電力市場環境下對電網調度運行的影響分析及發展建議

楊春祥 吳國棟 吳鋒 張妙靜 吳春燕 張天宇

摘? 要：調度業務作為電網運行的核心業務，在電力現貨市場建設后將發生巨大的轉變，調度業務的發展與電力市場的建設進程應當相互協同推進。文章首先分析了電力市場改革對電網調度運行的影響，在此基礎上提出了調度機構適應電力市場改革的發展建議，探索未來調度業務的發展方向，以期對市場環境下電網運行和市場運轉的相互銜接以及電力市場的正常開展和穩定運行提供有益借鑒。

關鍵詞：調度運行;電力市場;影響分析;發展建議

中圖分類號：F426.61? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）34-0057-02

Abstract： As the core business of power grid operation， dispatching business will change greatly after the construction of electricity spot market. The development of the dispatching business andthe construction process of the electricity market should be promoted in coordination. This paper first analyzes the impact of power market reform on power grid dispatching operation. On this basis， this paper puts forward the development suggestions of dispatching organization to adapt to the reform of electricity market， and explores the development direction of dispatching business in the future. It is expected to provide a useful reference for the connection between power grid operation and market operation as well as the normal development and stable operation of electricity market.

Keywords： dispatching operation; electricity market; impact analysis; development suggestions

1 電力市場改革對電網調度運行的影響

1.1 電力市場改革對發電計劃制定的影響

傳統電廠發電計劃編制工作是由調度機構根據交易中心下發的年度、季度、月度購電計劃和基數電量月度安排完成進度，結合電網每日供需形勢變化、機組檢修安排、跨省跨區輸電通道能力等影響因素，按照三公調度原則合理安排各發電機組開停機計劃和發電曲線的工作[1]。在深化電力體制改革的背景下，隨著電力現貨市場的建設開展，電廠的開停機計劃和發電曲線將通過市場競價優化出清形成，傳統的發電計劃形成機制將被打破。電力市場改革對于傳統調度發電計劃工作的影響主要體現在以下幾個方面：第一，隨著市場化改革的不斷深入，現貨市場、輔助服務市場等新的市場組織模式和新的交易品種不斷涌現，發電計劃編制中需要考慮的因素增多，這些變化使得發電調度計劃面臨越來越嚴峻的挑戰。第二，電力市場環境中，日發電計劃主要由現貨市場的相關出清算法決定，調度原本的發電日計劃制定業務主要轉變為確定市場出清邊界條件。第三，隨著現貨市場的開展，發電計劃的制定周期將延伸至日內甚至實時階段。調度機構需要適應電力市場開展環境，將發電計劃編制的維度推進到日前和實時。第四，隨著電力市場交易的不斷深入開展，電力交易愈加頻繁，交易規模呈現不斷擴大趨勢，為保障市場的高校運作和實施結果的準確性，調度計劃的制定必須向自動化、智能化方向發展。

1.2 電力市場改革對電網安全校核的影響

安全校核是調度機構在市場化環境下保障電網安全的重要手段，同時由于校核結果可能影響市場成員經濟利益，必將成為各方關注焦點。然而，市場交易會導致電網潮流多變，交易頻度和交易結果安全校核頻度增加，安全校核難度和工作量面臨著新的挑戰[2]。第一，傳統按照年、季、月度滾動開展離線分析、制定控制策略和輸電極限的方法，需要適應市場化環境下靈活多變的潮流方式，離線計算考慮的因素將更加復雜，傳統的離線型安全穩定分析不能滿足電力市場的要求。第二，現有中長期安全校核為經驗校核，模式較為粗放，難以滿足電力市場的要求，中長期安全校核需要向量化校核轉變，以提高準確性和規范性。第三，從時間維度上，僅開展日前計劃量化安全校核的模式已經難以適應當前調度計劃管理的要求，迫切需要完善包括中長期、日前、日內全周期的智能化安全校核機制和手段。

1.3 電力市場改革對電網供需平衡的影響

為保障電網安全穩定運行和可靠供電，平衡電網用電負荷波動和新能源發電預測偏差，應對發輸變電設備意外停運等不確定事件引起的電網功率突變，電力調度機構在制定調度計劃過程中，通常預留一定的發電容量。在市場環境下，調度機構考慮供需平衡情況、進行全網備用管理遇到了新的挑戰。第一，在電力市場化改革中，發電廠機組容量是否參與運行備用市場取決于發電公司自身的經營決策目標、機組技術特性以及市場的激勵制度，而非系統的強制調度。第二，傳統考慮全網供需平衡，進行備用管理往往以經驗為基礎，對電網備用需求缺乏精細化的分析，難以兼顧系統經濟性的要求。而在電力市場環境下，備用輔助服務交易主要基于市場運行，強調利用市場定價機制有效地配置各種資源，在保障系統安全可靠運行的前提下，實現經濟上的優化。

2 調度機構適應電力市場改革的發展建議

2.1 供需預測業務改進方向

（1）加深預測精細程度。為了統籌全網可控資源，保證電網電力有序供應和清潔能源最大限度消納，調度機構需要建立大電網的關鍵節點精細化模型，開展更大范圍下的供需預測分析，深入各省區關鍵節點，把控負荷預測情況。

（2）提高預測精度要求。電力現貨市場建設對整體市場結算有較大的修改，為避免因負荷預測波動較大而導致調度機構在市場結算過程中處于被動地位，雙規制資金偏差導致電網公司可能承擔相應風險，需要提高負荷預測的精確度。同時，調度機構需要推進電力平衡預測、分析和管理技術支撐平臺的建設，提供更加準確的負荷預測技術，實現負荷預測管理和全網清潔能源預測管理，實現全網平衡分析。

2.2 發電調度計劃業務改進方向

（1）提升發電調度計劃精細化管理水平。電力市場環境下，發電調度計劃制定是基于安全約束機組組合（security constrained unit commitment， SCUC）、安全約束經濟調度（security constrainedeconomic dispatch，SCED）算法根據最新負荷預測和電網最新邊界條件進行精確的數學優化。調度機構需開發滿足要求的出清算法。

（2）實時供需偏差管理。對于實時市場優化后仍存在的實時供需偏差，需進行人工干預，基于成本最小化的原則來調用反應速度滿足要求的備用機組和從調頻市場的出清序列中調用調頻機組以滿足實時供需偏差。

2.3 電網阻塞管理業務改進方向

（1）提高全網校核的精細化程度。為適應多種類型的電力市場運營，調度機構應積極開展多周期關鍵線路可用傳輸容量評估方法研究，實現對傳輸容量的動態、精準把控，能夠在組織交易前給出關鍵線路的極限傳輸容量。開展新一代安全校核關鍵技術研究，與新一代調控系統融合，自動讀取模型和數據，實現對關鍵斷面全方位、全周期的安全校核計算。

（2）提高電網阻塞的管理效率。一方面，加強電網全過程運行控制，對電網連續過程的安全指標演變進行綜合展示，提前感知電網未來阻塞風險。以15分鐘為周期，滾動校核調度計劃、操作、事故預案、清潔能源消納，提前采取計劃調整，實現對未來電網阻塞預管理。另一方面，在校核計算中出現阻塞時，可以根據阻塞斷面將電網分區，阻塞片區分別調整發電計劃以消除電網阻塞。

2.4 新能源管理業務改進方向

（1）提高預測水平。新能源機組作為市場參與主體，其出力預測精確度不僅直接關系到自身實際利益，同時會對電網的安全運行產生影響。為了保障新能源企業自身利益和電網運行安全，需要進一步提高新能源發電預測水平：一是由新能源自行開展中長期（年、季、月）、短期、超短期發電功率預測;二是加強新能源機組并網運行考核，強化新能源功率預測及計劃執行考核;三是通過市場化的手段引導新能源企業提高預測精度，規范新能源出力預測業務。

（2）完善消納機制。保障新源消納，一是加強新能源發電特性研究，將新能源發電納入年度運行方式分析電力電量平衡范疇以及日前和日內的計劃管理;二是建設深度調峰輔助服務市場，用市場機制調動機組參與調峰積極性;三是建設考慮新能源發電不確定性的備用輔助服務市場，進一步挖掘系統調峰潛力，確保完成年度新能源消納目標;四是市場方案設計要從機制上保證新能源在電力現貨市場中優先成交，實現新能源的優先消納，開展新能源優先調度評價工作。

2.5 建立健全辨識和風險預警機制

調度機構需要針對市場風險，積極開展市場模擬仿真分析，預警市場潛在風險，提出應對措施;加強市場運營監控，通過事前預防、事中監測、事后評估和處罰等措施防控市場操縱行為;加強現貨交易平臺安全穩定運行管理，確保平臺、用戶交互數據滿足安全性、私密性等信息安全要求;推動建立交易能力保證制度，降低市場結算風險;建立信用評價體系、合同執行與違約懲罰機制。

為避免具有市場力的發電企業操縱市場價格，緩解市場主體串謀現象，出清算法將設計基于機組歷史報價的市場力監測機制，對市場串謀的主體中標電量進行隨機分配，動態平抑市場力，抑制市場串謀，防范市場失靈。

根據2019年國資委下發的文件，西北地區將開展煤電整合工作，發電集團極有可能通過內部串謀行使市場力，調度機構需要在現貨市場開展前、市場出清后對市場力進行檢測，主要考慮行為測試環節。行為測試方法為在特定時間段，對具有市場力的發電集團旗下機組電能量報價與市場力檢測參考價格作對比，當發電機組電能量報價小于等于市場力檢測參考價格時，該發電機組被認定通過行為測試;當發電機組電能量報價大于市場力檢測參考價格時，該發電機組被認定不通過行為測試。發電機組的市場力檢測參考價格由市場管理委員會提出建議，經政府電力主管部門同意后執行。市場力緩解措施為將發電機組電能量報價超過市場力檢測參考價格的部分替換為市場力檢測參考價格。

3 結束語

本文首先分析了電力市場化改革對電網調度運行的影響，綜合考慮發電計劃制定、電網安全校核、電網供需平衡等方面在市場化環境下面臨的問題，然后對市場化環境下調度機構的發展方向進行了探討，以期為我國電力市場和發電調度管理模式的不斷成熟與完善提供理論支撐。

參考文獻：

[1]謝冰，楊小衛，于壯狀，等.考慮“三公”調度的兩階段年滾動發電計劃優化模型[J].電力自動化設備，2018，38（12）：161-167.

[2]袁泉，周毓敏.電改對電網調度運行方式管理的影響[J].中國電力企業管理，2018（22）：51-53.