東北電網(wǎng)風(fēng)電調(diào)峰輔助服務(wù)機制完善及交易優(yōu)化模型研究.pdf

1、節(jié)能減排政策的深入實施，促進了以風(fēng)電為代表的可再生能源發(fā)電裝機容量迅猛增加，特別是在2005年出臺《可再生能源法》后，到2014年風(fēng)電容量從1260MW提高到114609MW以上。在2009年，中國成為世界上風(fēng)電發(fā)展最快的國家，在2015年，中國風(fēng)電新增裝機容量已經(jīng)達到世界第一，占全球新增風(fēng)電裝機的比重約為28.4％。但與快速增加的發(fā)電裝機規(guī)模趨勢相反的是，中國風(fēng)電利用水平逐年下年，特別是中國東北地區(qū)風(fēng)電低效利用問題更為突出。在漫長的冬

2、季取暖月份必須利用熱電聯(lián)產(chǎn)火電機組的容量來滿足供暖需求時火電機組調(diào)的峰能力大幅度減弱對于促進東北電網(wǎng)的風(fēng)電利用是一個重大的挑戰(zhàn)。由于傳統(tǒng)的十分嚴(yán)格的計劃體制特征的管制政策在中國電力市場的運營中起著支配作用。隨著中國風(fēng)電的快速發(fā)展，嚴(yán)格計劃體制已經(jīng)成為了棄風(fēng)量不斷增加的重要因素之一，這與利用政府強大的控制力來促進風(fēng)電發(fā)展的初始目的相違背。如何調(diào)整現(xiàn)有風(fēng)電并網(wǎng)機制，引入不同的方法和政策，建立完善的風(fēng)電調(diào)峰機制，對于解決改善東北電網(wǎng)當(dāng)前風(fēng)電消

3、納瓶頸有著重要意義。因此，本文以東北電網(wǎng)為研究對象，開展了關(guān)于東北電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)市場的相關(guān)研究，從改善現(xiàn)有調(diào)峰標(biāo)準(zhǔn)、建立風(fēng)火發(fā)電權(quán)交易和借鑒兩部制電價試點經(jīng)驗三個角度展開了火電深度調(diào)峰補償機制完善及優(yōu)化路徑研究，具體研究內(nèi)容及結(jié)論包括以下幾個方面:
　　(1)介紹了東北電網(wǎng)風(fēng)電并網(wǎng)輔助服務(wù)市場的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了東北電網(wǎng)風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)研究的背景意義，總結(jié)了澳大利亞、美國、新英格蘭、北歐輔助服務(wù)發(fā)展現(xiàn)狀以及中國東北區(qū)域、西北區(qū)

4、域、華北區(qū)域和華中區(qū)域等六個區(qū)域輔助服務(wù)市場發(fā)展現(xiàn)狀，并從機制設(shè)計、技術(shù)創(chuàng)新、政策制定等角度總結(jié)了風(fēng)電調(diào)峰補償國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，為開展東北電網(wǎng)風(fēng)電調(diào)峰輔助服務(wù)機制完善及交易優(yōu)化模型的研究奠定了現(xiàn)實依據(jù)。
　　(2)建立了東北電網(wǎng)現(xiàn)有調(diào)峰服務(wù)補償機制調(diào)峰優(yōu)化模型。首先，介紹了東北電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)市場現(xiàn)狀、問題及改善途徑，主要途徑有調(diào)整基本調(diào)峰率、完善考核機組發(fā)電計劃完成率和拓展調(diào)峰補償范圍。然后，引入K-measn聚類分析方法，選取了

5、火電機組調(diào)峰標(biāo)準(zhǔn)聚類指標(biāo)，建立了火電機組調(diào)峰輔助服務(wù)補償模型。最后，以東北電網(wǎng)為實例，算例分析顯示所提模型能夠用于設(shè)置東北電網(wǎng)風(fēng)電基本調(diào)峰率，能夠根據(jù)機組裝機容量設(shè)定調(diào)峰率范圍。
　　(3)提出了東北電網(wǎng)火電調(diào)峰輔助服務(wù)成本測算模型。首先，分析了風(fēng)電對火電發(fā)電績效的影響，主要包括對火電出力的影響、對火電啟停次數(shù)的影響和對火電發(fā)電煤耗的影響。然后，建立了火電機組參與風(fēng)電調(diào)峰調(diào)度優(yōu)化模型，主要包括風(fēng)電出力場景模擬方法、火電調(diào)峰調(diào)度優(yōu)化

6、優(yōu)化模型和調(diào)度模型求解算法三個部分。最后，以遼寧電網(wǎng)為實例對象，設(shè)定了基準(zhǔn)棄風(fēng)方案、中棄風(fēng)方案、低棄風(fēng)方案和零棄風(fēng)方案，測算了遼寧電網(wǎng)火電參與風(fēng)電調(diào)峰輔助服務(wù)成本。
　　(4)構(gòu)建了基于發(fā)電權(quán)交易的東北電網(wǎng)調(diào)峰補償優(yōu)化模型。首先，從發(fā)電權(quán)交易的基本內(nèi)容與特點、交易方式與組織、交易撮合與結(jié)算三個方面介紹了發(fā)電權(quán)交易機制。然后，將風(fēng)電發(fā)電商擬增發(fā)的棄風(fēng)電量看作發(fā)電權(quán)，引入發(fā)電權(quán)交易建立了火電調(diào)峰效益優(yōu)化模型，并提出了相應(yīng)的求解算法。最

7、后，引入合作博弈理論，建立了火電調(diào)峰補償模型，并以遼寧電網(wǎng)為實例，對所提模型進行了實例分析，結(jié)果表明發(fā)電權(quán)交易能夠分?jǐn)偛糠诛L(fēng)電并網(wǎng)超額收益給火電機組，有利于激勵火電參與風(fēng)電調(diào)峰輔助服務(wù)。同時，Sharply值法能夠根據(jù)各參與主體的貢獻率重新分配風(fēng)電并網(wǎng)超額收益，有利于均衡各市場主體的基本收益和促進風(fēng)電調(diào)峰輔助服務(wù)市場的完善發(fā)展。
　　(5)建立了基于兩部制電價的東北電網(wǎng)調(diào)峰輔助補償模型。首先，以完全競爭市場為背景，分別介紹了完全競

8、爭市場的基本內(nèi)容、MCP電價機制和兩部制電價的基本內(nèi)容。然后，構(gòu)建了完全電力市場下火電調(diào)峰成本測算模型，主要包括風(fēng)火電市場競價收益模型、機組投資收益逆推模型和火電調(diào)峰成本測算模型。最后，建立了基于兩部制電價的火電調(diào)峰補償機制，并以遼寧電網(wǎng)為實例，對所提模型進行了實例分析，實例結(jié)果表明兩部制電價能夠用于指導(dǎo)東北電網(wǎng)調(diào)峰輔助補償，在保障可再生能源發(fā)電基本收益的同時，通過設(shè)定電量電價為可再生能源發(fā)電提供電量電價收益，有利于激活風(fēng)電調(diào)峰輔助輔助

9、市場空間，均衡風(fēng)電調(diào)峰輔助服務(wù)各參與方利益訴求。
　　(6)提出了東北電網(wǎng)跨省調(diào)峰資源交易機制及改善途徑。研究了促進東北電網(wǎng)風(fēng)電大規(guī)模利用的跨省電力交易機制問題，主要包括五個內(nèi)容，分別是國外促進風(fēng)電大規(guī)模利用的電力交易及對中國的借鑒，中國跨省跨區(qū)電力交易分析，東北地區(qū)跨省跨區(qū)交易情況，現(xiàn)行中國跨省跨區(qū)交易機制限制風(fēng)電大規(guī)模利用的主要因素，完善電力交易機制，促進東北電網(wǎng)風(fēng)電大規(guī)模利用的政策建議。為了建立跨省調(diào)峰交易機制，引入發(fā)電權(quán)交