DLZ 885-2004 电力系统控制及其通信 解除管制的电力市场通信.pdf
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1、I CS 2 9 . 2 4 0 . 3 0 F 21 备案号:1 4 6 1 3 - 2 0 0 4 R I L 中华人民共和国电力行业标准化指导性技术文件 DL I Z 8 8 5一 2 0 0 4 / I E C T R 6 2 1 9 5: 2 0 0 0 电力系统控制及其通信 解除管制的电力市场通信 P o w e r s y s t e m c o n t r o l a n d a s s o c i a t e d c o m mu n i c a t i o n s - D e r e g u l a t e d e n e r g y ma r k e t c o mmu
2、n i c a t i o n s ( I E C T R 6 2 1 9 5 : 2 0 0 0 , I D T) 2 0 0 4 - 1 0 - 2 0发布2 0 0 5 - 0 4 - 0 1实施 中华人民共和国国家发展和改革委员会发 布 DL / Z 8 8 5一2 0 0 4 目次 前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I I 0 范围 , 1 1 引言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 业务 ( 象限1 和3 ) , 2 3 可用的协议 , ” 5 4 对 标 准的 需 求 和 工 作 流 程 8 5 结论 一 , , ,. “ 1 1 附录A( 资料性附 录) 市场及有关业务的比较 “ “ , , . . . . . . . . *t .*t. . . . . . . . . . . . . . 1 3 附 录 B( 规 范 性 附 录 ) 定 义 19 附 录 C( 资 料 性 附 录 ) 现 有 的 解 决 方 案 . . . . . . . . . . . . .
5、. . . . . . . . . . . . . . 2 4 附录D( 资料性附 录) 模型的实例 ( 英格兰和威尔士市场) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 附 录 E ( 资 料 性 附 录 ) 互 联 网 技 术 的 使 用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0 附 录F 资 料性 附 录) 缩略 语 “ , , , . . . 一 3 3 DL/
6、Z8 8 5一2 0 0 4 B 0青 近年来,随着我国电力体制改革的发展, “ 网厂分开,竞价上网”的电 力市场试点工作不断深入, 电力市场的研究、设计、建设与实施部门十分需要了解电力市场的业务需求、技术支持及有关通信方 面的问题,为此,我们编制了本指导性技术文件。 国际电 工委员会于 2 0 01 ) 年提出了一份技术报告 解除管制的电 力市场通信 ,具体介绍了电力市 场的市场业务、技术业务、可供电 力市场通信使用的协议规范以 及欧美国 家的实施实 例。尽管我国电 力市场的模式、发展状况以及通信基础与国外不同,但这份技术文件对我们仍有重要的 参考意义。 本指导性技术文件等同采用国 际电工委
7、员会技术报告I E C T R 6 2 1 9 5 : 2 0 0 0 电 力系统控制及其 通 信 解除管 制的电 力市场通信( 英文版)及I E C 6 2 1 9 5 修改单1 : 2 0 0 2 附录E( 英文版) 。 为便于使用, 编制本指导性文件时增加了附录F“ 缩略语” 本指导性技术文件的附录B为规范性附录,附录A .附录C 、附录D 、附录E 及附录F 为资 料性 附录。 本指导性技术文件由中国电力企业联合会提出。 本指导性技术文件由全国电力系统控制及其通信标准化技术委员会归口并负责解释。 本指导性技术文件负责起草单位:国电自 动化研究院。 本指导性技术文件参加起草单位:国家电力
8、调度通信中 心、中国电力科学研究院、清华大学、 华 东电网有限公司、浙江省电力公司、上海电力股份有限公司。 本指导性技术文件主要起草人:宋燕敏、史连军、周京阳、曹荣章、夏清、杨立兵、陈枫、高国 鸣。 本指导性技术文件仅供参考,有关对本指导性技术文件的建议和意见向中国电力企业联合会标准 化中心反映。 DL/ Z8 8 5一2 0 0 4 电力系统控制及其通信 解除管制的电力市场通信 0 范围 本指导性技术文件涉及解除管制的电力市场通信。 0 . 1 参考文献 D L 7 9 0( 全部) :采用配电 线载波的配电自 动化 I E C 6 0 8 7 0 - 6( 全部) :远动设各及系统 第6
9、部分: 与I S O标准和I T U - T建议兼容的远动协议 I S O / I E C 1 4 6 6 2 :信息技术 Op e n - e d i 参考模型 引言 1 . 1 T C5 7 规定的任务 T C 5 7 特别工作组A 14 WG 0 5 的任务是确定解除管制电力市场中的 通信需求和功能需要。 为此, 应 清楚地区分两种通信:电力系统控制通信和电力市场通信。另一方面,也应说明这两个独立领域之间 的关系和相互作用。 注: T C 5 7即国际电工委员会5 7 技术委员会, 其名称为“ 电力系统控制及其通信,o 本主题涵盖 “ 输电容量市场, 、 “ 电量现货市场, 、 “ 双边
10、交易 尸 、 “ 结算与清账”以及通用的通信服 务 ( 例如电子邮件) 。 在1 9 9 8 年T C 5 7 会议 ( 瑞士卢森)上,提出了 一个工作范围和工作步骤建议的报告。 鉴于大家对本 特别工作组目 标的关注,特作以 下说明: 本特别工作组的目 标不是详述标准,而是分析是否 应详述以 及应在何处详述标准。 T C 5 7 的目 的不 涉及政治问题,也不就电力市场的竞争向企业提出建议。 1 . 2 背景 U N I P E D E( 国际发供电联盟)的O R MI C T工作组已 经做了一些关于电 力交易的 初步讨论, 特别是 在越界交易方面。 1 9 % 年9 月在德国 德累 斯顿的T
11、 C 5 7 全会上提出了电力交易问 题并在会上决定:如 需要制定有关解除管制电力市场的通信协议 标准, 这应属于 T C 5 7的 范围。在德累斯顿召 集了一 个会 议讨论工作的开展和可能的范围,反应比预期强烈得多,但没有就该范围达成任何结论。于是全会决 定组建A H WG 0 5 特别工 作组研究这个问 题。 此后,为了了解需求,工作组研究了有关解除管制的电力市场中己 有及建议的解决方案。 在这方 面,最初的步骤已被 “ 颠倒” 。另外,工作组进一步改进了它的范围。 首先,应将电 力市场的通信系统和电 力运行的通信系统加以区分。图 I说明了 这两个系统及它们 的接口的主要特征。当然,角色
12、( 方框) 和业务 ( 线)应仅视为范例而不是实际情况的 准确描述, 后 者要复杂得多。 从左向右的箭头表示由市场系统提供给电力运行系统的信息。第一个箭头由区域组织 ( 电网代号、 市场组织等) 决定。第二个箭头是为确保电 力系统运行安全,市场需提供给电 力系统运行机构 如美 国的I S O)的信息。 从右向左的箭头代表由电力运行系统提供给市场系统的信息。意思与上述相似,但第一个箭头的 数据由大区组织提供 ( 如计量等) ,第二个箭头是电网安全运营需要的数据。 图 1 表示模型实例是英格兰和威尔士的系统,在附录D中给出。 DL/Z8 8 5一2 0 0 4 实现功能; 一 交易电 量 一 交易
13、系 统服务 一 枪电 容里备用 一 结算 与 清 账 实 现功能 ; 一 发电 一 提供系统 服 务 一 提供安全 和稳定 图1 市场系统和电力运行系统 1 . 3 象限图 图2以另一种分类方法,业务和协议,描述这个模型,是一个四象限结构: 象限1 ( Q l ) :市场信息系统 ( 市场应用、角色以及它们之间的业务) : 象限2 ( Q 2 ) :市场业务的可用协议: 象限3 ( Q 3 ) :技术信息系统 ( 电 力系统运行应用业务) ; 象限4 ( Q 4 ) :技术业务的可用协议。 商 业 领 域1技 术 领 域 蜚回 回 撼 Q3 Q4 TA ASE 票. 慧 甭 一 T 人 S E
14、 . Z 缓 回 图 2 象限图 2 业务 ( 象限 1 和 3 在解除管制的电 力市场中, 业务模型的 概念是很重要的。这包括角色、 业务 本身以 及交换的对象。 随着管制的解除,在目 前独立的功能和角色之间将会有更多的接口, 相对于原来集中管理的电力企业, 2 DL/ Z8 8 5一2 0 0 4 现在电力企业的工作量将显著增加。通过使用先进的信息通信技术 ( I C T)减少业务工作量,应是任何 标准的目标。其他市场己有很多普遍应用信息通信技术的例子。本文件仅涉及电子通信接口。不同市 场采用接口 的标准化会使这种通信工具更便宜, 新的 市场还可从已 有市场先进的使用经验中受益。 在本文件
15、中,业务主要分为市场业务和技术 ( 过程)业务。过程为市场形成产品,例如电量、与 输电计划 ( 固定或不固定)有关的输电容量、以及为市场提供的互联系统运行服务 ( 群体服务:发电 和需求平衡、输电安全、紧急备用等;个体服务:实时电力损耗、电量不平衡、备用电源、负荷跟踪 等) 。原有集中管理下的电力企业的集中的产品被分解成分散的产品,因此结算与清账变成从抄表、收 集结算数据、结算到出账的一系列问题。一些市场模型 ( 如英国)在配电和抄表环节中引入了竞争 因为解除管制电力市场中的电力交易变成由第三方 ( 消费者)驱动,可能跨越多个控制区域才能 形成完整的结算链 ( 根据合同以及计划交易与实际交易的
16、差额付费) ,结算变得更复杂。 每个市场有它自己的管制框架以保证最终用户、负荷集抄者、发电商、交易员等对网络进行无歧 视的开放式访问,从而可以 实现电量自 由交易。在完全解除管制的市场中,过程的 任务限于实施市场 ( 发电和输电)决定的计划,以及根据支付和预定的产品质量,按物理规律提供互联系统的运行服务, 保证系统运行的安全与稳定。 在解除管制的市场中,许多角色有两面性,因此他们既出现在过程侧,也出现在市场侧。 这些角 色在过程侧与服务过程相关,而在市场侧与服务的提供和交易相关。某些服务如发电和需求平衡,是 电力系统的必需功能, 不能进行交易。另一方面, “ 终端用户” ,即 最终电力消费者,
17、 仅出 现在市场侧。 在完全解除管制的市场中,市场决定电能的买方、 卖方、电量以 及价格, “ 市场与过程的接口”主 要用于将市场决定 ( 电量、容量、可选服务)发送给过程并接收过程对市场决定能否运行的回答。绝 大多数情况下,回答一般是简单的“ 是”或 “ 否” , 但也可能带有附 加信息, 如系统限电和减电 等。因 而,许多传统业务,如发电计划 ( 自己决定的)和输电计划 ( 第三方驱动的)等,转移到市场侧,并 由市场侧控制过程,过程侧则实际执行或为执行准备条件。在市场过程里并非只有供需是否平衡这样 一个简单问题;如需求随供电成本而改变,可能会出现迭代环节。 在完全解除管制的市场中,角色包括
18、电力交易所 ( P X,发电和负荷报价) 、交易员、经纪人、输电 系统运行机构、配电系统运行机构、法律上与发电商和输电商分离的独立系统运行机构,安全协调员 ( 见附录 B中美国部分的定义) 、输电商 (线路” ) 、发电商、配电商 (线路”、供电商 购买并向分 散 用户销售电力) 和输配电的最终用户。 角色的定义、命名以 及它们之间的互动在不同市场中可能不 同。这除了逻辑上的原因,还取决于政治、历史、法规、经验和文化等因素。更复杂的是,解除管制 的市场从来不是在一夜间建立的,而是靠经验随时间发展的。有些市场解除管制的发展期长达 1 0年之 久,甚至更长。 市场结构演变的一个特点是:某些属于技术
19、领域的职责 ( 象限 1 )转移到商业领域 ( 象限 3 ) , 使 将来的任何模型对市场因素都会非常敏感。象限 I和 3之间的边界非常依赖于市场结构,因而需要在 标准化方面加以特别考虑和进一步细化。 有些市场 ( 美国O A S I S 开放式访问即时信息系统和 ” S交易 信息系统的当 前状态)已 实施的简单用户接口没考虑物理规律 ( 合同 路径) , 现在正向 市场到过程的更 复杂的映射转变 ( 将用电 力分配因子计算的并行潮流分析应用于潮流阐值 fl o w g a t e ) , 使市场和过程和 谐一致。 值得注意的是,业务量仅与现役交易员数量和交易频率有关。然而, 对于负荷重、人口
20、 多、工业 密集、地理范围广的大规模电力市场,如果这些市场基于多个电力系统 ( 具有发电和负荷平衡的控制 区域或地区) ,甚至还有分层控制结构的话,则市场业务工作量会更大。 附录 A 提出了一个业务项目的初步清单及其在解除管制电力市场中的实现。目的是对不同市场进 行初步比 较。请注意这个清单不能说是 全面的, 随着市场的不同其名称会有不同的 含义 ( 见附录 B中 的定义) 。 DL / Z 8 8 5 一2 0 0 4 2 . 1 市场业务 ( 象限1 ) 市场业务是商业市场环境中的,而不是象限 3表示的技术和工程环境中的业务。象限 1中的业务 基于市场结构模型的两个主要分支:物理双边合同
21、模型, 现货电 量交易和辅助服务 模型。 绝大多数市场融合了这两种结构。E L ( 欧盟)模型的 T P A ( 第三方准入) 、N T P A ( 协商的第三方 准入) 和单一购买者就结果而言都属于物理双边合同,而英国 英格兰和威尔士的电 力联营体是包含电 力交易所 ( 负荷预报代替负荷报价)的电力联营体模型。 美国F E R C( 联邦能源管制委员 会)的开放准 入规则类似于 T P A 。除此以外, 还存在期货 ( 价格风险 规避)的纯粹金融市 场, 但不在本文件范围内。 这对所谓的差额合同同样是正确的。 下面的市场业务示例来自所观测的市场,不一定完整。 1 ) 物理 双边合同的 市场交
22、易: 合同发电和辅助服务 ( 纸上交易) 输电容量市场 . 输电容量的提供; . 输电容量的备用; . 输电容量的分解和合成; . 输电容量的二次销售; . 结算与清账。 2 )电力交易所的市场交易: 电力交易所 ( 包括电量和辅助服务) . 发电和需求报价; . 报价结果; . 结算; . 电量交易服务的结算与清账。 电力联营体 .发电报价和需求预报; . 报价结果 ( 价格) ; .结算; .交易电量的结算与清账。 2 . 2 技术业务 ( 象限3 ) 电力系统实时运行时,技术业务在一些 “ 技术角色”( 控制中心、发电厂、变电站等)之间转换。 这里假定 “ 实时”代表 “ 电力系统在线运
23、行所关注的业务, ,可以包括一些预备信息 ( 如短期生产计划 等)和事后数据 ( 事后存档、实际负荷曲线、继电保护动作的历史记录等) 。 例如,电力系统运行中常发生以下技术业务: . 变电站发给控制中心的状态信号和事件 ( 开关设备状态、变压器抽头位置、继电保护事件、报 警等) : . 变电 站和发电厂发给控制中心的电 气量测量 ( 电 压、 有功和无功功率、电流、备用等)以 及电 量值; .电力企业内部和电力企业的控制中心之间的通信 ( 网络拓扑、联络线的量测值、电量值、控制 区之间的输电计划、操作信息) ; . 控制中心发给变电站区域或本地的操作命令 ( 断路器、变压器抽头调节、减载设备等
24、) ; . 控制中心发给发电厂的指令 ( 设点命令) ; . 控制中心发给发电厂的发电 计划 【 P = 了 ( t ) ,不适用于自 己决定的 发电厂,见2 . 3 1 ; . 控制中心对发电厂的承诺 ( 不适用于自己 决定的 发电厂,见2 . 3 ) i DL / Z 8 8 5一2 0 0 4 控制中心之间输电计划信息的交换; . 过程信息也在输电网 和输电网用户 ( 终端用户、发电 厂、配电网 等)之间交换,以 确保电力系统 安全运行。这些业务是技术信息系统的一部分。 2 . 3 市场和技术信息系 统之间的接口 ( 象限1 1 3 ) 除目 前己有信息之外,解除管制电 力市场中的电 力
25、系统运行机构需要额外信息来处理 .I P A( 第三 方准入)环境中的双边交易和 电力交换。注意过程的角色有双面性,这里仅描述市场和技术信息系统 之间的 接口 。 对解除管制电力市场的观察反映了一些普遍趋势: a )通过现货市场或双边交易,市场向过程提供一个计 划初稿 ( 谁生产,哪里生产,为谁生产,什 么时候,在一段时间 里生产多少) ,带有或没有备用输电容量。例如: 输电计划 . 输电计划的请求 有备用输电容量 无备用输电容量 ( 备用与输电容量一起申 报) . 输电计划的确认; . 抄表; .结算; . 清账。 发电计划 . 从系统运行机构 收集计划; .抄表: .结算: .清账 : 执
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