1、電力市場課程報告智能電網(wǎng)框架下電力市場的發(fā)展與展望Development and Outlook of Electric Power Market under the Framework of Smart Grid學院：電氣工程學院班級：姓名： 學號：目錄摘要11 引言12 智能電網(wǎng)給電力市場帶來的機遇與挑戰(zhàn)22.1智能電網(wǎng)給電力市場帶來的機遇22.1.1高效可靠的電能質(zhì)量保證體系22.1.2多樣化的交易主體32.1.3全面信息化的智能交易平臺32.2電力市場在智能電網(wǎng)時代面對的挑戰(zhàn)42.2.1 大規(guī)模分布式綠色能源并網(wǎng)給電力市場帶來的挑戰(zhàn)42.2.2 大容量間歇式綠色能源并網(wǎng)給電力市場帶來的

2、挑戰(zhàn)52.2.3 廣域互聯(lián)電力系統(tǒng)給電力市場帶來的挑戰(zhàn)53 智能電網(wǎng)框架下電力市場遇到的問題及解決方案53.1需求響應與均衡分析發(fā)展趨勢53.1.1需求響應電力電子技術的發(fā)展53.1.2需求響應信息技術的發(fā)展63.1.3電廠-電網(wǎng)-用戶需求響應互動均衡博弈73.1.4 完全信息下的智能電網(wǎng)需求響應均衡分析模型與市場機制73.2 智能電網(wǎng)下計及用戶側(cè)互動的發(fā)電日前調(diào)度計劃83.2.1 計及用戶側(cè)互動對發(fā)電調(diào)度的影響83.2.2 計及用戶側(cè)互動的發(fā)電調(diào)度計劃94未來電力市場發(fā)展模式的展望94.1市場交易主體更加多元化、市場集中度下降94.2電力交易品種多元化和金融化104.3實時市場不可或缺,價格

3、不確定性和波動性更大104.4市場魯棒性更強114.5市場更加透明和公平115結(jié)語11參考文獻12摘要 本文從智能電網(wǎng)的本質(zhì)和特點出發(fā),全面分析了智能電網(wǎng)對電力市場發(fā)展的影響和促進作用,對以智能電網(wǎng)為載體的電力市場進行展望。提出了智能電網(wǎng)的突破意味著電力市場及其研究思路的又一次變革,將深刻影響未來電力市場的發(fā)展模式,促使電力市場主體多元化和交易品種金融化,改變電力系統(tǒng)運行方式和供需關系,促進智能電力系統(tǒng)和電力市場逐漸融合、協(xié)調(diào)發(fā)展,實現(xiàn)能源、環(huán)境等多種資源的綜合優(yōu)化配置的觀點。分析了智能電網(wǎng)框架下電力市場可能遇到的問題，并提出了解決方案，特別是需求側(cè)響應問題和計及用戶側(cè)的發(fā)電調(diào)度計劃問題。最后

4、，對未來電力市場的發(fā)展模式進行了展望。關鍵詞 電力市場 智能電網(wǎng) 發(fā)展模式 問題與展望1 引言電力市場化已成為中國乃至世界各國電力改革的主要發(fā)展趨勢1，當前對電力市場的研究主要限于市場組成、合同簽訂、相應計量系統(tǒng)的引入和負荷管理，強調(diào)零售市場的引入會消除壟斷、降低電價。以上研究突出價格是商品的本質(zhì)特征，但是忽視了消費者需求的多樣性和電力質(zhì)量這一電力商品的重要特性2。文獻3指出：在一個電網(wǎng)中有各種電力質(zhì)量需求的消費者，有些對電力質(zhì)量擾動敏感，有些則抗擾動性強。同樣，在相同電力質(zhì)量的情況下，電力需求也會因為峰谷因素有很大變化。只用一個標準對待所有消費者，顯然沒有達到資源的充分利用。對電力管理體制進

5、行改革，目標是建立完全開放的電力市場，實現(xiàn)13億電力消費者與電力生產(chǎn)者對稱的直接互動，讓電力生產(chǎn)者和電力消費者共同受益。在資源與環(huán)保的雙重壓力下，電力系統(tǒng)節(jié)能效益的實現(xiàn)變得更加重要4-6。在傳統(tǒng)電力市場環(huán)境下，綠色能源受自身運行特性的限制以及電力系統(tǒng)運行安全的要求，參與市場交易難度較大7-10，這為電力系統(tǒng)節(jié)能效益的實現(xiàn)帶來了困難。智能電網(wǎng)的實質(zhì)是能源替代、兼容利用和互動經(jīng)濟，其目標是以現(xiàn)代信息技術改造傳統(tǒng)電網(wǎng)，以綠色能源替代傳統(tǒng)化石能源來實現(xiàn)最大的社會節(jié)能效益11。這就為電力系統(tǒng)節(jié)能效益目標的實現(xiàn)帶來了新的發(fā)展機遇。有一些文獻對智能電網(wǎng)和電力市場的關系進行了初步的探索。文獻12指出了低碳化的

6、電力系統(tǒng)將增加電力市場交易的復雜程度；文獻13指出了智能電網(wǎng)能通過電力市場優(yōu)化各類綠色能源，其市場的交易需要電網(wǎng)的有效支撐；文獻14從電能表計的技術角度出發(fā)分析了新一代用戶信息系統(tǒng)對電力市場的支持作用；文獻15從發(fā)展模式的不同簡要分析了各個國家或地區(qū)智能電網(wǎng)環(huán)境下電力市場的差異；文獻16從需求響應的角度分析了智能電網(wǎng)環(huán)境下電力市場用戶側(cè)的技術構(gòu)成與市場效益。智能電網(wǎng)以實現(xiàn)全社會節(jié)能效益的最大化為目標，而電力市場則為節(jié)能效益的具體實現(xiàn)提供了基礎平臺。智能電網(wǎng)信息平臺的發(fā)展為市場的充分交易提供了巨大的潛力，而多源化的綠色能源又給傳統(tǒng)的市場交易模式帶來了新的挑戰(zhàn)。現(xiàn)有文獻對智能電網(wǎng)環(huán)境下電力市場還缺

7、乏全面深入的研究。為此，本文首先從信息技術發(fā)展的新角度，深入分析智能電網(wǎng)給電力市場帶來的主要發(fā)展機遇，然后從節(jié)能效益最大化的社會需求角度，全面分析電力市場面臨的主要挑戰(zhàn)及該領域需要解決的一些關鍵問題。從而為智能電網(wǎng)環(huán)境下電力市場發(fā)展模式的深入理解拓寬了思路。2 智能電網(wǎng)給電力市場帶來的機遇與挑戰(zhàn)智能電網(wǎng)利用強大的信息技術改造傳統(tǒng)電網(wǎng)，再通過電力市場來促進綠色能源的高效發(fā)展。由于受大規(guī)模綠色能源接入以及節(jié)能調(diào)度的需要，電力系統(tǒng)安全性會受到嚴重影響。而電力市場的安全穩(wěn)定性是建立在電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定性基礎之上17-18，故智能電網(wǎng)環(huán)境下的電力市場也必將面臨一些新的挑戰(zhàn)。2.1智能電網(wǎng)給電力市場帶來的機

8、遇2.1.1高效可靠的電能質(zhì)量保證體系智能電網(wǎng)與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比更是從發(fā)電、電網(wǎng)、用戶端等對電力系統(tǒng)進行了實時的信息監(jiān)控，為高效可靠的電能質(zhì)量提供了全面的智能化的技術保證。 圖2-1 智能電網(wǎng)與電力市場的交互在電廠方面，通過智能電網(wǎng)中先進的并網(wǎng)技術可以安全、無縫地將環(huán)境友好的分布式綠色能源（如風能、太陽能等）可靠地接入電力系統(tǒng)19-20；而對大容量間歇式綠色能源，通過合理的備用容量以及接入容量的協(xié)調(diào)也可安全地接入電網(wǎng)。這些綠色能源再通過智能調(diào)度中心與傳統(tǒng)能源的協(xié)調(diào)調(diào)度可提高電力系統(tǒng)可靠性和電能質(zhì)量。在電網(wǎng)方面，在建設堅強的智能輸、配電系統(tǒng)基礎之上，通過高級資產(chǎn)管理系統(tǒng)聯(lián)合控制使得智能電網(wǎng)具有自愈功

9、能21-22；柔性輸電系統(tǒng)的應用也使得電網(wǎng)線路的輸送功率在波動較大的情況下電網(wǎng)依然能夠穩(wěn)定運行；電力系統(tǒng)中相應的智能無功補償裝置、電壓穩(wěn)定裝置也極大地提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性與安全性。 在用戶方面，智能電網(wǎng)采取技術和管理兩種手段消除用戶端對電網(wǎng)電能質(zhì)量的不利影響。從技術方面，智能電網(wǎng)通過限制用戶端產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)，來保證電網(wǎng)的電能質(zhì)量；從管理方面，智能電網(wǎng)通過新的負荷側(cè)管理系統(tǒng)引導用戶合理的能源消費時段與消費類型，來保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及新能源發(fā)展的需要。 從以上智能電網(wǎng)環(huán)境下發(fā)電、輸電、用電等電能質(zhì)量保證環(huán)節(jié)可以看出，相對于傳統(tǒng)電力系統(tǒng)環(huán)境下，智能電網(wǎng)可將新能源發(fā)電環(huán)節(jié)與用戶消費環(huán)節(jié)的全景

10、信息通過互動的信息傳輸平臺傳遞到電力市場智能調(diào)度與交易中心，再通過其合理的交易和調(diào)度引導市場各相關主體的電能消費與供給，在滿足節(jié)能效益需要的基礎上，將提高電力系統(tǒng)安全性以及電能質(zhì)量的可靠性。2.1.2多樣化的交易主體智能電網(wǎng)環(huán)境下的電力市場不僅包括傳統(tǒng)的發(fā)電商、電網(wǎng)運營商以及單純以獲利為目的的中間商、投資商與期貨商，也包括各個分布式能源、微電網(wǎng)，更包括大量的普通用戶。以上各市場主體大規(guī)模進入電力市場使得市場選擇范圍更大、市場競爭更加激烈，市場風險更加分散，從而穩(wěn)定了電力市場。在智能電網(wǎng)環(huán)境下，傳統(tǒng)的發(fā)電商從簡單的電力供應商變成了綜合的能源、信息、科技服務商，除為用戶提供優(yōu)質(zhì)的能源外，還利用先進

11、的技術改進能源結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)能源升級換代和引導能源消費。而在智能電網(wǎng)環(huán)境下以前的普通用戶則由單一的能源消費者變成了能源消費與供給的復合體：在能源消費方面，用戶可以根據(jù)不同時段能源價格自主選擇消費時段、控制負荷與消費電量以使其能源消費費用最低；在能源供給方面，用戶可以借助智能電網(wǎng)提供的雙向電能傳輸平臺實現(xiàn)對太陽能、電氣混合動力汽車（可作為專門的儲能裝置）、小型分布式電源等與電力系統(tǒng)的互動供電，而交易中心通過全面信息化的智能交易平臺能夠支持各個交易主體的市場行為。在智能電網(wǎng)環(huán)境下電網(wǎng)、發(fā)電商、用戶、交易中心之間新的交易關系是傳統(tǒng)電力市場技術條件下所不具備的。 在電力市場各主體之間交易優(yōu)先權(quán)方面，不同的

12、市場主體其交易優(yōu)先權(quán)也有一定差異。在智能電網(wǎng)環(huán)境下，除去傳統(tǒng)的發(fā)電權(quán)、用電權(quán)、排污權(quán)以及很多金融性的交易品種之外，還有大量的與綠色能源相關的綠色證書的交易23-24。在智能化的電力市場交易中心實施以上交易品種時，交易優(yōu)先權(quán)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：在交易主體間具有更大綠色效益的交易將優(yōu)先進行；對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行有利的交易將優(yōu)先進行等。這些優(yōu)先權(quán)通過交易平臺的價格信號作引導，其目的就是使得綠色能源在電力系統(tǒng)安全可靠的基礎上其綠色效益得到最充分的發(fā)揮。2.1.3全面信息化的智能交易平臺充分成熟的電力市場需要強大的信息技術的有效支撐，智能電網(wǎng)中全面快速的信息系統(tǒng)為電力市場智能化交易提供了技術保證，

13、為成熟的電力市場創(chuàng)造了條件。智能電網(wǎng)廣泛采用并完全集成“雙向通信”技術,使得發(fā)電企業(yè)、輸配電公司、供電商和電力用戶之間信息互動,三方均可以對信息作出快速和準確的反應,因此,改變了以往單向的信息流路徑、供應鏈結(jié)構(gòu)及其價格形成路徑,同時,動態(tài)的信息互動使得信息能快速反映到價格上,提高電力市場價格形成效率。如圖2-2所示。圖2-2 價格形成路徑智能電網(wǎng)環(huán)境下電力市場智能化的交易平臺具備電力市場運營業(yè)務所需的各項技術功能，其交易平臺向各市場主體提供電力電量平衡、電力需求、負荷預測、網(wǎng)絡阻塞、市場交易報價、簽約以及電量結(jié)算等信息服務25-26。同時由于大規(guī)模綠色能源的接入，電力市場信息平臺會特別針對綠色

14、能源的交易提供信息服務27，如提供各個綠色能源的裝機容量、綠色電力的預測信息、已上網(wǎng)交易信息、交易歷史信息、綠色電價等供有訪問權(quán)限的市場主體查閱，從而可增加市場的透明度、促進市場穩(wěn)定、增加市場效益；同時電力交易中心通過浮動電價（或者綠色電價）來引導市場主體的經(jīng)濟行為以解決發(fā)、用電兩端雙向電能傳輸?shù)膯栴}；同時引導電能在峰、谷之間的流向，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的電量平衡，避免缺電現(xiàn)象產(chǎn)生。這也為電力市場的精益化管理創(chuàng)造了條件，同時也將推動電力系統(tǒng)跨區(qū)域的能源優(yōu)化。2.2電力市場在智能電網(wǎng)時代面對的挑戰(zhàn)2.2.1 大規(guī)模分布式綠色能源并網(wǎng)給電力市場帶來的挑戰(zhàn) 在智能電網(wǎng)模式下，大規(guī)模分布式綠色能源的接入改變了

15、電力系統(tǒng)配電網(wǎng)的固有運行特性，其復雜的控制機理給電力市場節(jié)能調(diào)度帶來了挑戰(zhàn)。 在綠色能源替換傳統(tǒng)能源的過程中，分布式綠色能源大都并網(wǎng)于中壓或低壓配電網(wǎng)上運行。在智能電網(wǎng)環(huán)境下，由于用戶端與配電網(wǎng)的雙向能量流動徹底改變了傳統(tǒng)配電網(wǎng)系統(tǒng)的單向潮流特性，同時也使得配電網(wǎng)從簡單的輻射網(wǎng)變成了有源的復雜網(wǎng)絡28；另外，由于分布式綠色能源在并網(wǎng)運行時可根據(jù)實際情況組成微電網(wǎng)脫離大電網(wǎng)系統(tǒng)獨立運行，其運行模式常常需要切換。以上兩種情況都給配電網(wǎng)帶來了復雜的保護與控制問題，這就要求配電網(wǎng)必須采用新的保護、電壓與頻率控制方案來滿足其雙向潮流的需要；同時電網(wǎng)也要應用新型柔性交流輸電技術靈活控制輸配電線路上的潮流、

16、調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓和頻率，增強電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性29。 2.2.2 大容量間歇式綠色能源并網(wǎng)給電力市場帶來的挑戰(zhàn) 在智能電網(wǎng)環(huán)境下，大容量綠色能源發(fā)展是節(jié)能效益實現(xiàn)的必由之路，但大容量間歇式綠色能源一般是在高壓側(cè)集中供電且間歇性問題極為突出，如何安全、可靠地并網(wǎng)與調(diào)度大容量間歇式綠色能源成為智能電網(wǎng)實現(xiàn)節(jié)能效益最嚴峻的挑戰(zhàn)之一。目前，在大容量間歇式綠色能源并網(wǎng)技術與儲能技術沒有突破性進展的情況下，間歇式綠色能源的并網(wǎng)容量與電力系統(tǒng)總?cè)萘恐纫话阋?0%30（受技術條件限制，中國是5%）以下，否則電力系統(tǒng)就會出現(xiàn)比較大的安全問題。在非并網(wǎng)的大容量間歇式綠色能源的模式中，在出現(xiàn)該能源電能不足時電力

17、市場應及時調(diào)度足夠的其他電源給該能源的客戶；而在該能源電能富裕時電力市場應合理調(diào)度其參與市場交易，這樣才能實現(xiàn)最大的綠色能源效益與經(jīng)濟效益。而上述兩個問題的協(xié)調(diào)受自然條件的不確定性因素影響較大，這就存在以下幾個主要問題需要解決：如何充分考慮這些不確定因素對電力系統(tǒng)的影響；如何協(xié)同優(yōu)化和聯(lián)合調(diào)控各類能源以實現(xiàn)智能電網(wǎng)最大的節(jié)能效益；如何在智能調(diào)度過程中確保電力系統(tǒng)的安全裕度、停電風險等的有效評估。2.2.3 廣域互聯(lián)電力系統(tǒng)給電力市場帶來的挑戰(zhàn) 智能電網(wǎng)環(huán)境下，低壓側(cè)的分布式綠色能源與高壓側(cè)的大容量綠色能源的并網(wǎng)，使得電力系統(tǒng)廣域互聯(lián)成為必然，在這種趨勢下電力系統(tǒng)受自然災害、信息不確定性、市場交

18、易等風險的概率也將顯著增加，從而引起電力系統(tǒng)安全的問題，給電力市場的穩(wěn)定性帶來挑戰(zhàn)。在電力系統(tǒng)廣域互聯(lián)的背景下，智能電網(wǎng)環(huán)境下電力市場節(jié)能效益目標的實現(xiàn)面臨著越來越嚴峻的挑戰(zhàn)，迫切需要結(jié)合智能電網(wǎng)的特點對電力市場穩(wěn)定性作深入的研究。這其中包括深入研究電力市場的動力學模型；深入研究各種影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的機理以及這些機理之間的內(nèi)在關系；深入研究影響電力市場穩(wěn)定性的各種因素以及這些因素之間的內(nèi)在聯(lián)系；深入研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定性與電力市場穩(wěn)定性之間的內(nèi)在關系。3 智能電網(wǎng)框架下電力市場遇到的問題及解決方案3.1需求響應與均衡分析發(fā)展趨勢3.1.1需求響應電力電子技術的發(fā)展以高級計量基礎設施(advanc

19、ed metering infrastructure，AMI)為主的新型電力電子技術對促進用戶-電網(wǎng)互動和支持智能電網(wǎng)需求響應方面起到至關重要的作用。智能電表的技術已經(jīng)相對成熟，在此基礎之上可以較好地搭建雙向通信與能量互動開放接口平臺。通過建立新型儲能與多元能量利用體系，將更加有利于促進需求響應技術的飛躍發(fā)展。需求響應電力電子技術發(fā)展路線如圖3-1所示。圖3-1 需求響應電力電子技術發(fā)展路線3.1.2需求響應信息技術的發(fā)展智能電網(wǎng)需求側(cè)是智能電網(wǎng)的重要方面。需求響應的推行需要智能電網(wǎng)平臺框架下信息、通信手段作支撐。智能電網(wǎng)平臺新興信息技術的發(fā)展為需求響應創(chuàng)造了前提條件?，F(xiàn)有統(tǒng)一的電網(wǎng)模型標準與

20、開放的通信規(guī)約已經(jīng)能夠很好地滿足電網(wǎng)運營一體化的要求，在現(xiàn)有技術的基礎之上搭建能夠滿足數(shù)據(jù)快速共享與服務的統(tǒng)一企業(yè)總線將有利于信息共享，從而為多方互動提供互通渠道。而在統(tǒng)一企業(yè)總線基礎之上，需要一個統(tǒng)一的信息共享平臺來滿足系統(tǒng)互聯(lián)與一體化的要求，借助云計算技術搭建一體化服務的云平臺是建立互動博弈市場的關鍵。需求響應技術只有結(jié)合電網(wǎng)全局一體化的經(jīng)濟運行調(diào)度技術才能更好地發(fā)揮其統(tǒng)一配置資源的作用。另外，為最終真正實現(xiàn)需求響應，還需要讓用戶多了解與認識電網(wǎng)市場運行的手段與意義，更好地實現(xiàn)用戶與電網(wǎng)的均衡博弈，更好地增進用戶對電網(wǎng)的了解與信任，提升用戶參與電網(wǎng)運行的積極性與整體水平。需求響應信息技術發(fā)

21、展路線如圖3-2所示。圖3-2 需求響應信息技術發(fā)展路線3.1.3電廠-電網(wǎng)-用戶需求響應互動均衡博弈1）用戶與電網(wǎng)的博弈。電網(wǎng)作為電力的運營主體，而用戶作為電力的消費主體，用戶通過電網(wǎng)來獲取能源消費。因此，用戶與電網(wǎng)之間的博弈直接決定了電力市場營銷價格，這一價格作為需求響應的有力杠桿，驅(qū)動了電力資源的合理優(yōu)化配置，通過需求響應博弈實現(xiàn)電力消費價格的均衡。 2）電網(wǎng)與電廠的博弈。電廠作為電力市場的供給方為需求響應提供電能供給與備用保障，在需求響應中充當幕后角色，間接通過上網(wǎng)電價影響電網(wǎng)需求響應營銷價格。電網(wǎng)通過合理的招投標機制將批發(fā)市場的電能購買上網(wǎng)，保證以最實惠的價格給用戶，并從中謀取利潤。

22、電網(wǎng)與電廠的博弈主要體現(xiàn)在利益的均衡分配上。 3）用戶與電廠的博弈。隨著新能源與分布式發(fā)電技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的電力用戶也可能成為電力的提供方，用戶電能的多元化選擇導致用戶可以間接參與到與電廠上網(wǎng)價格的博弈過程中。3.1.4 完全信息下的智能電網(wǎng)需求響應均衡分析模型與市場機制在統(tǒng)一的智能電網(wǎng)平臺里，在完全信息情況下，在需求響應規(guī)則機制下，如果各個交易方都采用統(tǒng)一、公開、公正的定價模型進行博弈，需求響應博弈結(jié)果將趨向于Nash均衡點，即各個博弈方反應函數(shù)的交點。任何一方一旦違反了規(guī)則，偏離了均衡點，都將使自己的利益受損。設表示各方收益函數(shù)，有如下反應函數(shù)： (3-1)求得Nash均衡點。其中表示各方

23、策略集合，表示策略集合元素，n表示參與博弈方數(shù)目，。我國電網(wǎng)進行“廠網(wǎng)分離，競價上網(wǎng)”改革，主要目的是通過引進電廠的競爭博弈機制，降低上網(wǎng)電價的要求。這屬于多人非合作博弈，利用博弈論方法可以知道其存在Nash均衡點。在智能電網(wǎng)需求響應技術的前提下，對于電廠與用戶，在公開公正的市場規(guī)則下，如果博弈各方都采用利益最優(yōu)的策略，對于電網(wǎng)來說，其費用函數(shù)都是可知的，則電廠與用戶的最佳定價策略選擇問題就變成了二者靜態(tài)博弈。設、分別表示用戶與電廠收益函數(shù)，由博弈論可知，最佳定價點將根據(jù)參與需求響應電廠與用戶雙方需求響應最佳反應函數(shù) (3-2)求得。最佳定價點為，其中表示雙方策略集合，、分別表示用戶與電廠雙方

24、策略集合子集。由電廠-電網(wǎng)-用戶三方兩兩博弈可知，兩兩博弈都存在一個均衡點，故三方博弈過程中也會存在均衡點，該均衡點由市場來最終決定。3.2 智能電網(wǎng)下計及用戶側(cè)互動的發(fā)電日前調(diào)度計劃3.2.1 計及用戶側(cè)互動對發(fā)電調(diào)度的影響機組組合是制定日前節(jié)能發(fā)電調(diào)度計劃的重要內(nèi)容，現(xiàn)階段總體用電量不斷增長，聯(lián)合運行機組的規(guī)模不斷擴大，為滿足周期性起伏波動的負荷要求，并且考慮到系統(tǒng)安全性和經(jīng)濟性要求，必須預先合理調(diào)度安排發(fā)電機組的啟停和出力，進而合理的利用發(fā)電資源。圖3-3 計及用戶側(cè)互動的運營流程分時電價(time-of-use price，TOU)通過價格信號引導用戶合理調(diào)節(jié)和改善用電結(jié)構(gòu)和用電方式，

25、進行移峰填谷，緩解負荷高峰期電力供應緊張的壓力，形成較為平穩(wěn)的電力負荷運行狀態(tài)。用戶對電價的響應行為是決定移峰填谷效果的關鍵，研究用戶響應并以此預測負荷曲線是制定機組組合方案的基礎。為保障實際系統(tǒng)運行的安全必須保持一定的發(fā)電有功備用31?？芍袛嘭摵稍谙到y(tǒng)峰荷或故障時，可以減少負荷需求量，等效于增加了備用容量，故可中斷負荷通常被看作一種特殊的備用?？芍袛嘭摵勺鳛閭溆觅Y源可以增加需求側(cè)彈性、降低備用成本和優(yōu)化電力資源配置。3.2.2 計及用戶側(cè)互動的發(fā)電調(diào)度計劃智能電網(wǎng)的發(fā)展為用戶參與信息互動提供了技術基礎和條件，因此本文嘗試建立了在傳統(tǒng)機組組合模型基礎上，引入電價作為引導用戶優(yōu)化用電行為的手段，

26、并考慮可中斷負荷備用對發(fā)電成本和調(diào)度的影響的發(fā)電調(diào)度計劃模型，從而優(yōu)化協(xié)調(diào)發(fā)電側(cè)和需求側(cè)資源。將需求側(cè)的影響融入發(fā)電調(diào)度計劃，并將分時電價對負荷的優(yōu)化和可中斷負荷對系統(tǒng)備用的影響綜合融入本文模型中。分時電價有利于降低電網(wǎng)峰荷時段的重載水平，改變負荷曲線形狀，減少了發(fā)電機的頻繁啟停，從而可以減少發(fā)電成本和啟停成本；根據(jù)用戶申報的可中斷負荷容量和補償價格確定取代發(fā)電機備用的可中斷負荷容量，可以減少因滿足備用要求而開啟的發(fā)電機的臺數(shù)，有利于功率的經(jīng)濟分配。4未來電力市場發(fā)展模式的展望智能電網(wǎng)的突破意味著電力市場將進行二次變革,深刻影響未來電力市場的發(fā)展模式,促使電力工業(yè)的重構(gòu)和新技術的開發(fā)及其應用。

27、電力市場模式的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。4.1市場交易主體更加多元化、市場集中度下降智能電網(wǎng)的發(fā)展,使得未來電力市場中電源結(jié)構(gòu)趨于多元化,新能源發(fā)電機組、小型的清潔發(fā)電機組以及分布式電源將大量涌現(xiàn),市場集中度大大下降。正如前面所分析的,在需求側(cè),越來越多的電力用戶直接參與市場。歐美等發(fā)達國家將電網(wǎng)私有化后,發(fā)現(xiàn)分割狀態(tài)的輸電網(wǎng)發(fā)展模式難以適應日益頻繁的遠距離、跨區(qū)、跨國的電力交易和大范圍的能源互濟,已經(jīng)成為難以逾越的障礙。隨著能源資源和電力需求分布的不均衡度日趨增大,自然災害對地區(qū)能源供給安全帶來的風險和危害越發(fā)嚴重,適度的跨省區(qū)輸電網(wǎng)建設和發(fā)展,將越來越顯示出其獨特的優(yōu)勢。分布式電源、

28、微電網(wǎng)運行將成為未來智能電網(wǎng)的有力補充和有效支撐;建設既有大容量又有小容量,既可聯(lián)網(wǎng)運行又可解列微電網(wǎng)運行構(gòu)架,即形成大電網(wǎng)與微電網(wǎng)并存、互補的格局,是未來電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。因此,配電公司、分布式電源和微電網(wǎng)的投資和運營公司也都將作為電力市場的主體,并使市場集中度得以降低。以智能電網(wǎng)為載體的電力市場中,參與市場的市場主體更加廣泛,智能電網(wǎng)將各類市場主體緊密地串聯(lián)起來,實現(xiàn)各類市場主體之間的實時互動和電力平衡。4.2電力交易品種多元化和金融化智能電網(wǎng)是以實時電力市場為基礎的,而一個能夠形成合理價格的實時市場則是以較為完善的電力金融市場和電力輔助服務市場等為保障的可再生能源配額交易市場。備用容量

29、等輔助服務市場是保證實時市場具有較充裕電力供應和實時調(diào)度具有有效控制手段的前提。輔助服務變得更加重要,其需求量將顯著增加,可以預計,未來電力市場中輔助服務市場將發(fā)揮更大的作用,輔助服務交易也會更加活躍。遠期市場和日前市場的交易可以使電力調(diào)度機構(gòu)有更充裕的時間進行電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定分析和電力交易的安全校核,也可以給擁有火電機組的發(fā)電企業(yè)選擇經(jīng)濟運行的更多機會,是保證電網(wǎng)安全和實時電力平衡的基礎;智能電網(wǎng)將為大量可再生能源上網(wǎng)提供物理實現(xiàn)的保障,但為了鼓勵可再生能源發(fā)展,還必須有經(jīng)濟保障和激勵機制。因此,未來電力市場還需要建立可再生能源配額交易市場。電力交易的金融化則賦予市場交易主體更多的交易機會

30、實現(xiàn)自身風險管理和利益最大化,同時也更有利于促進電力實時平衡,進而實現(xiàn)資源的更有效利用。中國目前設計的電力市場方案還都僅限于實物交易,如果從發(fā)展智能電網(wǎng)的角度出發(fā),就應該在今后中國的電力市場設計中,考慮將雙邊交易合同金融化,甚至將日前市場金融化的方案。金融性電力交易可以為市場成員提供更加靈活的風險管理工具。另外,隨著儲能設備技術和需求側(cè)管理技術與機制的發(fā)展和應用,用戶可以通過可再生能源和儲能設備以及可中斷負荷或智能化用電設備等實時地參與市場交易。4.3實時市場不可或缺,價格不確定性和波動性更大在歐美等發(fā)達國家提出的智能電網(wǎng)概念中,包括居民在內(nèi)的電力用戶都使用智能化電器設備,根據(jù)實時電力市場的價

31、格信號進行用能或蓄能的決策,進而促進實施電力平衡?？梢?實時電力市場是實現(xiàn)智能電網(wǎng)愿景的必要條件之一,將與智能電網(wǎng)結(jié)伴前行,不可或缺。以往電力實時市場的價格主要受發(fā)電的實時邊際成本、負荷預測誤差、電網(wǎng)阻塞、機組或系統(tǒng)故障等影響,但以智能電網(wǎng)為載體的電力市場,實時電價很大甚至更大程度上還要受可再生能源發(fā)電能力預測誤差和需求響應的影響,這將使實時市場價格的不確定性和波動性更大。正是通過這種實時價格信息,調(diào)度智能電器,有效地激勵需求響應、削峰填谷,實現(xiàn)能源的合理利用。較為完善的智能電網(wǎng)應該具有較強的傳輸能力和強大的信息處理能力,在這種情況下,實時市場價格受輸電阻塞的影響相對較小,由電力供求關系主導,

32、更接近于完全競爭市場;實時市場價格的波動主要受市場供需平衡狀況的影響,特別是受可再生能源發(fā)電能力、天氣變化和需求響應的影響。4.4市場魯棒性更強以智能電網(wǎng)為載體的電力市場為實時需求響應提供了技術保障和經(jīng)濟激勵機制,電力調(diào)度計劃不再僅僅是發(fā)電計劃,還包括直接參與市場競爭的用戶實時供電計劃、參加輔助服務市場的用戶的備用計劃和實時負荷控制等。因而,實時需求響應能夠與發(fā)電控制緊密結(jié)合,即需求與供給將相互作用,使得市場機制能夠有效地促進電力供需平衡和形成市場均衡價格,市場具有更強的魯棒性。4.5市場更加透明和公平智能電網(wǎng)能夠為市場成員獲得更全面的市場信息提供技術支撐,放寬市場參與者的進入和退出條件,同時

33、使市場的信息更加透明,為公平競爭創(chuàng)造了更為完善的客觀條件。5結(jié)語智能電網(wǎng)和電力市場雖然產(chǎn)生于不同時期,各具使命,但因能源、環(huán)境與經(jīng)濟因素而緊密關聯(lián)、互為影響,并將逐漸融合,相互促進和發(fā)展。與以往的電力市場相比,以智能電網(wǎng)為載體的電力市場將為大規(guī)模可再生能源并網(wǎng)和實時需求響應提供經(jīng)濟激勵機制,而智能電網(wǎng)則為其提供技術保障。智能電網(wǎng)的發(fā)展必將深刻地影響未來電力市場的發(fā)展模式,促使電力市場主體多元化和交易品種金融化,并將凸顯實時市場的不可或缺性,提高市場效率,實現(xiàn)能源、環(huán)境等多種資源的綜合優(yōu)化配置,進而推動經(jīng)濟社會與能源產(chǎn)業(yè)和環(huán)境的和諧發(fā)展。智能電網(wǎng)的研究剛剛起步,本文的研究也是較初步的。隨著智能電

34、網(wǎng)研究的深入,其內(nèi)涵和相應功能不斷豐富,對電力市場的影響也將逐漸清晰。參考文獻1 趙豫，于爾鏗.電力零售市場研究:充滿競爭的電力零售市場J.電力系統(tǒng)自動,2003,27(9):20-23.2 劉兵,阮江軍.基于電力超市模式的配用電新概念J.電力系統(tǒng)自動化,2007,31(10):36-40.3 余貽鑫,欒文鵬.智能電網(wǎng)J.電網(wǎng)與清潔能源,2009,25(1):7-11.4 Stern NThe economics of climate change：The stern reviewMCambridge University Press，20075 Grubb M，Butler L，Twomey

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