三步： 2001 2010年，重组国家电力公司，完成跨大区联网，形成全国联合电网和统一调度，全面实行 “厂网分开、竞价上网 ”，在全国范围内实现资源优化配置。第四步： 2010年以后，逐步将发、输、配电各环节分开，建立规范有序的电力市场，全面引入竞争机制。第四节 电力市场研究的热点与难点1）电力市场技术支持系统。2）能量管理系统（ EMS） 扩展，包括机组最优组合（ UC） 及发电出力优化调度。3）优化潮流（ OPF） 技术。4
8、）输电服务与辅助服务定价。5）信息管理和电子商务。6）可中断负荷管理、需求侧管理与（ DSM）， 综合资源规划（IRP）。7） 电力市场的调度模式与交易模式。8）需求预测与系统规划，电价预测与灾变预警。9）电力市场经济性能分析与风险管理。10）竞争力与市场力。11）电力市场指标偏离之经济补偿。12）配电侧电力市场实施方案。第四节 电力市场研究的热点与难点一、电力市场技术支持系统v一套完整的电力市场技术支持系统应当包括以下一些子系统：1） EMS系统。2）电能计量系统。3）负荷和电价预报系统。4）自适应性评估管理系统。5） 合同管理系 统 。6）期货交易管理系统。第四节 电力市场研究的热点与难点
9、一、电力市场技术支持系统v一套完整的电力市场技术支持系统应当包括以下一些子系统：7）调度决策支持系统。该模块是整个电力 市场技术支持系统的核心。8）即时信息系统。9）结算系统。10）发电公司竞价管理系统。11）配电公司及大用户数据申报系统。第四节 电力市场研究的热点与难点二、电力市场中 EMS系统的扩展 EMS系统除包括 SCADA、 负荷预测、发电与输电计划、自动发电控制（ AGC）、 在线经济调度、网络状态估计、预想事故与潮流分析、开断计划等传统内容外，还应包括实时电价计算、最大输电能力计算、输电路径优化、输电费用计算、输电服务预调度和实时调度等内容第四节 电力市场研究的热点与难点二、电力
10、市场中 EMS系统的扩展 在改造原有应用软件的基础上，开发新的应用软件 :1. 网络拓扑和外部等值 2. 机组优化组合（ UC）3. 自 动发电 控制（ AGC）第四节 电力市场研究的热点与难点二、电力市场中 EMS系统的扩展 AGC完成自动发电控制的功能：1）调整机组出力与负荷平衡； .2）频差调节到零，维持电网频率为额定值；3）在区域间合理分配发电出力，维持区域联络线潮流恒定；4）在本区域内为发电厂分配发电出力（即将区域控制误差分配到各机组），分配的基本原则是按发电费用最小为目标进行控制，使区域运行成本最低。 第四节 电力市场研究的热点与难点二、电力市场中 EMS系统的扩展 电力市场环境下
11、 AGC的功能要求1） 与网络分析结合，改进网损修正和安全约束调度（尤其是 OPF）；2） 在线机组耗热特性测试和发电厂效率系统的建立；3） 实时电价计算；4） 基于现代控制理论的动态经济调度研究； 5） 零散发电（小水电、风电等）的预测和跟踪；6）综合燃料计划控制环境污染。第四节 电力市场研究的热点与难点三、电力市场下 OPF面临的挑战1. OPF的基本概念 vOPF描述的问题是，在满足系统和物理约束的条件下，对目标函数寻求优化解。vOPF问题的目标函数一般可为下列形式之一：1）系统总发电成本或运营成本最低。2）系统总损耗最低。3）市场购电成本最低。4）控制变量偏移的加权和最小。第四节 电力
12、市场研究的热点与难点三、电力市场下 OPF面临的挑战1. OPF的基本概念OPF的约束有： 潮流等式约束； 发电有功、无功限制； 线路潮流限制； 移相器角度范围； 有载调压变压器分接头限制。第四节 电力市场研究的热点与难点三、电力市场下 OPF面临的挑战1. OPF的基本概念其控制变量有 ： 发电机有功、无功输出； 移相器角度； 发电机电压； 有载调压变压器分接头； 无功电源（调相机、电容器、电抗器）输出。第四节 电力市场研究的热点与难点三、电力市场下 OPF面临的挑战2. 电力系统优化技术的发展和新要求v20世纪 60年代末以前，单纯考虑优化的经济性因素，未考虑安全性因素，称之为电力系统经济
13、运行（ Economic operation） 或经济调度（ ED， Economic dispatch）。v70年代以后，出现了兼顾电能质量、安全性和经济性的较为完整的理论，即优化运行或优化调度（ Optimal dispatch）。v 随着电力系统规模的扩大、运行水平的提高和计算条件的改善，计及网络安全约束和电能质量、把电力系统的优化调度和潮流计算结合起来形成的 OPF算法，就重新提上了日程。 OPF的发展使得在优化过程中全面考虑 P、 Q调节，准确计入线路过载（即堵塞或拥挤）等安全约束问题，完整地给出优化的系统潮流信息（最佳资源配置），从而给出优化调度的方案成为现实。 第四节 电力市场研
14、究的热点与难点三、电力市场下 OPF面临的挑战3. OPF面临的挑战v对算法的要求体现在以下方面：电力系统规划的要求。电力市场的要求。功能的扩展。在线应用的挑战 。第四节 电力市场研究的热点与难点三、电力市场下 OPF面临的挑战4. OPF的研究进展 v根据 OPF解算方程和考虑范围深度的差别， OPF问题可以归纳成下列六类：1） Nonlinear Programming methods（ NLP）；2） Qradratic Programming methods(QP)；3） Newton methods；4） Linear Programming Methods(LP)；5） Mixed
15、 Integer Programming Methods(MIP)；6） Interior Point Methods(IP)。注：约束最优化。第四节 电力市场研究的热点与难点四、电力市场的结构及运营模式v英国最早实施电力市场的改革。v美国实行电力市场的地区，有三种典型的模式：加州市场模式： PX和 ISO相互独立，同时开放电力批发市场和零售市场。PJM市场模式： PX和 ISO一体化。Nevada和 ERCOT模式：建立独立系统协调员（ISA）， 并与 CAO（ Control area operators）、RTO（ Regional transmission organization)和电力市场相互协调。第四节 电力市场研究的热点与难点五、动态 OPF与电力市场经济性能研究v OPF分析内容至少应包括：1） 松弛节点电压对优化程序收敛性能的影响。2） 松弛节点电压对系统发电总成本的影响。3） 松弛节点电压对系统有功网损的影响。4） 松弛节点电压对系统无功网损的影响。5）松弛节点的平衡机组的有功和无功出力的变化规律。
