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1、电力市场概论,第7讲 输电服务与辅助服务,一、电力基础知识,电能交易必须以输电网络作为载体,电力用户,10MWh,一、电力基础知识,形成输电约束 产生网损,二、输电服务,电网约束和输送损耗会对电能交易产生影响 输电权,（一）可用输电能力ATC,1995年，北美电力可靠性委员会（North American Electric Reliability Council，NERC）引入并定义了FCITC（Transmission Interchange Capability ）与FCTTC两个衡量电网输电能力量化指标，以建立安全规范的电力市场；,（一）可用输电能力ATC,1996年，根据美国联邦能源委
2、员会（Federal Energy Regulatory Commission，FERC）的要求 ，NERC重新定义了电网输电能力量化指标，并命名为ATC（可用输电能力）与TTC（最大输电能力）,（一）可用输电能力ATC,ATC=TTC-TRM-ETC-CBM TTC：（Total Transfer Capability）最大输电能力； TRM：（Transmission Reliability Margin）传输可靠性裕度； ETC：（Existing Transmission Commitment)现存输电协议量（包括零售），本质上包括在给定条件下已经确定的所有正常的输电潮流； CBM：（
3、Capacity Benefit Margin）容量效益裕度。,（一）可用输电能力ATC,所谓TTC，就是在某一系统运行条件下，考虑所有N-1故障，两区域间所有支路（包括间接连接支路）或者界面可能传输的最大功率，即最严重的N-1故障时可能传输的最大功率，称为该运行条件下两区域间的最大输电能力。,（一）可用输电能力ATC,TRM定义为必要的输电容量裕度，以确保互联输电网络在不确定的系统运行条件下、在合理范围内是安全的，它反映了系统运行条件的不确定性因素对输电能力的影响。 CBM是从发电机运行的可靠性要求方面出发，为保证稳定的、持续的供电，而预先保留的输电容量裕度。,（一）可用输电能力ATC,数学
4、模型：以受电区域有功负荷的最大增量来表示ATC的目标函数,（二）输电阻塞与分散式交易,两节点示例- 无阻塞,G1,G1与L1双边合同 = 300 MW G2与L2双边合同 = 100 MW,L1,Limit: 500 MW,Actual: 400 MW,G2,L2,G3,（二）输电阻塞与分散式交易,两节点示例- 有阻塞,G1,G1与L1双边合同 = 300 MW G2与L2双边合同 = 250 MW,L1, 500 MW,550 MW,G2,L2,G3,必须安排削减交易 1.建立一套行政管理程序 2.市场方法输电权,两节点示例- 无阻塞,A,B,Offer Amount: 300 MW Off
5、er Price: $30/MW,Dispatch = 300 MW LMP = $20/MW,Dispatch = 0 MW LMP = $20/MW,150 MW,Offer Amount: 400 MW Offer Price: $20/MW,Limit: 200 MW,Actual: 150 MW,150 MW,（三）输电阻塞与集中式交易,A,B,150 MW,Dispatch = 210 MW LMP = $20/MW,Dispatch = 90 MW LMP = $30/MW,Limit: 60 MW,Offer Amount: 100 MW Offer Price: $30/MW
6、,Offer Amount: 400 MW Offer Price: $20/MW,150 MW,两节点示例- 有阻塞,（三）输电阻塞与集中式交易,Unconstrained Trading/Dispatch Reaches an Infeasible Solution,C,3,000,B, 1,600, 1,000,A,GenCo Offers G1: 1,200 $20 G2: 1,000 $35,GenCo Offers G3: 1,500 $30 G4: 1,000 $40,GenCo Offers G5: 2,000 $45,G1U = 1,200,G3U = 1,500,1,500
7、,1,500,G2U = 300,G4U = 0,LMPA = $35,LMPPB = $35,LMPC = $35,G5U = 0,三节点辐射网示例示例- 有阻塞,（三）输电阻塞与集中式交易,C,3,000,B, 1,600, 1,000,A,GenCo Offers G1: 1,200 $20 G2: 1,000 $35,GenCo Offers G3: 1,500 $30 G4: 1,000 $40,GenCo Offers G5: 2,000 $45,G1* = 1,000,G3* = 1,500,1,600,1,000,G2* = 0,G4* = 100,LMPA = $20,LMP
8、B = $40,LMPC = $45,G5* = 400,经济调度& LMP,C,3,000,B, 1,600, 3,000,A,GenCo Offers G1: 1,200 $20 G2: 1,000 $35,GenCo Offers G3: 1,500 $30 G4: 1,000 $40,GenCo Offers G5: 2,000 $45,G1U = 1,200,G3U = 1,500,1,500,1,500,G2U = 300,G4U = 0,G5U = 0, 750,All Lines Have the Same Impedance,LMPA = LMPB = LMPC = $35,
9、0,三节点简单环网示例- 无阻塞,（三）输电阻塞与集中式交易,Unconstrained Trading/Dispatch Reaches Infeasible Solution,C,3,000,B, 1,600, 1,000,A,GenCo Offers G1: 1,200 $20 G2: 1,000 $35,GenCo Offers G3: 1,500 $30 G4: 1,000 $40,GenCo Offers G5: 2,000 $45,G1U = 1,200,G3U = 1,500,1,500,1,500,G2U = 300,G4U = 0,G5U = 0, 750,All Line
10、s Have the Same Impedance,0,三节点简单环网示例- 有阻塞,（三）输电阻塞与集中式交易,C,3,000,B, 1,600, 1,000,A,GenCo Offers G1: 1,200 $20 G2: 1,000 $35,GenCo Offers G3: 1,500 $30 G4: 1,000 $40,GenCo Offers G5: 2,000 $45,G1U = 1,200,G3U = 1,500,1,600,1,400,G2U = 0,G4U = 300,G5U = 0, 750,All Lines Have the Same Impedance,200,Fir
11、st try to re-dispatch failed,三节点简单环网示例- 有阻塞,（三）输电阻塞与集中式交易,C,3,000,B, 1,600, 1,000,A,GenCo Offers G1: 1,200 $20 G2: 1,000 $35,GenCo Offers G3: 1,500 $30 G4: 1,000 $40,GenCo Offers G5: 2,000 $45,G1U = 600,G3U = 1,500,1,400,1,000,G2U = 0,G4U = 300,G5U = 600, 750,All Lines Have the Same Impedance,400,Se
12、cond try successful but not optimized,三节点简单环网示例- 有阻塞,（三）输电阻塞与集中式交易,C,3,000,B, 1,600, 1,000,A,GenCo Offers G1: 1,200 $20 G2: 1,000 $35,GenCo Offers G3: 1,500 $30 G4: 1,000 $40,GenCo Offers G5: 2,000 $45,1,000, 750,250,G3* = 1,500,G2* = 0,G4* = 0,G1* = 750,1,250,G5* = 750,经济调度& LMP,Economic Dispatch i
13、s beyond manual work,LMPA = $20,LMPC= $45,LMPB = $32.5,Shadow PriceA-C = $37.5,Congestion PriceA-C = $25,经济调度& LMP,（四）输电权,输电权分为以下两大类 物理输电权（Physical Transmission Rights） 实际地定义和分配了使用输电端口的输电容量的权利。该输电权拥有者具有在输电网的相关线路上排外的输电权利。所谓排外是指对输电容量绝对的独享性，即便是在发生输电阻塞期间也不允许其他输电交易占用其输电容量，该输电权享有输电阻塞调度的优先权。,（四）输电权,金融输电权（F
14、inancial Transmission Rights） 为市场交易者规避价格波动风险的金融工具，网络发生输电阻塞时其所有者获得经济补偿，从而获得输电价格的长期稳定性。 金融输电权作为一种规避阻塞风险的金融工具，其基本的定义为：赋予其持有者获得输电服务送达节点和注出节点间LMP价差对应财务收益的权利。,金融输电权,FTR的基本价格模型 在直流模型下：,金融输电权,输电网,A,B,100 MWH LMP = $25,100 MWH LMP = $35,阻塞路径上的FTR持有者获利：,FTR 收益 = (FTR 数量) * (LMP),金融输电权,A. 阻塞盈余:($35 - $25) * 10
15、0 MWH = $1000 B. FTR持有者收益:($35 - $25) * 100 MWH = $1000,金融输电权,责任型点对点FTR 当FTR定义方向与阻塞潮流同方向时，其目标分配也为正。当FTR与阻塞潮流反方向时，其目标分配为负。这一特性可以很好地与双边交易的风险规避要求相匹配。 权益型点对点FTR 对于权益型点对点FTR（PTP-FTR option），当FTR定义方向与阻塞潮流同方向时，目标分配也为正。当FTR与阻塞潮流反方向时，目标分配为0,（五）报价网损折算,网损修正的必要性 网络上不同地点上的发电机在发电时，对网损的影响不同，也就是说这些发电机即使有相同的发电功率，它们对
16、负荷的贡献也是不一样的。例如：,（五）报价网损折算,网络损耗的修正 假设G1、G2煤耗曲线相同，P1P2，如果不考虑网损修正，则G1=G2=（P1+P2）/2最好，但是如果考虑网损，则（P1+P2）/2G1P1、P2G2（P1+P2）/2时最为节省。 在电力市场中电力交易软件也要对各机组的报价进行网损折算，原理一样。,三、辅助服务,电力系统安全稳定 辅助服务的分类 辅助服务的获取,电力系统中，所有同步发电机只有在同步运行状态下，其送出的功率为定值，同时在系统中各节点的电压及线路功率潮流也都是定值，这就是电力系统稳定运行状态。 电力系统只有在稳定运行状态下，才能不间断地向用户提供符合质量要求的电能。,（一）基础知识：电力系统安全稳定,假设负荷是恒定的，则要求：始终保持功率平衡,电力系统运行中必然受到各
