06电力市场概论输电服务.doc
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1、第6章 电力市场中的输电服务输电服务是将电力从电能的生产者(在电力市场中主要是指独立发电厂或发电公司)安全、经济、优质地输送给电能消费者(即电力用户)的过程。输电服务的理论是电力市场理论中涉及技术含量较重、分析起来比较复杂的内容。特别是辅助服务的费用及其定价的理论,是近年来研究较多、发展较快的课题,但目前尚未有公认的成熟理论,理论与实际之间存在一定差距。但是电力市场的发展、发电输电的分离,必然要求解决输电服务的费用及其定价问题。6.1 输电服务的基本理论6.1.1输电服务概述随着发电和供电市场的开放,将以前隶属于电力公司的电网经营企业的输电服务分离出来,单独为其定价和签订合同,成为独立的机构。
2、将天然垄断的输电网独立出来不仅有利于电网的发展、输电费用的控制,而且有利于各市场竞争主体之间的公平竞争。不论电力系统具体运行规则和组织结构如何,电网调度人员都必须知道为用户提供输电服务的精确费用,其原因是:(1)输电公司的主要任务是提供输电服务并收取服务费用,而输电服务的定价必须严格依赖于实际的输电成本。监管机构和用户都有权知道输电定价的科学依据。(2)电网安全经济运行的需要。输电公司的目的是从输电服务中获取最大的经济效益,因此运行人员必须确切知道运行决策对输电总费用的影响及输电服务对系统安全的影响。(3)商业决策的需要。投资、运行和用户承诺等都要求知道总费用及其变化情况,以便使商业行为的总收
3、入大于总费用,推动电力系统应用最先进的科学技术和管理手段提高生产效率,节约资源。随着我国电网商业化运营的不断深化,电力法的公布实施,特别是三峡水电站的建设及在此基础上的全国联网问题提出,对大区域间电力传送与转运的原则、输电费用计算、无功定价和辅助服务定价的要求也越来越迫切,但仍然缺少明确的、系统化的研究和理论的指导。无论在何种体制下,输电服务的研究都必须要弄清楚电网中各种错综复杂的变量间(物理量之间、经济量之间、物理量与经济量之间)的相互作用的关系。了解各节点的发电、负荷的变化及各种控制调节手段对系统安全性、经济性和可靠性的影响,并使之量化,最终成为电力市场的奖惩依据,从而为电力系统的运行提供
4、更科学的理论基础。输电服务研究的发展过程大致分为三个阶段:(1)定性研究阶段。探讨输电服务的内容、输电费用的组成部分、输电定价的原则和目的、转运的类型和最优经济信号等基本问题。(2)定量研究阶段。应用和发展各种现有的电网分析和费用优化方法,结合经济学原则和电力市场的运行特点,详细分析输电服务的费用和定价,能够清楚地计算出电网上流动的能量流、信息流和资金流的流向和流量。(3)概率研究阶段。在第二阶段的基础上,在分析中引入不确定因素的影响,考虑发电的不确定性、负荷的不确定性、输电设备的可靠性和交易的不确定性等。从而结合模糊数学、博弈论、混沌学、遗传算法等先进理论发展概率负荷预测、概率潮流、交易风险
5、分析和输电可靠性及安全性价格等算法,使输电费用计算具有更强的科学性和预测功能,更符合客观实际。目前的输电服务的研究已经完成了第一阶段的讨论,正处于第二阶段,也有一些学者进行了第三阶段的初步研究。6.1.2输电服务分析的步骤输电服务是将电力从电能的生产者(独立发电厂和发电公司)安全、经济、优质地输送到电能的使用者(配电公司和大用户)的过程。两者都应该是输电服务的客户,共同承担输电费用。在有些国家如英国其输电服务费用完全由用户承担,即在电力市场中存在两个电价,一是从电厂的购电价,二是对用户的售电电价。这两个电价差就是对用户增收的输电服务附加费。由谁来承担输电费用及费用如何分配的问题,属于输电定价的
6、内容,而输电服务附加费的多少属于输电费用计算的内容,同时他们都取决于用户所要求的输电服务类型。输电服务分析包括三个主要步骤。1.明确输电服务。(1)输电量确认。输电量是一定时段内电厂通过电网向用户提供的电能的总和。用千瓦时(KWH)表示。包括用户本身消耗的电能和(应分摊到用户中的)电网的电量损失。输电量的多少直接影响电网的变动成本。由于输电量的增加、电网潮流增加、各级电网的网损增加,电网的维护量、设备的老化程度增加,电网的成本增加,这部分成本根据用户在不同的电压等级输电有所不同。输电量对电网成本的影响是最主要的、最直接的影响。(2)输电服务是否严格。输电服务可以分为严格输电服务和非严格输电服务
7、。严格的输电服务必须要保证用户的输电权利,必要时要有输电备用容量来保证发生紧急情况时,用户的输电权利不被中断。所以严格的输电服务要比非严格的输电服务收取的输电服务费用高。(3)输电服务的持续时间(4)输电的时间变化曲线。对于电网来说,负荷变化不大(或不变化)、持续时间长,对系统的稳定运行十分有利。如果输电负荷时间短、容量变化大,则电网调度运行人员工作量增加,设备损耗大,而且系统可靠性会降低。由此可见,输电时间的变化和持续的长短,对电网的固定成本和可变成本都会产生影响。(5)输电的收发点的位置。输电的收发点的距离越长,则线路损耗越大;输电距离越短,线路损耗越小。并且如果收发的经过线路的潮流发生阻
8、塞,则会产生阻塞成本。(6)网损承担的责任(7)其他运行特征,如可靠性要求、输送功率、输送电量要求等从这些服务特征可以归纳出基本的输电服务类型。从服务的方式上看,输电服务可以分为两大类:点对点服务和网络服务。点对点服务指电能的输入点和输出点固定的输电服务,如提供发电厂与配电公司和大用户之间的长期供电服务,这一服务一般靠合同和信誉予以保证。点对点的服务分为严格的和非严格的。严格的点对点服务只有在系统发生事故时才允许中止输电服务。非严格服务允许输电商在非紧急情况下中止输电服务。网络服务指电网公司从发电公司买电再卖给配电公司,电能的生产者和消费者都只需与电网公司打交道。网络服务允许客户改变其收点与发
9、点,甚至其输电计划。2.确定输电费用。根据不同的输电服务项目将输电服务分为三部分,不同的输电项目可以分别计算其成本。3.计算输电费用。(1)输电成本定义。输电成本分为固定成本、运行维护成本、网损和阻塞成本。(2)选择计算方法。输电服务可以分为点对点的输电服务和针对网络的输电服务。对于点对点的输电服务需要把输电费用分摊到每项交易中,可以采用嵌入成本方法:邮票法,合同路径法,兆瓦功率法等。而对于网络的输电服务则需要把每条线路的输电费用分摊到发电方或负荷方,计算方法有分配系数法,潮流跟踪法等。(3)应用选定的模型计算输电费用。当用户向电网提出输电服务要求时,要说明自己的服务要求,如可靠性的要求和输送
10、容量、持续时间、输电的时间变化等。电网公司根据用户的要求,将其归入合适的输电服务类型,为费用计算提供一些参数初始值,同时费用计算模块从实时数据库中取得电网运行的信息,如各节点发电功率、负荷功率等;从电力市场规则库中取得费用计算的经济特性,如费用的类型和费用的时变特征等,进行输电费用的计算,其输出结果为完成输电服务所需的各项费用的值。输电定价模块综合考虑费用的经济特征和收支平衡等因素,选择合适的定价模式及相应的算法,最终计算出各节点的输电价格。6.1.3输电服务分类从服务方式上,输电服务可分为两大类:点对点服务和网络服务。点对点服务指预先定义好输电的收点和发点的服务,如发电厂商和大用户间长期供电
11、关系,一般靠合同保证。网络服务指电网公司从发电公司买电再卖给配电公司,电能的生产者和消费者都只需与电网公司打交道。网络服务允许客户改变其收点与发点,甚至其输电计划。由于用户对输电的不同的要求,输电服务可以进一步划分为一些基本类型,不同的类型对输电费用有不同的影响。确定输电服务的类型就是根据某输电服务的具体特征,将其归入合适的基本类型。输电服务类型一般包括以下几种:长期、短期严格交易,适时执行、适时中止非严格交易,网络严格交易和网络非严格交易。严格交易指只有在系统发生事故时才允许中止的输电交易,按延续时间划分为长期(一年以上)、短期两种输电交易。非严格交易一般是短期的,运行人员可以根据系统的运行
12、状况或出于商业利益的考虑对其灵活处理。6.2 输电费用的计算6.2.1 输电服务费用的构成输电费用与输电服务类型密切相关,通常可将其划分为三个部分,即输电主服务费用(输送服务)、辅助服务费用和管理服务费用。其中,管理服务费用所占比例很低,不起主要作用。1.输电主服务费用。输电主服务又称电力输送服务,它是输电服务中最重要和最基本的一项服务,其费用构成如下: (1)电网设备使用费或占用费。电网设备使用费的分摊原则是,谁使用电网设备,谁分担设备费用。该问题的难点在于,按什么物理量,如何考虑合同约束和系统运行约束,怎样合理、透明地进行分配。(2)电网扩建费用。电网扩建费用由所有用户分担,而接网费一般由
13、新用户负担。(3)网损分摊和维护费(4)阻塞费用。阻塞是指发电竞争提出的输电服务要求超过了电网的实际输送能力。由于阻塞问题的重要性,美国能源管制委员会颁布的2000年法案中占有很大篇幅,为此提出了两个原则来缓解系统阻塞。这两个原则是:发电费用或报价较低者拥有电网使用优先权;最能实现自身价值的受电者具有优先权。 2.辅助服务的费用。在输电服务中,为保证电能质量和系统安全而采取的任何辅助措施统称为辅助服务。在传统电力系统中,不区分主服务和辅助服务,所有的费用都包括在电费中。在电力市场中,应该明确辅助服务的项目类别,研究成本核算的理论依据及定价的方法。各国对辅助服务的定义及内容没有定论,经营模式也有
14、很大差别。辅助服务采取分类计价的方法,不同的辅助服务操作可以采取不同的定价原理。辅助服务一般包括以下内容:负荷跟踪与频率控制;有功备用服务;无功备用和电压控制服务(能向节点注入或从节点汲出无功容量);发电再计划;平衡交易(补偿实际交易与计划交易的差额);黑启动(事故恢复服务)等。辅助服务的价格与电能价格一起构成了电力市场价格体系的基础。无论主服务,还是辅助服务,均可按照费用的变动性质分成固定成本和可变成本两个部分。固定成本反映服务的投资、折旧、运行和维护费、还本付息等,并以容量费的形式表示。可变成本则反映网损、阻塞等费用,并以电量费的形式表示。6.2.2 输电费用计算的原则输电费用的计算应该遵
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