第三章_电力市场结构及其运营模式

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1、电 力 市 场杜松怀 Ph.D. 信息与电气工程学院 2003年9月第三章 电力市场结构及其运营模式第一节 引 言 第二节 电力工业重构产生的新实体及其应用组 合 第三节 英国的电力市场 第四节 美国的电力市场 第五节 澳大利亚的电力市场 第六节 挪威与瑞典的电力市场 第七节 我国电力市场的建设与实施第一节 引 言v不同国家电力市场的运营模式可以归纳为两大类： 发、供、用电沿用垂直一体化管理，只是进行有 限和局部的改革。采用这种模式的国家有法国、日 本、印度、苏格兰、巴基斯坦，以及美国的一些州 。 发、供、用电环节解除或放松管制。采用这种市 场模式的国家和地区有英国、美国加州、新西兰、 澳大利

2、亚、挪威、阿根廷、秘鲁、智利等。第一节 引 言v各国电力市场的结构的共同点： （1）电价改革是关键。 （2）规模效益日渐消失。 （3）发电侧首先引入竞争，现货与合同交易并举 。 （4）供电领域逐步开放，先从大用户再到所有用 户均可自由选择供电商。 （5）输电网垄断经营，挖掘和发挥其自然垄断的 潜力。 （6）用经济和法律手段管理市场，避免简单命令 式的调度方式。 （7）实施有限但严格的监管。第二节 电力工业重构产生的新实体及其 应用组合 新实体包括： 1）发电商G（Generator）； 2）发电经纪商PM（Power Marketer）； 3）电能交易中心PX（Power Exchange）；

3、 4）独立系统操作员ISO（Independent System Operator）； 5）辅助服务供应商AS（Ancillary Service Provider）； 6）电网拥有者GC（Grid Company）； 7）计划协调者SC（Scheduling Coordinator）； 8）零售商R（Retail Service Provider）； 9) 配电商D（Distribution Service Provide）。第二节 电力工业重构产生的新实体及其 应用组合 图3-1 各种实体在电力市场中的位置第二节 电力工业重构产生的新实体及其 应用组合 不同国家应用这些实体的组合方式有很大

4、差 别。其典型应用情况如下：1）英国Power Pool模式。2）美国PJM电力市场。 3）美国加州电力市场。 4）挪威电力市场。 第二节 电力工业重构产生的新实体及其 应用组合 在竞争性的电力市场中，各个实体对软件的具体要 求可归纳为： 1）GC：需要高水平的规划和分析工具，潮流及稳 定分析软件。 2）PX： 带安全约束的UC程序，交易评估及结算 软件，电子公告发布与信息交互处理系统。 3）ISO：预调度和实时调度软件，OPF，预想事 故分析，辅助服务交易软件。 4）SC：系统优化软件，市场评估与合同优化，投 标策略和计量软件第三节 英国的电力市场装机容量（ 万kW）年发电量（ 亿kWh）最

5、高负荷（ 万kW）英格兰和 威尔士62005000苏格兰电 网969585北爱尔兰 电网230152合计74003379 5631表3-1 2000年英国电力工业的现状第三节 英国的电力市场一、改革前的基本情况 1989年以前，电力由国家经营，为公有制。 二、第一阶段的电力市场改革 1. 改革背景 2. 改革后的电力市场结构 3. 电力市场的交易方式 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算 第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 2. 改革后的电力市场结构 （1）发电侧。 将原有中央发电局（CEGB）重构为 四部分：国家电网公司（NGC） 国家电力公司（NP），国家发电公司（P

6、G）， 核电公司（NE）。 （2）配电侧。 （3）用户开放。 （4）市场监管。 （5）电力库（Pool）。第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 2. 改革后的电力市场结构第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 3. 电力市场的交易方式第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费 结算 （1）市场运作时序。第三节 英国的电力市场 二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算 （2）定价过程。 每天发电商申报发电价格和可用容量； 负荷预测； 排序，安排“无约束发电计划”（Unconstraited sc

7、hedule），满足负荷和备用需要； 计算电力库的购电价格PPP（Pool Purchase Price ）； 计算电力库的销售电价PSP（Pool Sale Price）； 计算终端销售电价。第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算 （2）定价过程。 【PPP的计算公式】(3-1) SMPSystem Marginal Price，系统边际运行电价（电量电 价），英镑/kWh。 CE基本电价（容量电价），英镑/kWh(3-2) LOLP：Loss of load probability，容量不足概率，由电网公司 计算。 VOLL：Valu

8、e of lost load，停电损失值，每年由政府确定一次 。 第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算 （2）定价过程。 实际算例 1991年3月21日，01：0001：30时段 的SMP=27.58/MWh，LOLP=0.0002， VOLL=2000/MWh。则：PPP= SMPLOLP*（VOLLSMP） =27.580.394 =27.974 （/MWh）第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算 （2）定价过程。 【PSP的计算公式】式中UPLIFT为附加费或称上浮电价，反映

9、输电成本 的提升量，需另行计算和考核。【最终销售电价】 最终销售电价= PSP网损校正 第三节 英国的电力市场二、第一阶段的电力市场改革 4. 电力市场的运作时序、定价过程及电费结算 （3）发电商的电费结算。序 号运行情况性质电费结算1统调机组提供容量，已 列入无约束调度计划， 实际运行计划PPP=SMP+CE2统调机组提供容量，已 列入无约束调度计划， 但未运行调节 备用（PPP-报价）， 即利润损失3统调机组提供容量，但 未列入无约束调度计划 ，实际运行调节 发电报价+容量费4统调机组提供容量，但 未列入无约束调度计划 ，实际未运行停备容量费表3-2 发电商所得电费的结算规则第三节 英国的

10、电力市场三、第二阶段的电力市场改革 1. Pool模式存在的问题 （1）NGC的职能过于集中。 （2）缺少物理合同，价格易变。 （3）对用户开放缓慢。 （4）发电竞争者数量较少，发电公司可以操纵市场 。 （5）由于利润空间受到限制，投资向海外转移。 （6）现有交易机制复杂、有缺陷。第三节 英国的电力市场三、第二阶段的电力市场改革 2. 英国电力市场的新模式新模式最突出的特点是： （1）细化市场，引入新的市场体系。 （2）削减NGC的功能。新的机制下，NGC只 负责平衡市场。 （3）开放各类市场，扩大用户参与。第三节 英国的电力市场三、第二阶段的电力市场改革 3. 平衡市场的机制及其运作过程 （

11、1）平衡市场的目的与实质。 （2）设计平衡市场的原则。 （3）平衡市场的结算。第四节 美国的电力市场第四节 美国的电力市场一、加州电力系统结构及其监管体系图3-5 加州电力系统运行和监管范围示意图 第四节 美国的电力市场一、加州电力系统结构及其监管体系加州电力系统主要由以下五个机构负责监管： （1）加州能源委员会CEC（California Energy Commission）。 （2）加州环境资源管理局ARB（Air Resources Board ）。 （3）加州能源监察局EOB（Energy Oversight Board） 。 （4）加州公用事业委员会PUC（Public Utilit

12、ies Commission） 负责配电侧和负荷侧的管理。 （5）联邦能源管制委员会FERC（Federal Energy Regulation Commission）。 第四节 美国的电力市场二、加州电力市场的模式之争 v1994年提出了两种存在巨大差别的市场模式 ： “Poolco Model”电力库模式 “Bilateral Market Model”双边市场 模式 第四节 美国的电力市场二、加州电力市场的模式之争 对电力库模式的批评集中在： 1）垄断 2）系统复杂、昂贵。 3）唯一的现货市场（Spot market）。 4）CFD差价合同的市场特性比较模糊。5）优化排序调度的结果可能导

13、致高电价。 第四节 美国的电力市场二、加州电力市场的模式之争 对双边市场模式的批评则集中在：1）模糊（Vague），透明性差。2）商品的合同流向与物理流向不一致。3）缺乏价格发现机制。4）产生市场进入壁垒。5）在现货和实时市场中不存在。第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能图3-6 加州电力市场的主要实体第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能 （一）电力公司与发电公司电力公司合计住宅商业工业其他1. Southern California Edison Co7,1052,7772,7261,52676 2. Pacific Gas and Electric Co7,

14、0322,8913,138931723. Los Angeles Dept of Wtr & Pwr2,0746661,156215374. San Diego Gas & Electric Co1,52063764323385.Sacramento Municipal Util Dist711338633045总 计18,4437,3107,7273,209198 占公司销售额的百分 数9092938355表3-4 按年销售额排名的前5家电力公司（百万元 ）第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能 （一）电力公司与发电公司发电厂使用 能源所属公司净装机容量 (MW)运行 年限1.

15、 Diablo Canyon核能PG & E Co2,160132. San Onofre核能SCE Co2,150153. AES Alamitos LLC天然 气AES Southland LLC2,031424. Pittsburg天然 气PG&E Co2,022445. Haynes天然 气Los Angeles City1,57036表3-5 加州最大的5家发电厂第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能 （二）电网公司（GC）电网公司拥有加州75%的骨干输电网络， 覆盖加州面积的3/4，规模居美国第二和 世界第五。其任务是输电规划、电网运 行和收取过网费。第四节 美国的电

16、力市场三、加州电力市场及各实体的职能 （三）计划协调员（SC） 协调员的职责是： 1）负责协调和安排发电调度、输电通道预留 、为市场成员提供相应容量的电能。2）提交负荷预测结果及用户委托的次日或下 一小时的交易计划（含网损调整）。3）提供辅助服务支持。4）负责支付ISO的费用以及与其它SC间的交 易结算。 第四节 美国的电力市场三、加州电力市场及各实体的职能 （四）CalPX其任务是： 1）进行次日短期、超短期负荷预测。 2）根据成员报价确定市场清算价MCP（Market clearing price），制定可行的提前（次日或下一 小时）交易计划，并管理提前市场。 3）提交减轻或消除网络拥塞的电能调整量报价。 4）负责双边市场和期货交易。 5）市场结算（C