电力市场运营结构及交易类型ppt课件

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1、第一节第一节 电力市场运营结构及交易类电力市场运营结构及交易类型型一、概述完整的电力市场完整的电力市场: 中长期合约交易市场中长期合约交易市场期货与期权交易市场期货与期权交易市场日前交易市场日前交易市场辅助服务交易市场辅助服务交易市场实时交易（平衡）市场实时交易（平衡）市场1第一节第一节 电力市场运营结构及交易类电力市场运营结构及交易类型型相应交易包括相应交易包括：中长期合约市场交易中长期合约市场交易期货与期权市场交易期货与期权市场交易日前市场交易日前市场交易辅助服务市场交易辅助服务市场交易实时（平衡）市场交易实时（平衡）市场交易2第一节第一节 电力市场运营结构及交易类型电力市场运营结构及交易

2、类型二、定义 （一）中长期合约市场（一）中长期合约市场 是现货交易的一种形式，根据预先签订的合是现货交易的一种形式，根据预先签订的合约商定付款方式，进行电量的买卖，在一定时期约商定付款方式，进行电量的买卖，在一定时期内进行实物的交割。可以通过竞价产生，也可以内进行实物的交割。可以通过竞价产生，也可以双边签订。双边签订。 一般占电力市场初期整个电力交易中一般占电力市场初期整个电力交易中心电量的心电量的70%80%70%80%。作用：市场有序、规避风险、稳定价格；作用：市场有序、规避风险、稳定价格； 3 现货交易：买卖双方达成口头或书面的商现货交易：买卖双方达成口头或书面的商品买卖协议或合同，然后

3、根据协议商定的品买卖协议或合同，然后根据协议商定的付款方式和其他条款，在一定的时期内进付款方式和其他条款，在一定的时期内进行实物的交割，实现实物商品及其所有权行实物的交割，实现实物商品及其所有权同时转移的交易方式。同时转移的交易方式。4第一节第一节 电力市场运营结构及交易类型电力市场运营结构及交易类型分类：1、 发电侧竞争的单一购买者电力市场发电侧竞争的单一购买者电力市场1）年度合约交易市场：）年度合约交易市场：2）月度合约交易市场：）月度合约交易市场： 5第一节第一节 电力市场运营结构及交易类型电力市场运营结构及交易类型2、发电侧竞争、输电网和配电网开放、多个购买者或零售发电侧竞争、输电网和

4、配电网开放、多个购买者或零售竞争的电力市场中：竞争的电力市场中：1）长期市场：）长期市场： 通过交易人进行双边交易，交易不细化到每隔通过交易人进行双边交易，交易不细化到每隔0.5小时，小时，交易量很大。它基于交易量很大。它基于年度基本负荷年度基本负荷。零售公司可以从电力。零售公司可以从电力生产者直接购买电力并通过输电网传送，交纳过网费。生产者直接购买电力并通过输电网传送，交纳过网费。2）中期市场：）中期市场： 通过交易人或交易中心进行电能的买卖。交易基于通过交易人或交易中心进行电能的买卖。交易基于季季度、月或周的基本负荷度、月或周的基本负荷，交易产品相对标准化，部分交易，交易产品相对标准化，部

5、分交易可以细化到可以细化到0.5小时的交易时段，交易量较大小时的交易时段，交易量较大 6第一节第一节 电力市场运营结构及交易类电力市场运营结构及交易类型型 （二）期货与期权交易市场（二）期货与期权交易市场1、期货市场、期货市场 期货交易是商品生产者为规避风险，从现货交期货交易是商品生产者为规避风险，从现货交易中的远期合同交易发展而来的。易中的远期合同交易发展而来的。 在远期合同交易中，交易者集中到商品交易场所在远期合同交易中，交易者集中到商品交易场所交流市场行情，寻找交易伙伴，通过拍卖或双方交流市场行情，寻找交易伙伴，通过拍卖或双方协商的方式来签订远期合同，等合同到期，交易协商的方式来签订远期

6、合同，等合同到期，交易双方以实物交割来了结义务。交易者在频繁的远双方以实物交割来了结义务。交易者在频繁的远期合同交易中发现：由于价格、利率或汇率波动，期合同交易中发现：由于价格、利率或汇率波动，合同本身就具有价差或利益差，因此完全可以通合同本身就具有价差或利益差，因此完全可以通过买卖合同来获利，而不必等到实物交割时再获过买卖合同来获利，而不必等到实物交割时再获利。为适应这种业务的发展，期货交易应运而生。利。为适应这种业务的发展，期货交易应运而生。 7期货交易：一般不实期货交易：一般不实现实物转移，而且现实物转移，而且只是远期合约之间只是远期合约之间进行的交易。它所进行的交易。它所交易的对象，并

7、不交易的对象，并不是商品实体，而是是商品实体，而是商品的标准化合约。商品的标准化合约。8第一节第一节 电力市场运营结构及交易类型电力市场运营结构及交易类型（二）期货与期权交易市场（二）期货与期权交易市场2、期权市场、期权市场期权：期权： 未来一段时间内可以买卖的权力，是买方向卖方未来一段时间内可以买卖的权力，是买方向卖方支付一定数量的金额（权利金）后拥有的在未支付一定数量的金额（权利金）后拥有的在未来一段时间内（美式期权）或未来某一特定日来一段时间内（美式期权）或未来某一特定日期（欧式期权）已事先规定好的价格（履约价期（欧式期权）已事先规定好的价格（履约价格）向卖方购买（看涨期权）或出售（看跌

8、期格）向卖方购买（看涨期权）或出售（看跌期权）一定数量特定标的物的权力，但不负有必权）一定数量特定标的物的权力，但不负有必须买进或卖出的义务。须买进或卖出的义务。 是指当事人双方权利义务指向的对象对象 9第一节第一节 电力市场运营结构及交易类型电力市场运营结构及交易类型（1）看涨期权（买入期权）看涨期权（买入期权）： 1 1月月1 1日，标的物是铜期货，它的期权执行价格为日，标的物是铜期货，它的期权执行价格为18501850美元美元/ /吨。吨。A A买入这买入这个权利，付出个权利，付出5 5美元；美元；B B卖出这个权利，收入卖出这个权利，收入5 5美元。美元。2 2月月1 1日，铜期货价日

9、，铜期货价上涨至上涨至19051905美元吨，看涨期权的价格涨至美元吨，看涨期权的价格涨至5555美元。美元。A A可采取两个策略：可采取两个策略： 行使权利行使权利一一一一A A有权按有权按1 8501 850美元美元/ /吨的价格从吨的价格从B B手中买入铜期货；手中买入铜期货；B B在在A A提提出这个行使期权的要求后，必须予以满足，即便日手中没有铜，也只能出这个行使期权的要求后，必须予以满足，即便日手中没有铜，也只能以以19051905美元吨的市价在期货市场上买入而以美元吨的市价在期货市场上买入而以18501850美元美元吨的执行价卖给吨的执行价卖给A A，而，而A A可以可以1905

10、1905美元美元/ /吨的市价在期货币场上抛出，获利吨的市价在期货币场上抛出，获利5050美元（美元（1 9051 905一一18501850一一5 5）。）。B B则损失则损失5050美元（美元（18501850一一1905+51905+5）。）。 售出权利售出权利一一一一A A可以可以5555美元的价格售出看涨期权、美元的价格售出看涨期权、A A获利获利50 50 美元（美元（5555一一5 5）。）。 如果铜价下跌，即铜期货市价低于敲定价格如果铜价下跌，即铜期货市价低于敲定价格18501850美元吨，美元吨，A A就会放弃这就会放弃这个权利，只损失个权利，只损失5 5美元权利金，美元权利

11、金，B B则净赚则净赚5 5美元。美元。 10第一节第一节 电力市场运营结构及交易类型电力市场运营结构及交易类型（2）看跌期权（卖出期权）看跌期权（卖出期权） 1 1月月1 1日，铜期货的执行价格为日，铜期货的执行价格为1750 1750 美元吨，美元吨，A A买入这个买入这个权利付出权利付出5 5美元；美元；B B卖出这个权利，收入卖出这个权利，收入5 5美元。美元。2 2月月1 1日，日，铜价跌至铜价跌至1 6951 695美元吨，看跌期权的价格涨至美元吨，看跌期权的价格涨至5555美元。美元。此时，此时，A A可采取两个策略：可采取两个策略： 行使权利一一一行使权利一一一A A可以按可以

12、按16951695美元吨的中价从市场上美元吨的中价从市场上买入铜，而以买入铜，而以1 7501 750美元吨的价格卖给美元吨的价格卖给B B，B B必须接受，必须接受，A A从中获利从中获利5050美元（美元（17501750一一16951695一一5 5），），B B损失损失5050美元。美元。 售出权利一一售出权利一一A A可以可以5555美元的价格售出看跌期权。美元的价格售出看跌期权。A A获利获利5050美元（美元（5555一一5 5。 如果铜期货价格上涨，如果铜期货价格上涨，A A就会放弃这个权利而损失就会放弃这个权利而损失5 5美元，美元，B B则净得则净得5 5美元。美元。 与差

13、价合同的比较？与差价合同的比较？11第一节第一节 电力市场运营结构及交易类型电力市场运营结构及交易类型 （3）期权合约：）期权合约： 期权买方向期权卖方支付一定数量的权利期权买方向期权卖方支付一定数量的权利金后，即获得在规定的期限内按事先约定金后，即获得在规定的期限内按事先约定的价格买进或卖出一定数量相关商品的期的价格买进或卖出一定数量相关商品的期货合约权利的一种标准化合约，主要包括货合约权利的一种标准化合约，主要包括以下几个因素：买方、卖方、权利金、敲以下几个因素：买方、卖方、权利金、敲定价格、通知和到期日。定价格、通知和到期日。期货与期权交易市场：市场有序、规避风险、稳定价格期货与期权交易

14、市场：市场有序、规避风险、稳定价格；12第一节第一节 电力市场运营结构及交易类电力市场运营结构及交易类型型3 3、期货交易和期权交易的区别、期货交易和期权交易的区别 期期货货交交易易不不用用交交付付定定金金，但但到到期期必必须须执执行行；而而期期权权交交易易则则要要交交付付定定金金，到到期期可可以以不不执执行行合合同同，但但损损失失定金。定金。13美国美国PJMPJM电力市场存在双边期货市场；电力市场存在双边期货市场；英英国国电电力力市市场场通通过过期期货货、现现货货交交易易来来实实现现中中长长期期和和次次日日电电力力、电电量量平平衡衡，这这类类交交易易大大约约占占到到整整个个电电力力市市场场

15、交交易易量量的的97%97%，能能实实现现电力、电量的基本平衡电力、电量的基本平衡 北北欧欧电电力力市市场场建建立立了了比比较较完完善善的的期期货货和和期期权权市场。市场。由挪威、瑞典、芬兰和丹麦组成由挪威、瑞典、芬兰和丹麦组成4、期货期权市场实例、期货期权市场实例14第一节第一节 电力市场运营结构及交易类电力市场运营结构及交易类型型（三）日前市场（三）日前市场1、概念、概念 落实中长期合同电量，组织日前竞价，通过竞争发现日前市场价格，满足电网安全和经济的机组开停计划； 基于日前负荷预测、电网线路状况、检修计划、联络线计划、机组报价、机组可用性等作出的最优决策方案15第一节第一节 电力市场运营

16、结构及交易类电力市场运营结构及交易类型型2 2、应用实例、应用实例北欧电力市场北欧电力市场 生产和消费前一天对电力进行买卖的市场。现货生产和消费前一天对电力进行买卖的市场。现货交易是针对第二天交易是针对第二天2424小时确定的电力交易，以小小时确定的电力交易，以小时为单位，共时为单位，共2424个时段。个时段。 每天上午每天上午1111：0000以前，北欧电力交易中心从各以前，北欧电力交易中心从各国电网公司获取电网运行信息。上午国电网公司获取电网运行信息。上午1212：0000以前，以前，由各日前市场成员向北欧电力交易所申报第二天由各日前市场成员向北欧电力交易所申报第二天每时段的交易数据。每时

17、段的交易数据。1313：3030以前，北欧电力交易以前，北欧电力交易中心发布交易计划。中心发布交易计划。1414：0000以前，市场成员可对以前，市场成员可对交易计划提出异议。之后，电力交易中心向各国交易计划提出异议。之后，电力交易中心向各国电网公司及对电力平衡负有责任的市场成员传送电网公司及对电力平衡负有责任的市场成员传送日前交易计划。日前交易计划。16第一节第一节 电力市场运营结构及交易类电力市场运营结构及交易类型型（四）实时（平衡）市场：（四）实时（平衡）市场： 组织实时不平衡市场，通过竞争发现实时市组织实时不平衡市场，通过竞争发现实时市场价格；场价格；（五）辅助服务市场：（五）辅助服务

18、市场： 通过竞争发现保证电力商品质量的市场价通过竞争发现保证电力商品质量的市场价值。值。17 英国电力市场短期双边市场相对于每个交易时段至少提前英国电力市场短期双边市场相对于每个交易时段至少提前2424小时滚动开市，提前小时滚动开市，提前 4 4小时闭市。随之即为实时平衡市小时闭市。随之即为实时平衡市场，目前每个交易时段的平衡调度周期暂定为从该交易时场，目前每个交易时段的平衡调度周期暂定为从该交易时段正式开始前段正式开始前 4 4小时开始直至该交易时段结束，总共小时开始直至该交易时段结束，总共4.54.5小时。小时。 系统调度员根据未来系统调度员根据未来 4. 54. 5小时内系统发电和负荷的

19、变小时内系统发电和负荷的变化曲线化曲线( (数据来自市场成员和调度员的预测数据来自市场成员和调度员的预测) )，按照收到的，按照收到的增减出力增减出力/ /负荷报价，调整发电和负荷水平，平衡整个系负荷报价，调整发电和负荷水平，平衡整个系统统( (既要保证既要保证 0.5h0.5h交易时段的平衡，又要保证在任何一个交易时段的平衡，又要保证在任何一个时间点上的平衡时间点上的平衡) )，并确保所有输电设备运行在安全限制，并确保所有输电设备运行在安全限制以内。以内。 同时，通过实时平衡市场，市场成员能够在平衡市场同时，通过实时平衡市场，市场成员能够在平衡市场提前提前 4 4小时通过报价反映其最新的供需

20、变化。小时通过报价反映其最新的供需变化。 实时平衡市场实例实时平衡市场实例18 在澳大利亚由在澳大利亚由reliability panelreliability panel确确定频率控制的标准，国家电力市场管理定频率控制的标准，国家电力市场管理公司公司 确定满足频率控制标准所需的辅确定满足频率控制标准所需的辅助服务数量。助服务数量。 新的频率控制辅助服务（新的频率控制辅助服务（FCASFCAS）包含包含8 8种：快速的增加；快速的降低；种：快速的增加；快速的降低；缓慢的增加；缓慢的降低；延迟的增加；缓慢的增加；缓慢的降低；延迟的增加；延迟的降低；规定的增加；规定的降低。延迟的降低；规定的增加；

21、规定的降低。 FCASFCAS费用等于各类对应的实时电费用等于各类对应的实时电价乘以能够获得的该服务的数量之和。价乘以能够获得的该服务的数量之和。辅助服务市场实例辅助服务市场实例19第一节第一节 电力市场运营结构及交易类型电力市场运营结构及交易类型发电公司期货期权交易市场中长期合约交易市场日前交易市场辅助服务市场实时交易（平衡）市场配电公司电 力 小 用户电 力 大 用户转运20三、完整电力市场运营的特点三、完整电力市场运营的特点1.有单独的辅助服务市场；有单独的辅助服务市场； 已备用市场为例，在日前电力市场结束后，交已备用市场为例，在日前电力市场结束后，交易中心将组织备用服务投标。如果发电商

22、在购电易中心将组织备用服务投标。如果发电商在购电计划安排之后还有备用能力，就可以向交易中心计划安排之后还有备用能力，就可以向交易中心申报备用容量以及相应的报价信息。交易中心将申报备用容量以及相应的报价信息。交易中心将按照报价由低到高逐步采购，直到采购的备用容按照报价由低到高逐步采购，直到采购的备用容量达到规定的数量为止。量达到规定的数量为止。第一节第一节 电力市场运营结构及交易类型电力市场运营结构及交易类型21第一节第一节 电力市场运营结构及交易类型电力市场运营结构及交易类型2.组织实时平衡市场组织实时平衡市场 以经济的手段鼓励市场成员为实时调度和控制以经济的手段鼓励市场成员为实时调度和控制提

23、供尽可能的调节空间。提供尽可能的调节空间。3.实时经济控制策略实时经济控制策略 选有利于提高系统资源利用率且报价低的机组参选有利于提高系统资源利用率且报价低的机组参与控制。与控制。4.平等平等 电力用户和发电商、输电公司、供电公司之间电力用户和发电商、输电公司、供电公司之间是平等的市场关系，以经济作为纽带联系在一起。是平等的市场关系，以经济作为纽带联系在一起。22例题 魏国电力与照明公司拥有一座发电厂，并且负责魏国电力与照明公司拥有一座发电厂，并且负责向一部分负荷供电。该公司积极参与电力市场交向一部分负荷供电。该公司积极参与电力市场交易，针对易，针对6 6月月1111日上午日上午1010点至点

24、至1111点这一时段，它已点这一时段，它已经签订了如下所示的一系列合同：经签订了如下所示的一系列合同：（1 1）高峰时段的长期购电合同，小时交易数量是）高峰时段的长期购电合同，小时交易数量是600MW600MW，价格等于，价格等于20.00$/MWh20.00$/MWh（2 2）低谷时段的长期购电合同，小时交易数量是）低谷时段的长期购电合同，小时交易数量是400MW400MW，价格等于，价格等于16.00$/MWh16.00$/MWh（3 3）与某一大工业用户签订的长期售电合同，交易）与某一大工业用户签订的长期售电合同，交易数量是数量是50MW50MW，该合同采用的是，该合同采用的是19.00

25、$/MWh19.00$/MWh的统一的统一价格价格23例题（4 4）其它用户向它购电时应支付的电费是）其它用户向它购电时应支付的电费是21.75$/MWh21.75$/MWh（5 5）售电期货合同，交易数量等于）售电期货合同，交易数量等于200MW200MW，价格是，价格是21.00$/MWh21.00$/MWh（6 6）购电期货合同，交易数量等于）购电期货合同，交易数量等于100MW100MW，价格是，价格是22.00$/MWh22.00$/MWh（7 7）买入期权，交易数量是）买入期权，交易数量是150MW150MW，履约价格是，履约价格是20.50$/MWh20.50$/MWh（8 8）

26、卖出期权，交易数量是）卖出期权，交易数量是200MW200MW，履约价格是，履约价格是23.50$/MWh23.50$/MWh（9 9）买入期权，交易数量是）买入期权，交易数量是300MW300MW，履约价格是，履约价格是24.00$/MWh24.00$/MWh24例题所有期权的期权费均为所有期权的期权费均为1.00$/MWh1.00$/MWh。高峰时段定义为从上午。高峰时段定义为从上午8 8点点到晚上到晚上8 8点这一时间范围。点这一时间范围。6 6月月1111日上午日上午1010点至点至1111点的最终交易执行结果如下所列：点的最终交易执行结果如下所列：（1 1）现货价格等于）现货价格等于

27、21.50$/MWh21.50$/MWh（2 2）包括大工业用户在内，魏国电力与照明公司的总负荷是）包括大工业用户在内，魏国电力与照明公司的总负荷是1200MW1200MW（3 3）电厂的实际生产量是）电厂的实际生产量是300MWh300MWh，平均生产成本为，平均生产成本为21.25$/MWh21.25$/MWh假设所有的不平衡电能均按现货市场价格结算，计算该公司在假设所有的不平衡电能均按现货市场价格结算，计算该公司在上述交易时段的利润或损失情况。上述交易时段的利润或损失情况。在什么样的现货价格条件下，该公司的利润或损失能减小到零在什么样的现货价格条件下，该公司的利润或损失能减小到零？现货价

28、格的这种变化会对哪些期权合同产生影响？现货价格的这种变化会对哪些期权合同产生影响？2526年度合约交易年度基数电量年度竞价电量年度预留电量+负荷预测偏差年度合约电量的分月电量月度竞价电量月度预留电量年度合约交易年度合约电量的分日电量和月度竞价的分日电量月度合约交易短期负荷预侧电网安全约束等日前市场（预调度计划）实际负荷不平衡实时平衡市场27第二节 年度合约交易市场设计一.年度合约交易市场设计(1)(1)年度合约交易可以年为交易时段，也可以以年度合约交易可以年为交易时段，也可以以月为交易时段。月为交易时段。(2)(2)根据下一个交易年的负荷预测，将每年预报根据下一个交易年的负荷预测，将每年预报的

29、电网发电量分成三部分：的电网发电量分成三部分： 年度基数电量年度基数电量 年度竞争电量年度竞争电量 年度预留电量年度预留电量28第二节 年度合约交易市场设计年度基数电量：以前签订的购电合约，规定了机组年度基数电量：以前签订的购电合约，规定了机组的利用小时数，上网电价、保证电量等等，属政的利用小时数，上网电价、保证电量等等，属政策性电量；策性电量；年度竞争电量年度竞争电量= =年度负荷预测电量年度负荷预测电量* *（1 1年度预留系年度预留系数）数）年度基数电量年度基数电量预留电量：由于为合约交易，交易风险比较大。因预留电量：由于为合约交易，交易风险比较大。因此合约电量一般小于预测电量，预留电量

30、可以在此合约电量一般小于预测电量，预留电量可以在月度交易中实施。月度交易中实施。其中其中年度基数电量年度基数电量+ +年度竞争电量约占全年电量的年度竞争电量约占全年电量的70%80%70%80%。29第二节 年度合约交易市场设计(3)发电公司应收到的市场公开信息：发电公司应收到的市场公开信息： 全年所需总电量、年度基数电量、年度竞全年所需总电量、年度基数电量、年度竞价电量；价电量； 每月所需总电量、月度基数电量、月度每月所需总电量、月度基数电量、月度竞价电量；竞价电量； 各上网机组的年度基数电量各上网机组的年度基数电量30第二节 年度合约交易市场设计(4)发电公司向市场运行部门申报的数据发电公

31、司向市场运行部门申报的数据：竞价上网电价竞价上网电价考虑检修后，机组年度最高上网电量考虑检修后，机组年度最高上网电量考虑检修后，机组月度最高上网电量、月度考虑检修后，机组月度最高上网电量、月度基数电量、月度竞价电量基数电量、月度竞价电量检修计划检修计划31第二节 年度合约交易市场设计(5)(5)市场运行部门根据发电公司申报的数据和负荷预市场运行部门根据发电公司申报的数据和负荷预测的结果，测的结果，按照购电成本最低的原则，运行合按照购电成本最低的原则，运行合约交易计算程序约交易计算程序，确定年度合约；，确定年度合约；(6)(6)年度合约计算的年度合约计算的结果信息发布结果信息发布：各发电公司年度

32、竞价上网电价各发电公司年度竞价上网电价机组年度基数电量，竞价上网电量机组年度基数电量，竞价上网电量考虑检修后，机组月度基数电量、月度竞价电量；考虑检修后，机组月度基数电量、月度竞价电量；检修计划检修计划32第二节 年度合约交易市场设计二.电力市场年度合约交易计算的数学模型； 目标函数：以年度购电费用最小为目标安排年目标函数：以年度购电费用最小为目标安排年度竞价电量。度竞价电量。 t=1，2，。，T，T=12约束条件：约束条件：电网年度竞价上网电量平衡电网年度竞价上网电量平衡 电网年度基数电量平衡电网年度基数电量平衡 第j台机组的年竞争电量报价第j台机组年度竞争电量在第t个月的上网电量33第二节

33、 年度合约交易市场设计3.3.各机组年度基数电量约束各机组年度基数电量约束 4.4.各机组月竞价上网电量约束各机组月竞价上网电量约束： 第j台机组年度基数电量的分月电量第j台机组的年度基数电量第j台机组第t个月的最大出力34第二节 年度合约交易市场设计求解：1.1.各机组月度基数电量的确定；各机组月度基数电量的确定； 根据机组的年度检修计划，根据机组的年度检修计划，年度基数年度基数电量及电量及每月电网预报的电量，按一定比例将年度每月电网预报的电量，按一定比例将年度基数电量分配到月，得出各机组月度基数基数电量分配到月，得出各机组月度基数电量；电量；2.2.各机组年度竞价上网电量的确定：各机组年度

34、竞价上网电量的确定：利用线利用线性规划性规划求解得出各机组年度竞价上网电量求解得出各机组年度竞价上网电量及竞价分月上网电量；及竞价分月上网电量；35第二节 年度合约交易市场设计三.电力市场年度合约交易的滚动计算 在各机组年度基数电量给定及年度竞价在各机组年度基数电量给定及年度竞价上网电量确定后，根据机组从年初到当上网电量确定后，根据机组从年初到当前调度月为止累计已经完成的电量，考前调度月为止累计已经完成的电量，考虑年检修计划及备用等因素的变化，对虑年检修计划及备用等因素的变化，对本年度未来月份各机组的发电计划加以本年度未来月份各机组的发电计划加以调整。以便保证年度基数电量和竞价上调整。以便保证

35、年度基数电量和竞价上网电量的完成。网电量的完成。36第三节 月度合约交易市场设计 一、月度合约交易市场设计1.1.月度合约交易以日为时段；月度合约交易以日为时段；2.2.根据下一个交易月的负荷预测，将每年预报的电根据下一个交易月的负荷预测，将每年预报的电网发电量分成四部分：网发电量分成四部分： 年度基数电量分月电量年度基数电量分月电量 年度竞争电量分月电量年度竞争电量分月电量 月度竞争电量月度竞争电量 预留电量预留电量 前三部分占月度电量的前三部分占月度电量的85%90%；37第三节 月度合约交易市场设计月度竞价电量月度竞价电量= =月度负荷预测电量月度负荷预测电量* *（1 1月度预留系月度

36、预留系数）数）年度基数电量在该月的分摊电量年度基数电量在该月的分摊电量年度竞年度竞价电量在该月的分摊电量价电量在该月的分摊电量月度预留电量：因为月度交易还具有一定的风险，月度预留电量：因为月度交易还具有一定的风险，尽管小于年度风险，但仍有一定的预留系数。尽管小于年度风险，但仍有一定的预留系数。 月度竞价电量和月度预留电量月度竞价电量和月度预留电量来自于年度预留电来自于年度预留电量以及负荷偏差所产生的电量量以及负荷偏差所产生的电量38第三节 月度合约交易市场设计3.3.发电公司应收到的市场公开信息：发电公司应收到的市场公开信息：全月所需总电量、全月所需总电量、年度基数电量的分月电量、年度基数电量

37、的分月电量、年度竞价电量的分月电量；年度竞价电量的分月电量；月度竞价电量月度竞价电量月度预留电量月度预留电量4.4.发电公司向市场运行部门申报的数据：发电公司向市场运行部门申报的数据：月度竞价上网电价月度竞价上网电价考虑检修后，机组月度最高上网电量及月度竞价上网电量；考虑检修后，机组月度最高上网电量及月度竞价上网电量；考虑检修后，机组日最高上网电量、日竞价上网电量、年度基数电量和考虑检修后，机组日最高上网电量、日竞价上网电量、年度基数电量和竞价电量的分日电量竞价电量的分日电量检修计划检修计划39第三节 月度合约交易市场设计5.5.市场运行部门根据发电公司申报的数据和负荷预市场运行部门根据发电公

38、司申报的数据和负荷预测的结果，测的结果，按照购电成本最低的原则，运行月按照购电成本最低的原则，运行月度合约交易计算程序度合约交易计算程序，确定月度合约；，确定月度合约；6.6.月度合约计算的结果信息发布：月度合约计算的结果信息发布：各发电公司月度竞价上网电价各发电公司月度竞价上网电价机组年度基数电量和竞价上网电量的分日电量机组年度基数电量和竞价上网电量的分日电量考虑检修后，月度竞价上网电量及月度竞价上网电量的分日考虑检修后，月度竞价上网电量及月度竞价上网电量的分日电量；电量；检修计划检修计划40第三节 月度合约交易市场设计二、电力市场年度合约交易计算的数学模型；二、电力市场年度合约交易计算的数

39、学模型； 目标函数：以月度购电费用最小为目标目标函数：以月度购电费用最小为目标安排月度竞价电量。安排月度竞价电量。 ，t=1，2，。，T，T为各月天数第j台机组的月竞争电量报价第j台机组月度竞争电量在第t日的上网电量41第三节 月度合约交易市场设计约束条件：约束条件：1.电网月度竞价上网电量平衡电网月度竞价上网电量平衡 2.2.电网年度合约电量的分月电量平衡电网年度合约电量的分月电量平衡 ；第j台机组年度基数电量和竞价电量分月电量的日基数电量电网年度合约电量分月电量42第三节 月度合约交易市场设计3 3各机组年度合约电量的分月电量约束各机组年度合约电量的分月电量约束 4.4.各机组日竞价上网电

40、量约束：各机组日竞价上网电量约束： 第j台机组第t日的最大出力43第三节 月度合约交易市场设计求解：1.1.各机组各机组年度基数电量和年度竞价上网年度基数电量和年度竞价上网电量电量的分日电量的确定；的分日电量的确定； 按一定比例将年度基数电量的分月电量和年度竞按一定比例将年度基数电量的分月电量和年度竞价上网的分月电量分配到日，得出各机组年基数电量和年价上网的分月电量分配到日，得出各机组年基数电量和年度竞价上网电量的分日电量；度竞价上网电量的分日电量；2 2各机组各机组月度竞价上网电量月度竞价上网电量的确定：利用线的确定：利用线性规划求解得出各机组月度竞价上网电量性规划求解得出各机组月度竞价上网

41、电量及竞价上网电量的分日电量；及竞价上网电量的分日电量；44第三节 月度合约交易市场设计三年度交易和月度交易合约成分表45第四节 预调度计划一、预调度计划概念一、预调度计划概念1 1、预调度计划：在日前交易、预调度计划：在日前交易市场中制定的交易计划为预市场中制定的交易计划为预调度交易计划；调度交易计划；46第四节 预调度计划2 2、预调度计划管理系统：是电力市场运营的、预调度计划管理系统：是电力市场运营的核心功能之一，是实现日前市场竞价的关核心功能之一，是实现日前市场竞价的关键环节。键环节。 它利用市场成员申报的数据、短期负荷它利用市场成员申报的数据、短期负荷预测、电网输送容量、年交易计划、

42、月交预测、电网输送容量、年交易计划、月交易计划、合同、安全约束等信息，按照市易计划、合同、安全约束等信息，按照市场规则指定的优化目标，制定次日发电计场规则指定的优化目标，制定次日发电计划、交换计划、辅助服务计划、决策上网划、交换计划、辅助服务计划、决策上网电价，并实现交易管理的功能。电价，并实现交易管理的功能。47第四节 预调度计划3、预调度交易管理子系统的模块组成、预调度交易管理子系统的模块组成48第四节 预调度计划4.预调度交易计划的特点预调度交易计划的特点 在计划经济时期，传统的发电计划是基于全信息的调度在计划经济时期，传统的发电计划是基于全信息的调度决策，并且调度运行部门对下属电厂拥有

43、完全的控制权，决策，并且调度运行部门对下属电厂拥有完全的控制权，在电力市场环境下，资源优化的总体思路是分散决策、整在电力市场环境下，资源优化的总体思路是分散决策、整体协调；体协调； (1)(1)结算规则的变化：结算规则的变化： 在传统的发电计划中，电厂的付费电价基于机组的成本核定，在在传统的发电计划中，电厂的付费电价基于机组的成本核定，在电力市场环境下，各厂上网电价都基于统一的系统边际电价。电力市场环境下，各厂上网电价都基于统一的系统边际电价。 （2 2）电厂报价曲线的复杂化：）电厂报价曲线的复杂化： 传统是各个机组的发电成本曲线，而在电力市场条件下，可以根传统是各个机组的发电成本曲线，而在电

44、力市场条件下，可以根据电力供求关系的变化，对不同的时间申报不同的电价曲线。据电力供求关系的变化，对不同的时间申报不同的电价曲线。 49第四节 预调度计划 根根据据实实际际需需要要，报报价价曲曲线线限限定定为为非非凹凹，其其中中包包括括上上升升型型、下下降降型型、平平报报价价、V V型型报报价价( (即，只允许单个谷存在即，只允许单个谷存在) )，如图所示。，如图所示。 50第四节 预调度计划（3 3）交易计划的公平性）交易计划的公平性 电厂不再是被动的被调对象，而是转化为平等的市场电厂不再是被动的被调对象，而是转化为平等的市场成员。可以对交易计划提出质疑。成员。可以对交易计划提出质疑。 (4)

45、(4)发电计划的最优性发电计划的最优性 在电力市场环境下，电网交易人员能否制定经济在电力市场环境下，电网交易人员能否制定经济的发电计划将直接影响到电力市场中所有成员的利益（电的发电计划将直接影响到电力市场中所有成员的利益（电厂、输电公司、供电公司、用户）。厂、输电公司、供电公司、用户）。51第四节 预调度计划二、购电价格决策1、数学模型、数学模型 在购电价格决策模型中，各时段的决策在购电价格决策模型中，各时段的决策过程是解耦的。过程是解耦的。 对于时段的购电价格决策数学模型，对于时段的购电价格决策数学模型，其目标函数为购电费用最低，有三种形式。其目标函数为购电费用最低，有三种形式。 该模型的优

46、化决策变量包括：该模型的优化决策变量包括： 各机组的开停状态变量各机组的开停状态变量I It,jt,j， 各机组的出力值各机组的出力值P Pt,jt,j。52第四节 预调度计划(1)(1)边际电价模型边际电价模型。 全部机组采用统一价全部机组采用统一价格结算，而此时的全格结算，而此时的全部机组出力总和与系部机组出力总和与系统总负荷平衡。因此，统总负荷平衡。因此，购电费用最低等效于购电费用最低等效于边际电价最低。边际电价最低。 其模型表达为其模型表达为机机组组j j在在时时段段t t的的申报电价曲线函数；申报电价曲线函数；PSMP(t)PSMP(t)该该时时段段下下的边际机组；的边际机组；53第

47、四节 预调度计划 (2)(2)一机一价模型。一机一价模型。 每个机组采用自每个机组采用自己的运行点报价结算，己的运行点报价结算，购电费用最低的表达购电费用最低的表达模型为模型为 机组机组j j在在t t时段的有功出力时段的有功出力54第四节 预调度计划(3)(3)综合电价模型。综合电价模型。 该价格体系为加权平均价格，由公式确该价格体系为加权平均价格，由公式确定，也可能是指定接近边际价格的若干机定，也可能是指定接近边际价格的若干机组来确定。组来确定。55第四节 预调度计划上述上述(1)(1)、(2)(2)、(3)(3)情形均满足以下约束条件：情形均满足以下约束条件： a)a)系统有功平衡系统有

48、功平衡 b)b)机组最大和最小出力约束机组最大和最小出力约束 Pt,j It，j Pmax,j t=1,2, ,T式中式中: G Gt t时段运行机组的集合；时段运行机组的集合； DtDtt t时段的系统总有功负荷；时段的系统总有功负荷； P Pmin,jmin,j,P,Pmax,jmax,j机机组组j j有有功功出出力力的的下下限限和和上上限；限； 56第四节 预调度计划三、水电购电计划1、目标函数目标函数模式一：水电没有申报电价时。模式一：水电没有申报电价时。目标函数：系统负荷各时段峰谷差最小化。目标函数：系统负荷各时段峰谷差最小化。模式二：水电申报电价时。模式二：水电申报电价时。目标函数

49、：系统各时段边际电价与负荷需求目标函数：系统各时段边际电价与负荷需求乘积最小化。乘积最小化。 57第四节 预调度计划2 2、约束条件、约束条件： 1)1)水库的强迫出力约水库的强迫出力约束束 2)2)水库的最大日发水库的最大日发电量约束电量约束 3)3)水电的可调出力水电的可调出力范围约束范围约束 该该模模型型的的物物理理意意义义在在于于：在在满满足足各各种种水水库库运运行行的的条条件件下下，最最大大效益地利用水资源，即降低火电系统的边际电价。效益地利用水资源，即降低火电系统的边际电价。水电厂水电厂i i在在t t时段的发电容量时段的发电容量水电厂水电厂i i在在t t时段的强迫出力时段的强迫

50、出力水水电电厂厂i i在在计计划划周周期期内内最最小小和和最最大大的的可可调调度度发发电电容量；容量；T T计划持续时段数计划持续时段数水电厂水电厂i i的最大日发电量的最大日发电量HPNHPNi i水电厂机组集合水电厂机组集合58第四节 预调度计划四、火电购电计划四、火电购电计划 1 1、概述、概述 火电系统预调度计划由火电机组组合与经济分配组火电系统预调度计划由火电机组组合与经济分配组成。成。 在购电电价决策模块确定次日边际电价后，在购电电价决策模块确定次日边际电价后，机组组合模块将根据系统及机组自身技术特性的机组组合模块将根据系统及机组自身技术特性的约束，按总购电费用最小为目标，调整发电

51、计划。约束，按总购电费用最小为目标，调整发电计划。 经济分配是在机组组合状态确定的情况经济分配是在机组组合状态确定的情况下，以购电成本最低为目标，在满足机组和电网下，以购电成本最低为目标，在满足机组和电网安全约束的条件下，优化决策各发电机组的出力安全约束的条件下，优化决策各发电机组的出力曲线。因此经济分配是机组组合的细化阶段。曲线。因此经济分配是机组组合的细化阶段。 类似于无约束短期交易计划类似于无约束短期交易计划59第四节 预调度计划 在安排购电计划时应该是首先安排报价低的机组发电，然后在安排购电计划时应该是首先安排报价低的机组发电，然后安排报价高的机组发电，所以随着负荷的变化系统边际电价安

52、排报价高的机组发电，所以随着负荷的变化系统边际电价(SMP)(SMP)也会有所变化，其趋势应该是跟随负荷的变化，在负荷水也会有所变化，其趋势应该是跟随负荷的变化，在负荷水平高的时段平高的时段SMPSMP也应该高，而在负荷水平下降的时段也应该高，而在负荷水平下降的时段SMPSMP也应该下也应该下降。降。 60第四节 预调度计划2 2、模型的优化目标、模型的优化目标 单一时段单一时段 交易计划的目标函数是最小化该时段的购电总费用，而购电交易计划的目标函数是最小化该时段的购电总费用，而购电总费用基本上只与系统负荷及系统边际电价总费用基本上只与系统负荷及系统边际电价SMPSMP有关。由系统边际有关。由

53、系统边际电价的定义，电价的定义，SMPSMP由开机机组中工作点电价最高的机组决定。记由开机机组中工作点电价最高的机组决定。记 按照新的结算规则，按照新的结算规则，t t时段的总购电费用为时段的总购电费用为f fSMP,tSMP,t* * 从而目标函数变为从而目标函数变为 61第四节 预调度计划又因又因为功率平衡，有功率平衡，有 目标函数即目标函数即 min或等价或等价约约束束条条件件如如机机组组出出力力约约束束、起起停停机机时时间间约约束束、线线路路潮潮流流约约束束等等等等62第四节 预调度计划五、区域间电力交易计划五、区域间电力交易计划 （参考辅助服务中多区域联合电网的交易计划） 1 1）进

54、行区域间电力交换的意义）进行区域间电力交换的意义 解决电力资源分布不平衡的问题解决电力资源分布不平衡的问题 跨区域调峰和互为备用；跨区域调峰和互为备用； 增强电力系统内部的竞争，促进其发展增强电力系统内部的竞争，促进其发展 2 2）区域电力交换的关键）区域电力交换的关键 在保证安全稳定的情况下，确定区域的交换在保证安全稳定的情况下，确定区域的交换功率，促进本区域的经济效益；功率，促进本区域的经济效益；63第四节 预调度计划 3）目）目标函数函数 区域区域间电力交易将力交易将导致本区域效益的最大化致本区域效益的最大化 约束条件：区域束条件：区域间联络线输电容量容量 本区域供电上限本区域供电上限

55、本区域的负荷平衡本区域的负荷平衡 64第四节 预调度计划本区域的备用约束 t=1,2,.,式中：， -时段时段t t本系统的发电容量，本系统的发电容量，j j发发电机最大发电容量；电机最大发电容量； -时段时段t t本系统的负荷；本系统的负荷； -系统正负备用率；系统正负备用率； ，-联络线在联络线在t t时段输入与输出功率大小；时段输入与输出功率大小；65第四节 预调度计划六、安全矫正策略六、安全矫正策略 通过状态估计、潮流计算、故障分析和通过状态估计、潮流计算、故障分析和预想事故分析，预测在某些预想事故分析，预测在某些 方式下会出现方式下会出现哪些问题，并回答如何处理这些问题，提哪些问题，

56、并回答如何处理这些问题，提出安全措施。出安全措施。 即通过系统中可以控制变量的控制来即通过系统中可以控制变量的控制来消除潜在的约束条件越限现象或已经存在消除潜在的约束条件越限现象或已经存在约束条件的越限现象，使之保持或恢复安约束条件的越限现象，使之保持或恢复安全状态。全状态。66第五节 日前交易市场的运作机制 一、流程一、流程 1 1电力交易中心向发电公司公布信息，包括：电力交易中心向发电公司公布信息，包括： 公共信息：短期负荷预报报曲线、日前竞争负荷曲线、公共信息：短期负荷预报报曲线、日前竞争负荷曲线、 私有信息：各发电公司机组合约出力计划私有信息：各发电公司机组合约出力计划 日前竞争负荷日

57、前竞争负荷= =短期负荷预报值短期负荷预报值不参与市场竞争的发电出力不参与市场竞争的发电出力合合约计划出力约计划出力与区外电力交易计划负荷；与区外电力交易计划负荷； 2 2发电公司向电力交易中心申报的数据发电公司向电力交易中心申报的数据 a) a) 技术数据：发电机组的参数及运行特性技术数据：发电机组的参数及运行特性 b) b) 经济数据经济数据-报价报价 3 3电力交易中心对数据审核电力交易中心对数据审核 4 4竞价竞价 5 5发布竞价结果发布竞价结果 6 6执行执行67第六节 实时平衡市场一一. .概述概述 由于天气、电网故障等偶然因素的存在，由于天气、电网故障等偶然因素的存在，日前计划给

58、出的出力水平与实际运行时的日前计划给出的出力水平与实际运行时的负荷水平可能出现较大偏差负荷水平可能出现较大偏差，所以日前做，所以日前做出的发电计划必需根据电网实时运行情况出的发电计划必需根据电网实时运行情况进行调整。平衡市场与备用资源同时被作进行调整。平衡市场与备用资源同时被作为调节的手段。为调节的手段。 68第六节 实时平衡市场二二. .实时平衡市场的数学模型实时平衡市场的数学模型 实时平衡市场是为了鼓励发电商参与调实时平衡市场是为了鼓励发电商参与调节电力不平衡量。愿意参与平衡市场的发节电力不平衡量。愿意参与平衡市场的发电商可以提前数小时申报可用电商可以提前数小时申报可用上调范围及上调范围及

59、上调价格和可用下调范围及功率下调价格上调价格和可用下调范围及功率下调价格。在实时调度中，系统调度员首先根据系统在实时调度中，系统调度员首先根据系统总不平衡量，决定启用上调机组还是下调总不平衡量，决定启用上调机组还是下调机组。然后，根据调节价格排序，机组。然后，根据调节价格排序，从价格从价格低的机组开始调度，直到满足不平衡量。低的机组开始调度，直到满足不平衡量。69第六节 实时平衡市场 按照市场边际定价原则，按照市场边际定价原则，最后一台调节的机最后一台调节的机组成为边际调节机组，其调节报价成为边际调节组成为边际调节机组，其调节报价成为边际调节价格，价格，所有参与调节的机组将均被付以边际调节所有

60、参与调节的机组将均被付以边际调节价格。或按照一机一价定价原则，参与调节的机价格。或按照一机一价定价原则，参与调节的机组的结算价格为其报价。实时平衡交易模型将考组的结算价格为其报价。实时平衡交易模型将考虑各种实际运行约束，虑各种实际运行约束，以调节费用的最小化为目以调节费用的最小化为目标标。前按照市场边际定价原则的模型的目标函。前按照市场边际定价原则的模型的目标函数是数是 ：70第六节 实时平衡市场或者或者 前者对应于系统不平衡量为负前者对应于系统不平衡量为负( (需要增加需要增加总发电量总发电量) )的情形，后者对应于系统不平衡的情形，后者对应于系统不平衡量为正的情形量为正的情形( (需要降低

61、总发电量需要降低总发电量) )。 约束条件是约束条件是 以及所以及所有系统约束和机组约束条件。有系统约束和机组约束条件。 和和 分别是对应的调节报价；分别是对应的调节报价； 是机组是机组i i在在时段时段t t的正的调节量。的正的调节量。71第六节 实时平衡市场三.实时平衡市场的拥塞管理 当输电网络出现拥塞时，如何实现最优的实时控制是电网公司必然面临的难题之一。控制策略必须保证对所有的市场成员是公平和公正的。 拥塞约束通常以两种形式反映出来。一种是线路的限制，另一种是节点的电压约束。72第六节 实时平衡市场 在实际应用中，大约需要在实际应用中，大约需要30min30min左右校核一左右校核一次

62、系统拥塞情况。调度员调用拥塞管理程次系统拥塞情况。调度员调用拥塞管理程序以确定计划调整方案。序以确定计划调整方案。该调整方案可能该调整方案可能是调整机组出力，也可能是切负荷，也有是调整机组出力，也可能是切负荷，也有可能两种调节手段都执行。可能两种调节手段都执行。 与简单的实时平衡市场不同，拥塞管与简单的实时平衡市场不同，拥塞管理可理可能在能在上调上调某些机组的出力的同时，某些机组的出力的同时，下调下调其其他机组的出力。拥塞管理模型的目标函数他机组的出力。拥塞管理模型的目标函数是未来一段时间内是未来一段时间内总调节费用的最小化，总调节费用的最小化， 73其中调节费用的计算考虑了平衡调节市场其中调

63、节费用的计算考虑了平衡调节市场的结算规则，即的结算规则，即按照统一的边际上调价格按照统一的边际上调价格和边际下调价格付费，或按照一机一价定和边际下调价格付费，或按照一机一价定价原则，参与调节的机组的结算价格为其价原则，参与调节的机组的结算价格为其报价。报价。对第一个优化调节程序，调节费用是各机对第一个优化调节程序，调节费用是各机组组出出力力的的调调整整量量 的的函函数数, ,按按照照市市场场边边际际定价原则的模型的目标函数是定价原则的模型的目标函数是: :第六节 实时平衡市场74第六节 实时平衡市场 和和 分别是对应的调节报价；分别是对应的调节报价； 是机是机 组在组在t时段的正的调节量。时段的正的调节量。 约约束束条条件件与与考考虑虑电电网网安安全全约约束束的的电电力力交交易易计计划划相相同同。如如果果需需要要切切负负荷荷，可可以以执执行行第第二二个个优优化化调调节节程程序序，优优化化目目标标中中加加入入切切负负荷的手段。即荷的手段。即:切机目标函数切机目标函数75式中 用户用户j j乐意支付的用电价格：乐意支付的用电价格： 安排削减用户安排削减用户j j的负荷量。的负荷量。第六节第六节 实时平衡市场实时平衡市场切机与切负荷的目标函数切机与切负荷的目标函数76