电力系统市场化与优化运行课件

电力市场化理论及相关研究进展蒋传文蒋传文电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行化运行课课件件电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展GGG输输/配电网配电网用用户户调度控制中心调度控制中心资产一家所有资产一家所有唯一商品提供者唯一商品提供者电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展展GGG输输/配配电电网用网用调调度控制中心度控制中心资资电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展传统捆绑式的传统捆绑式的垄断竞争市场：垄断竞争市场：一一些些市市场场只只有有一一个个卖卖者者，这这个个卖卖者者决决定定价价格格，这这个卖者被称为垄断，这样的市场称为个卖者被称为垄断，这样的市场称为垄断竞争市场垄断竞争市场。垄断市场的社会表现及其弊端：垄断市场的社会表现及其弊端：排斥竞争，使消费者利益集体受损。独家地位并控制市场，消费者无选择。靠提价而非提高效率来改善企业的收益。电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展展传统传统捆捆绑绑式的式的垄垄断断竞竞争市争市场场：电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展 2020世世纪纪8080年年代代开开始始，许许多多国国家家开开始始实实施施电电力力系系统的市场化改革。统的市场化改革。打破垄断，实行市场化改革，目的：打破垄断，实行市场化改革，目的：1 1）引入竞争、提高效率，促进资源合理利用，可）引入竞争、提高效率，促进资源合理利用，可持续性发展。持续性发展。2 2）降低电价，使用户和全社会受益。）降低电价，使用户和全社会受益。3 3）拓宽融资渠道、引导投资方向。）拓宽融资渠道、引导投资方向。电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展展 20世世纪纪80年代开始年代开始电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展改革的方法：改革的方法：1 1）横向解捆）横向解捆 2 2）纵向解捆）纵向解捆 所所谓谓横横向向解解捆捆（UnbundlingUnbundling）就就是是将将传传统统集集总总式式的的电电力力工工业业分分解解为为可可以以按按市市场场要要素素和和规规则则平平等等竞竞争争并并可可获利的独立法人实体。获利的独立法人实体。电电力力公公司司的的纵纵向向解解捆捆就就是是发发电电、输输电电、配配电电和和销销售售分分离离为为竞竞争争性性的的独独立立实实体体，形形成成电电力力市市场场中中的的另另一一类类的竞争主体。的竞争主体。电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展改革的方法：展改革的方法：电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展GGG输电网输电网配配电电调度调度/交易中心交易中心配配电电用用户户市场监管市场监管横向横向纵向纵向电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展展 GGG输电输电网配网配电调电调度度/交易交易电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展GGG输电网输电网配配电电电能交易中心PX/ISO配配电电用用户户发电商发电经纪商PM辅助服务供应商AS零售商电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展展GGG输电输电网配网配电电电电能交易中心能交易中心PX电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展解捆后的利益主体：解捆后的利益主体：o发电商G（Generator）o发电经纪商PM（Power Marketer）o电能交易中心PX（Power Exchange）o独立系统操作员ISO（Independent System Operator）o辅助服务供应商AS（Ancillary Service Provider）o电网拥有者GC或TO（Grid Company or Transmission Ower）o零售商R（Retail Service Provider）o 配电商D（Distribution Service Provide）电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展解捆后的利益主体：展解捆后的利益主体：电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展市场化后产生的需要研究的一些问题：市场模式？（多边、单边？）定价机制？（统一出清、节点价格？）交易品种？（主能量、辅助服务、金融衍生产品）市场规则？监管体系？电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展市展市场场化后化后产产生的需要研究的一些生的需要研究的一些问题问题电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展市场化后产生的需要研究的一些问题o发电商厂发电商厂(发电侧发电侧)：电力市场模式下发电商优化运行电力市场模式下发电商优化运行 机组组合、负荷分配、多级市场套利机组组合、负荷分配、多级市场套利 多能源（含间歇性能源）的联合互补运行问题多能源（含间歇性能源）的联合互补运行问题 发电商报价策略（多级市场）发电商报价策略（多级市场）不不同同交交易易品品种种（现现货货、期期货货、辅辅助助服服务务、实实时时）下下的的报报价价决策决策 检修决策检修决策 风险管理。风险管理。电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展市展市场场化后化后产产生的需要研究的一些生的需要研究的一些问题问题电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展市场化后产生的需要研究的一些问题o发电商厂发电商厂(发电侧发电侧)：电力市场模式下发电商优化运行电力市场模式下发电商优化运行 机组组合、负荷分配、多级市场套利机组组合、负荷分配、多级市场套利 如如果果发发电电商商按按电电能能单单部部分分投投标标（按按电电厂厂报报价价），当当发发电电商在各级市场报价确认后，电厂如何优化机组的运行？商在各级市场报价确认后，电厂如何优化机组的运行？决策：机组运行状态？决策：机组运行状态？机组承担的各种交易品种的比例？机组承担的各种交易品种的比例？电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展市展市场场化后化后产产生的需要研究的一些生的需要研究的一些问题问题电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展市场化后产生的需要研究的一些问题o发电商厂发电商厂(发电侧发电侧)：电力市场模式下发电商优化运行电力市场模式下发电商优化运行 多能源（含间歇性能源）的联合互补运行问题多能源（含间歇性能源）的联合互补运行问题 重点研究：重点研究：站级：风电站级：风电/光伏光伏-储能储能/抽水蓄能电站联合互补运行问题抽水蓄能电站联合互补运行问题 研究方向研究方向:从主能量市场到主辅联合市场从主能量市场到主辅联合市场 研究方法研究方法:从确定性到随机规划从确定性到随机规划电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展市展市场场化后化后产产生的需要研究的一些生的需要研究的一些问题问题电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展市场化后产生的需要研究的一些问题o发电商厂发电商厂(发电侧发电侧)：发电商报价策略（多级市场）发电商报价策略（多级市场）不不同同交交易易品品种种（现现货货、期期货货、辅辅助助服服务务、实实时时）下下的的报报价决策价决策 根据市场及结算模式，如何决策不同交易品种的报价策略？根据市场及结算模式，如何决策不同交易品种的报价策略？方法：预测出清价、估计对手行为、博弈理论。方法：预测出清价、估计对手行为、博弈理论。关注：如何结合风险理论？关注：如何结合风险理论？（对手信息不确定（对手信息不确定-网络网络-需求不确定）需求不确定）电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展市展市场场化后化后产产生的需要研究的一些生的需要研究的一些问题问题电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展市场化后产生的需要研究的一些问题o发电商厂发电商厂(发电侧发电侧)：电力市场模式下发电商优化运行电力市场模式下发电商优化运行 检修决策问题检修决策问题 两种模式：两种模式：集中式：集中式：ISOISO统一决策（重点关注发电商策略）统一决策（重点关注发电商策略）分散式：电厂决策分散式：电厂决策 电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展市展市场场化后化后产产生的需要研究的一些生的需要研究的一些问题问题电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展市场化后产生的需要研究的一些问题o调度调度/交易中心：交易中心：不不同同市市场场模模式式下下的的主主能能量量市市场场竞竞价价交交易易算算法法研研究究（实实时时、日前、中长期）日前、中长期）传统模式下的调度问题：传统模式下的调度问题：纯火电系统纯火电系统 水火联合调度水火联合调度 含间歇性新能源问题含间歇性新能源问题 市场模式下的交易问题：市场模式下的交易问题：电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展市展市场场化后化后产产生的需要研究的一些生的需要研究的一些问题问题电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展第三章侧重在交易侧的相关问题及进展 （1 1）不不同同市市场场模模式式下下的的竞竞价价交交易易算算法法研研究究（实实时时、日前、中长期）日前、中长期）不同市场模式：单边开放、双边开放、多边开放不同市场模式：单边开放、双边开放、多边开放 结算模式：统一出清价、结算模式：统一出清价、节点电价节点电价 交易类型：实时、日前、中长期交易类型：实时、日前、中长期电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展第三章展第三章 侧侧重在交易重在交易侧侧的相关的相关问题问题电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展q电网公司：电网公司：输电定价输电定价(阻塞阻塞/交易盈余、网损等费用分摊交易盈余、网损等费用分摊)q用户：用户：购电策略、主动负荷管理（运行策略）购电策略、主动负荷管理（运行策略）q监管部门：监管部门：支持系统、市场规则、市场监管（市场力控制）支持系统、市场规则、市场监管（市场力控制）电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展展电电网公司：网公司：电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展课程内容安排：o1 1、基本理论及知识回顾、基本理论及知识回顾 o2 2、专题讨论、专题讨论 （1 1）发电侧（运行）发电侧（运行/套利、报价策略）套利、报价策略）（2 2）调调度度/交交易易（不不同同模模式式下下的的各各种种交交易易品品种种的的交交易问题、联合易问题、联合/互补调度问题、阻塞管理）互补调度问题、阻塞管理）（3 3）电网（转运定价）电网（转运定价）（4 4）用用户户侧侧（购购电电策策略略、微微网网运运行行、智智能能用用户户响响应、分布式能源运行应、分布式能源运行/报价）报价）（5 5）监管（市场力控制）监管（市场力控制）电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展展课课程内容安排：程内容安排：电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展基本理论及知识回顾基本理论及知识回顾 一、一、基本概念基本概念 1.市场与竞争市场与竞争 市市场场是商品交易关系的总和。市场及市场的充分发展和不断完善，是社会发展必然经历的历史阶段。在古代社会中，随着原始公有制经济的解体，形成交换的三大因素随之确定，即生产力的发展、社会分工的出现和私有制的产生生产力的发展表现在生产工具的改进和剩余产品的出现；社会分工的出现表现在人们可以从事某一专门的职业赖以谋生；私有制的产生使得人们有权处置剩余产品。电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展基本理展基本理论论及知及知识识回回顾顾 电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行一、一、基本概念基本概念 1.市场与竞争市场与竞争 随随着着交交换换规规模模的的不不断断扩扩大大，市市场场也也就就愈愈加加扩扩大大了了，竞竞争争逐逐渐渐产产生生。市市场场的的发发展展随随着着竞竞争争的的不不同同，存存在在三三种种形形式式：完完全全竞竞争市场、垄断市场和寡头竞争市场。争市场、垄断市场和寡头竞争市场。可可以以用用两两个个特特征征来来定定义义完完全全竞竞争争的的市市场场，（1 1）所所提提供供销销售售的的物物品品是是完完全全相相同同的的，以以及及（2 2）买买者者和和卖卖者者非非常常多多，以以至至于于没没有有一一个个买买者者和和卖卖者者可可以以影影响响市市场场的的价价格格。由由于于完完全全竞竞争争市市场场上上的的买买者者和和卖卖者者必必须须接接受受市市场场决决定定的的价价格格，所以，他们被称为价格的接受者。所以，他们被称为价格的接受者。但但是是许许多多市市场场不不是是完完全全竞竞争争的的，一一些些市市场场只只有有一一个个卖卖者者，这这个个卖卖者者决决定定价格，这个卖者被称为垄断，这样的市场称为价格，这个卖者被称为垄断，这样的市场称为垄断竞争市场垄断竞争市场。其其他他的的市市场场介介于于完完全全竞竞争争的的和和垄垄断断的的之之间间，当当一一个个市市场场上上有有几几个个卖卖者者时时，而且这些卖者并不是主动的进行竞争，这种市场被称为而且这些卖者并不是主动的进行竞争，这种市场被称为寡头竞争市场寡头竞争市场。电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行一、基本概念化运行一、基本概念 电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行一、一、基本概念基本概念22需求与供给需求与供给需需求求是是指指人人们们在在一一定定时时期期内内愿愿意意并并能能够够购购买买的的某某种种商商品品的的数数量量。通通常常影影响响需需求求的的因因素素是是非非常常复复杂杂的的，除除商商品品本本身身的的价价格格和和购购买买者者的的货货币币收收入入水水平平外外，还还与与其其他他相相关关的商品或劳务的价格有关。的商品或劳务的价格有关。当当我我们们主主要要考考察察需需求求与与价价格格之之间间的的关关系系，而而把把其其他他因因素当作给定条件时，需求函数可表示为：素当作给定条件时，需求函数可表示为：Qd=f(r)Qd为需求量；为需求量；r为价格为价格电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行一、基本概念化运行一、基本概念电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念22需求与供给需求与供给rDQ 产品需求曲线产品需求曲线电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展展电电力市力市场场基本理基本理论论 电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念22需求与供给需求与供给供供给给一一般般是是指指生生产产者者或或销销售售者者在在一一定定时时期期内内愿愿意意并并能能够够提提供供给给市市场场的的商商品品数数量量。影影响响供供给给的的因因素素很很多多，除除其其价价格格外外，还还与与其其他他相相关关商商品品的的价价格格，生生产产费费用用的的变变化化等等有关。有关。当当我我们们主主要要考考察察供供给给与与价价格格之之间间的的关关系系，而而把把其其他他因因素素当作给定条件时，供给函数可表示为：当作给定条件时，供给函数可表示为：Qs=f(r)Qs为为供给量；供给量；r为价格为价格电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展展电电力市力市场场基本理基本理论论 电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念22需求与供给需求与供给rSQ 供给曲线供给曲线电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行化运行电电力市力市场场基本理基本理论论 电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展一、一、基本概念基本概念3.市场赢余与均衡市场赢余与均衡市场是配置资源的一种方式，但是这种方式是不是令人满意的？市场是配置资源的一种方式，但是这种方式是不是令人满意的？从福利经济学当中可以得到意义深远的结论：市场上的供求均衡可以使从福利经济学当中可以得到意义深远的结论：市场上的供求均衡可以使买者和卖者得到的总收益最大化。买者和卖者得到的总收益最大化。首先定义几个基本概念：首先定义几个基本概念：支付意愿：买者愿意为某种物品支付的最高量；支付意愿：买者愿意为某种物品支付的最高量；消费者剩余：是买者的支付意愿减去买者的实际支付量；消费者剩余：是买者的支付意愿减去买者的实际支付量；生产者剩余：卖者出售一种物品得到的量减去卖者的成本；生产者剩余：卖者出售一种物品得到的量减去卖者的成本；消消费费者者剩剩余余和和生生产产者者剩剩余余是是经经济济学学家家用用来来研研究究市市场场中中买买者者和和卖卖者者福福利利的的基本工具。总剩余为消费者的剩余加上生产者的剩余。基本工具。总剩余为消费者的剩余加上生产者的剩余。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展一、基本概念展一、基本概念电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念3.市场赢余与均衡市场赢余与均衡 用用需需求求曲曲线线衡衡量量消消费费者者的的剩剩余余是是，在在任任何何一一种种数数量量时时，需需求求曲曲线线给给出出的的价价格格是是边边际际买买者者的的支支付付意意愿愿，边边际际买买者者是是如如果果价价格格再再提提高高一一点点就就首首先先离离开开的的买买者者；所所以以需需求求曲曲线线以以下下和和价价格格以以上上的的面面积积代代表表消消费费者者的的剩剩余余，如如下下图所示。图所示。图1消费者剩余电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行化运行电电力市力市场场基本理基本理论论 电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念3.市场赢余与均衡市场赢余与均衡 同同样样，当当用用供供给给曲曲线线衡衡量量生生产产者者剩剩余余时时，价价格格以以下下和和供供给给曲曲线线以以上的面积表示生产者剩余，如图上的面积表示生产者剩余，如图2 2所示。所示。图2生产者剩余电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展展电电力市力市场场基本理基本理论论 电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念3.市场赢余与均衡市场赢余与均衡 当需求等于供给，且：当需求等于供给，且：1）自由市场把物品的供给分配给对这些物品评价最高的买者，这种评价由他们的支付来表示；2）自由市场把物品的需求分配给可以以最低成本生产这些物品的卖者；3）自由市场生产使消费者和生产者剩余总和最大化的产量。这时可称为市场均衡。这时可称为市场均衡。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展展电电力市力市场场基本理基本理论论 电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念3.市场赢余与均衡市场赢余与均衡 供供求求均均衡衡使使消消费费者者与与生生产产者者剩剩余余之之和和最最大大化化，下下图图表表示示了了市市场场均均衡衡时时的的总总剩剩余余，其其中中上上面面的的面面积积A A代代表表消消费费者者剩剩余余，下下面面的的面面积积B B代表生产者剩余。代表生产者剩余。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展展电电力市力市场场基本理基本理论论 电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念 4.市场力与市场失灵市场力与市场失灵 市市场场力力问问题题是是经经济济学学研研究究的的主主要要问问题题之之一一。经经济济学学理理论论对对市市场场力力作作了了具具体体严严格格的的界界定定。经经济济学学对对市市场场力力的的一一般般定定义义是是：行行业业组组织织的的集集中中程程度度。市市场场力力表表示示改改变变市市场场价价格格使使之之偏偏离离市市场场充充分分竞竞争争情情况况下下所所具具有有的的价价格格水水平平的的能能力力。这这个个市市场场力力的的定定义义很很简简明明，已已经经使使用用了了一一百百多多年年了了。但但是是通通常常电电力力市市场场的的管管制制机机构构对对电电力力市市场场的的市市场场力力有有针针对对性性定定义义。美美国国Justice Justice and and Federal Federal Trade Trade Commission Commission 于于19921992通通过过的的关关于于公公司司横横向向合合并并指指导导原原则则指指出出市市场场力力的的定定义义为为：市市场场力力是是单单个个公公司司或或多多个个相相互互竞竞争争的的公公司司，在在一一段段时时间间内内为为提提高高利利润润而而进进行行的的抬抬高高市市场场价价格格以以超超过过合合理理竞竞争争价价格格水水平平和和限限制制产产量量以以低低于于竞竞争争交交易易量量水水平平的的经经济活动。济活动。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展展电电力市力市场场基本理基本理论论 电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念 4.市场力与市场失灵市场力与市场失灵 市场失灵是指一些不受管制的市场不能有效的配置资源。在不是完全竞争的市场上，市场势力是产生市场失灵的主要原因；此外，当市场结果不只与市场的买者和卖者相关时，而影响到了不参与市场的其他的人，则这种外部性也是产生市场失灵的另一个主要原因。当市场失灵时，市场不能够达到效益最大化，也就是说，市场不能够达到均衡状态，图1.6给出了市场失灵时的示意图，其中面积C表示由于市场失灵所导致的社会效益损失的部分。由此可见，在市场失灵的情况下，供求双方的利益都受到了影响。电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展展电电力市力市场场基本理基本理论论 电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念 4.市场力与市场失灵市场力与市场失灵 图1.6 市场失灵 电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论 电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 一、一、基本概念基本概念 4.市场力与市场失灵市场力与市场失灵例例 1.11.1：下下图图为为一一两两节节点点系系统统，节节点点A A和和B B的的供供给给和和需需求求已已标标记记在在图图中中，试试分分析析当当线线路路ABAB传传送送功功率率限限额额大大于于等等于于5050MWMW和等于和等于3030MWMW时的市场时的市场剩余及失灵情况。剩余及失灵情况。电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论 EXAMPLE:TWO BUSES SYSTEMS WITH STEP OFFERS AND EXAMPLE:TWO BUSES SYSTEMS WITH STEP OFFERS AND DEMANDSDEMANDSCmA=15/MW pA=PAmax=80MW CmB=25/MW pB=0MWu uB=30/MW DB=DBmax=50MWTAB=50MW 0MWDBDAPAPBMCP=15/MW/MWGenerations and demands out of merit order5080u uA=20/MW DA=30MW DAmax=50MW302025SS=15*50+5*30 =900 AB100EXAMPLE:TWO BUSES SYSTEMS WITHEXAMPLE:TWO BUSES SYSTEMS WITH STEP OFFERS AND EXAMPLE:TWO BUSES SYSTEMS WITH STEP OFFERS AND DEMANDSDEMANDSDA/MWSAS=5*30 =150 MWDBPAPBMW/MWQQPA+A=15B=25SBS=15*30+5*20 =550 203030153050CmA=15/MW pA=PAmax=80MW CmB=25/MW pB=20MWu uB=30/MW DB=DBmax=50MWTABmax=30MWu uA=20/MW DA=30MW DAmax=50MWzone partitionEXAMPLE:TWO BUSES SYSTEMS WITH电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 三、电力市场的定义三、电力市场的定义电电力力市市场场是采用法律、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。管理机制是指经济手段。执行系统包括贸易场所、计量系统、计算机系统、通信系统等。电力市场电力市场是电力的买主和卖主的相互作用，以决定其电价和电量的过程。电力市场电力市场是电网商业化运营的规范化的环境和场所。电电力力市市场场就是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。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 三、电力市场的定义三、电力市场的定义 电电力力市市场场是是一一个个典典型型的的跨跨学学科科的的研研究究领领域域，是是社社会会科科学学和和自自然然科科学学的的有有机机结结合合体体。从从社社会会科科学学的的角角度度研研究究电电力力市市场场，主主要要探探讨讨电电力力市市场场改改革革所所涉涉及及到到的的法法律律、经经济济、社社会会问问题题，研研究究和和比比较较各各国国电电力力市市场场改改革革的的历历程程、现现状状、异异同同，提提出出改改革革方方案案、组组织织框框架架等等等等。从从自自然然科科学学的的角角度度研研究究电电力力市市场场，则则主主要要以以微微观观经经济济学学为为基基础础，结结合合电电力力系系统统专专业业知知识识，分分析析电电力力市市场场中中的的企企业业行行为为、市市场场特特性性，解解决决在在建建立立电电力力市市场场过过程程出现的技术问题。出现的技术问题。电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行第二化运行第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 三、电力市场的定义及要素三、电力市场的定义及要素电力市场的基本特征：电力市场的基本特征：o开放性o竞争性o计划性o协调性 与传统的垄断的电力系统相比，电力市场具有开放性竞争性；与普通的商品市场相比，电力市场具有计划性和协作性。电力系统是相互紧密联系的，任一成员的操作，均将对电力系统产生影响。所以要求电力市场中的电力生产、使用、交换具有计划性。同时由于电力系统要求随时做到供需平衡，所以要求电力市场中的供应者之间、供应者与用户之间相互协调。电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行第二化运行第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 三、电力市场的定义及要素三、电力市场的定义及要素电力市场的六大要素电力市场的六大要素o市场主体市场主体:商品生产者、消费者、经营者、市场管理者o市场客体市场客体:交易商品-电力（电力和电量）o市市场场载载体体:一般指网点设施、仓储设施、运输设施、通讯设施、交易场所等。电力市场的载体是“电网”。电力市场有别于其他商品市场的特色，在于电力生产、输送、消费是同时完成的，具有供需动态平衡的特殊性o市场价格市场价格 o市场规则市场规则o市场监督市场监督电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行第二化运行第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 四、电力市场主要模式和交易类型四、电力市场主要模式和交易类型 电力市场的发展可以分为四个阶段：电力市场的发展可以分为四个阶段：发发电电、输输电电、配配电电和和用用电电各各环环节节统统一一垄垄断断经经营营（垄垄断模式）；断模式）；在在发发电电环环节节引引入入竞竞争争，而而输输电电、配配电电和和用用电电环环节节仍仍保持垄断经营（单边开放保持垄断经营（单边开放/发电侧市场模式）；发电侧市场模式）；在在发发电电和和输输电电环环节节引引入入竞竞争争，而而配配电电和和用用电电环环节节继继续保持垄断经营（双边开放模式）；续保持垄断经营（双边开放模式）；在在发发电电、输输电电、配配电电和和用用电电各各环环节节间间均均引引入入竞竞争争（多边开放模式）。（多边开放模式）。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 四、电力市场主要模式和交易类型四、电力市场主要模式和交易类型 通通过过解解捆捆后后的的电电力力市市场场各各利利益益主主体体将将构构成成不不同同的的市市场场模模式式结结构构，比比较较典典型型的的市市场场结结构构模模式式有有:联联营营体体(Power Power Pool)Pool)模模式式、双双边边交交易易模模式式(Bilateral Bilateral trades model)trades model)和混和模式和混和模式(Pool+Bilateral trades)Pool+Bilateral trades)，具体表现为具体表现为：（1 1）单单边边开开放放的的联联营营体体模模式式：发发电电商商以以批批量量联联营营竞竞争争性性的的报报价价销销售售给给电电力力交交易易中中心心（PXPX），而而供供电电商商以以一一个个被被管管制制的的电电价价从从电电力力交交易易中中心心批批量量购购买买电力，然后再零售给用户。电力，然后再零售给用户。（2 2）双双边边开开放放的的联联营营体体模模式式：发发电电商商以以批批量量联联营营竞竞争争性性的的报报价价销销售售给给电电力力交交易易中中心心（PXPX），而而供供电电商商以以一一个个竞竞争争性性的的电电价价从从电电力力交交易易中中心心批批量量购购买买电力，然后再零售给用户。电力，然后再零售给用户。（3 3）双双边边交交易易模模式式：在在（1 1）或或（2 2）的的市市场场结结构构外外，允允许许发发电电商商和和供供电电商商之间签定批购与批售协议，进行双边（之间签定批购与批售协议，进行双边（BilateralBilateral）批量贸易。批量贸易。（4 4）多多边边交交易易模模式式：在在（1 1）（2 2）（3 3）的的市市场场结结构构外外，包包括括零零售售（大大用用户）和多边（户）和多边（MultilateralMultilateral）贸易。贸易。电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行第二化运行第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 四、电力市场主要模式和交易类型四、电力市场主要模式和交易类型 主要交易类型：（1）现货交易（2）期货交易（3）实时交易（4）辅助服务交易电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 四、电力市场主要模式和交易类型四、电力市场主要模式和交易类型 主要交易类型：（1）现货交易 现货交易是指按照发电机组的报价，提前1天确定的第2天每个交易时段的发电计划并计算在每个区域参考节点和发电机组上网点的现货价格。发电侧电力市场运行部门必须建立和运行现货交易市场，以满足电力供需平衡。电力市场运行规则必须划分交易时段。电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行第二化运行第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 四、电力市场主要模式和交易类型四、电力市场主要模式和交易类型 主要交易类型：（2）期货交易 市场运行部门为了保证市场供电，稳定上网发电价格，需要与发电公司签订一定比例的期货购电合同。期货交易与合同交易类似，但是交易的双方都被允许在支付了一定的保证金和违约金后，退出期货市场，或是进入现货交易，或者与其他的市场成员以双边交易方式在卖或买或者到期对冲。通过套期保值而规避风险，甚至获利。这种交易是一种经济合同而非物理合同。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 四、电力市场主要模式和交易类型四、电力市场主要模式和交易类型 主要交易类型：（3）实时交易 实时交易是指在交易日当天确定的发电计划并计算在每个区域参考节点上的实时发电价格。由于电力工业的特点，要求发电与负荷实时平衡。不管采用什么方式，由于存在负荷预测误差及系统运行状况的变化，提前一天编制的发电计划与实际的负荷需求间存在差别，需要实时调整发电计划，所以，必须建立实时交易市场。电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行第二化运行第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 四、电力市场主要模式和交易类型四、电力市场主要模式和交易类型（4）辅助服务交易 辅助服务交易是电力市场中重要的交易方式之一。辅助服务的内容主要包括调频、调峰、无功与黑启动。辅助服务的市场模式有统一型（补偿型）、投标型、双边合同型三种，或两两结合。统一型（补偿型）：是指辅助服务由市场操作员统一安排、各市场参与者必须提供的服务，结算时市场操作员根据各参与者对辅助服务命令的执行情况给予奖惩（补偿）的一种方法。投标型：是指各市场参与者对某种辅助服务进行投标，市场操作员根据各参与者的投标情况来排定优先次序和制定供应计划使辅助服务总成本最小，并根据系统边际成本对各参与者进行结算的一种方法。双边合同型：是指需要辅助服务的用户直接与提供者签订双边合同，结算时用户按合同价格付给提供者报酬，另外还需付给电网公司相应的网损和管理费的一种方法。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 五五、辅助服务的定义及分类辅助服务的定义及分类 一般来说，辅助服务是指为了保障电力系统安全、促进电力交易和保证电力供应，由发电商提供的除正常电能生产外的额外服务。辅助服务本身并不是由于电力市场的产生而出现的新技术。不同电力工业结构所需的辅助服务不尽相同，这是由于辅助服务的供应是由电力系统需求决定的。系统的协调方式、电力生产结构、电网结构、管理模式等的不同都会使系统所需的辅助服务不同。目前国际上对辅助服务的确切定义并未完全统一，对辅助服务的分类方法也比较多，但总的看，一般包括：电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 五五、辅助服务的定义及分类辅助服务的定义及分类 1 1 备用备用 电电力力系系统统除除满满足足最最大大负负荷荷需需求求外外，为为保保证证电电能能质质量量和和系系统统安安全全稳稳定定运运行行而而保保持持的的有有功功功功率率储储备备。从从不不同同的的角角度度出出发发，备备用用可可进进一步细分：一步细分：按按备备用用的的目目的的划划分分，备备用用可可分分为为负负荷荷备备用用、事事故故备备用用、检检修修备备用和国民经济备用；用和国民经济备用；按运行状态划分，备用可分为冷备用和热备用；按运行状态划分，备用可分为冷备用和热备用；按按响响应应速速度度分分，备备用用可可分分为为瞬瞬时时响响应应备备用用、1010分分钟钟旋旋转转备备用用、1010分钟非旋转备用、分钟非旋转备用、30 30分钟备用、分钟备用、6060分钟备用、冷备用；分钟备用、冷备用；其中瞬时响应备用指其中瞬时响应备用指AGCAGC，一般将其划分到调频中。一般将其划分到调频中。按出力增减方向，备用分上备用和下备用。按出力增减方向，备用分上备用和下备用。电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行第二化运行第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 五五、辅助服务的定义及分类辅助服务的定义及分类 2 2 调频调频 发发电电机机组组提提供供足足够够的的上上、下下调调整整容容量量，以以一一定定的的调调节节速速率率在在允允许许的的调调节节偏偏差差下下实实时时处处理理较较小小的的负负荷荷和和发发电电功功率率的的不不平平衡衡，以满足系统频率的要求。以满足系统频率的要求。系统的调频服务通常是由系统的调频服务通常是由AGCAGC机组在投运机组在投运AGCAGC期间提供的。期间提供的。3 3 调峰调峰 为为了了负负荷荷峰峰谷谷变变化化的的要要求求而而有有计计划划的的、按按一一定定调调节节速速度度进进行行的的发发电电机机出出力力调调整整。公公认认的的调调峰峰机机组组为为抽抽水水蓄蓄能能机机组组和和燃燃油油、燃燃气气轮轮机机组组，再再次次为为部部分分可可调调库库容容的的水水电电机机组组和和小小容容量量的的燃燃煤煤机组。机组。电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行第二化运行第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 五五、辅助服务的定义及分类辅助服务的定义及分类 4 4 无功无功 发发电电机机或或电电网网中中的的其其它它无无功功源源向向系系统统注注入入或或吸吸收收无无功功功功率率，以以维维持持电电网网中中的的节节点点电电压压在在允允许许的的范范围围内内，以以及及在在电电力力系系统统故故障后提供足够的无功支持以防止系统电压崩溃。障后提供足够的无功支持以防止系统电压崩溃。5 5 黑启动黑启动 整整个个系系统统因因故故障障停停运运后后，不不依依赖赖别别的的网网络络帮帮助助，通通过过启启动动系系统统中中具具有有自自启启动动能能力力机机组组来来带带动动无无自自启启动动能能力力的的机机组组，逐逐步步扩扩大大系系统统的的恢恢复复范范围围，最最终终实实现现整整个个系系统统的的恢恢复复。电电网网的的黑黑启启动动以以电电厂厂的的黑黑启启动动为为前前提提，黑黑启启动动电电厂厂应应具具备备在在没没有有外外援援厂厂用用电的情况下启动发电机的能力。电的情况下启动发电机的能力。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化与优化运行电力系统市场化与优化运行第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 六六、电力市场中的电价电力市场中的电价 1 1）电价的基本功能电价的基本功能 正确反映生产成本，以维持简单再生产；正确反映生产成本，以维持简单再生产；具具有有筹筹资资和和投投资资功功能能，以以扩扩大大再再生生产产，满满足足用用户户发展的需要；发展的需要；具有调节功能；具有调节功能；电电力系力系统统市市场场化与化与优优化运行第二化运行第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 六六、电力市场中的电价电力市场中的电价 2 2）制定电价的理论方法制定电价的理论方法 制制定定电电价价的的基基本本原原则则应应该该是是“合合理理补补偿偿成成本本，合合理理确确定定收收益益，依依法法计计入入税税金金，公公平平负负担担”以以及及“促促进进合合理理用电及合理利用资源用电及合理利用资源”。目目前前制制定定电电价价的的理理论论方方法法有有会会计计学学方方法法和和经经济济学学方方法法两种。两种。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 六六、电力市场中的电价电力市场中的电价 2 2）制定电价的理论方法制定电价的理论方法 会会计计学学方方法法也也称称综综合合成成本本法法（Embedded Embedded Cost Cost MethodMethod），其其主主要要思思想想是是求求取取计计算算期期内内的的全全部部供供电电成成本本，分分摊摊到到各各个个用用户户，它它着着眼眼于于帐帐面面上上的的年年度度平平衡衡，和和一一般般商商品品的的定定价价没没有有本本质质的的区区别别，即会计成本（折旧、运营、税收）即会计成本（折旧、运营、税收）+利润。利润。会计学方法的缺点：会计学方法的缺点：1 1）不能满足扩大再生产的要求。）不能满足扩大再生产的要求。总总成成本本中中占占比比例例很很大大的的折折旧旧费费和和利利润润及及相相应应的的折折旧旧率率和和利利润润率率受受政政府府控控制制，一一般般低低于于用用电电增增长长率率，而而电电价价也也受受政政府府控控制制，导导致不能满足扩大再生产的要求。致不能满足扩大再生产的要求。2 2）静态的平衡和向后看的（基于历史数据的简单平均统计）。）静态的平衡和向后看的（基于历史数据的简单平均统计）。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 六六、电力市场中的电价电力市场中的电价 2 2）制定电价的理论方法制定电价的理论方法 经济学方法（边际成本法）的概念着眼于未来，其定义为在经济学方法（边际成本法）的概念着眼于未来，其定义为在系统优化规划和优化运行的基础上，增加单位电能供应，而使系统优化规划和优化运行的基础上，增加单位电能供应，而使系统成本增加的成本。系统成本增加的成本。（1 1）长期边际成本法）长期边际成本法(Long Run Marginal Cost Method)Long Run Marginal Cost Method)容量电价等于容量成本对负荷容量的微增率；容量电价等于容量成本对负荷容量的微增率；电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 六六、电力市场中的电价电力市场中的电价 2 2）制定电价的理论方法制定电价的理论方法（1 1）长长期期边边际际成成本本法法(Long Long Run Run Marginal Marginal Cost Cost Method)Method)电量电价等于电量成本对负荷用电量的微增率电量电价等于电量成本对负荷用电量的微增率 电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 六六、电力市场中的电价电力市场中的电价 2 2）制定电价的理论方法制定电价的理论方法（2 2）短期边际成本法短期边际成本法-实时电价实时电价(Spot Price)Spot Price)综综合合成成本本方方法法和和长长期期边边际际成成本本方方法法，仅仅能能反反映映较较长长时时期期内内（如如1 1年年或或2 2年年）的的生生产产成成本本和和总总体体负负荷荷水水平平，不不能能精精确确反反映映每每天天各各时时段段负负荷荷及及供供电电成成本本的的变变化化。实实时时电电价价能能够够反反映映短短期期（如如1 1d d，1h1h，0.5h0.5h或或更更短短时时段段）内内负负荷荷变变化化引引起起的的生生产产成成本本的的变变化化以以及及用用电电量量信信息息，指指导导用用户户正正确确用用电电，它它是是系系统统在在给给定定时时段段(如如1 1d d，1h1h，0.5h0.5h或或更更短短时时段段)向向用用户户提提供供电电能能的的边边际际成成本本。实实时时电电价价包包含含了了电电力力系系统统运运行行物物理理和和经经济济方方面面的的信信息息，为为用用户户提提供供了了正正确确的的经经济济信信号号。实实时时电电价价是是一一种种节节点点电电价价，它的值是根据不同节点及不同系统运行状态而变化的。它的值是根据不同节点及不同系统运行状态而变化的。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力系统市场化相关问题及研究进展电力系统市场化相关问题及研究进展第二节第二节 电力市场基本理论电力市场基本理论 六六、电力市场中的电价电力市场中的电价 2 2）制定电价的理论方法制定电价的理论方法（2 2）短期边际成本法短期边际成本法-实时电价实时电价(Spot Price)Spot Price)实时电价的数学表达式实时电价的数学表达式 ：同时满足负荷平衡、线路潮流、节点电压等约束。同时满足负荷平衡、线路潮流、节点电压等约束。电电力系力系统统市市场场化相关化相关问题问题及研究及研究进进展第二展第二节节 电电力市力市场场基本理基本理论论电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展o基本概念第一节第一节 电力系统安全、经济优化运行的基本概念电力系统安全、经济优化运行的基本概念 1.1.电力系统的运行需要满足的三个条件：电力系统的运行需要满足的三个条件：1 1）保证供电安全可靠性保证供电安全可靠性 ；2 2）保证电能质量保证电能质量；3 3）提高电力系统运行的经济性提高电力系统运行的经济性；所所谓谓安安全全性性，一一般般是是指指应应对对事事故故的的能能力力，主主要要包包括括一一些些约约束束条条件件，如如线线路路功功率率和和节节点点电电压压等等。在在一一条条线线路路发发生生断断线线后后，其其它它线线路路上上的的功功率率不不应应该该超超过过给给定定的的限限制制值值，通通常常称称之之为为N-1N-1线线路路安安全全性性。类类似似于于N-1N-1线线路路安安全全性性，可可定定义义N-N-2 2、N-3N-3、线线路路安安全全性性。对对节节点点电电压压约约束束来来说说，当当线线路路发发生生断断线线后后，各各节节点点电压应该满足用户的要求。电压应该满足用户的要求。衡衡量量电电能能质质量量的的指指标标有有频频率率质质量量、电电压压质质量量和和波波形形质质量量，分分别别以以频频率率偏偏移移、电压偏移和波形畸变率表示。电压偏移和波形畸变率表示。衡量运行经济性衡量运行经济性的主要指标是比耗量和线损率以及收益等。的主要指标是比耗量和线损率以及收益等。电电力市力市场场化理化理论论及相关研究及相关研究进进展基本概念展基本概念电力电力市场化市场化理论理论及相关研究进展及相关研究进展第一节第一节 电力系统安全、经济优化运行的基本概念电力系统安全、经济优化运行的基本概念2.2.电力系统调度的主要任务电力系统调度的主要任务 通通过过制制定定调调度度计计划划，严严格格保保证