輔助服務(wù)市場理論

輔助服務(wù)市場（ASM）理論主講人:何永秀博士教授華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院第一頁，共六十五頁。目錄Part1ASM定義及主要內(nèi)容Part2ASM市場運(yùn)作模式Part3備用市場需求、供給與定價Part4無功市場成本分析與定價Part5中國ASM的發(fā)展第二頁，共六十五頁。Part1ASM定義及主要內(nèi)容第三頁，共六十五頁。一.輔助服務(wù)的定義

輔助服務(wù)是指在電力市場的運(yùn)營過程中，為完成輸電和電能量交易并保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和電能商品質(zhì)量，由發(fā)電機(jī)組提供的與正常電能生產(chǎn)和交易相耦合的頻率控制（一次調(diào)頻、AGC）、備用、調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、黑啟動和其他安全措施等服務(wù)。第四頁，共六十五頁。輔助服務(wù)的功能：保證系統(tǒng)可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電能質(zhì)量指標(biāo)：---頻率---電壓第五頁，共六十五頁。頻率：有功平衡第六頁，共六十五頁。頻率標(biāo)準(zhǔn)：歐洲：額定50Hz,變化范圍為±0.1Hz.我國:額定50Hz,變化范圍為±0.1Hz,0.2HZ.第七頁，共六十五頁。電壓U變動對發(fā)電廠和系統(tǒng)本身的影響嚴(yán)重的為電壓崩潰.第八頁，共六十五頁。電力系統(tǒng)額定電壓等級3kV，6kV，10kV，35kV，110kV，220kV，330kV，500kV，750kV，800kV,1000kV第九頁，共六十五頁。U允許的偏移范圍:大于35kV:±5%10kV及以下高壓和低壓電力用戶:±7%第十頁，共六十五頁。二.輔助服務(wù)的主要內(nèi)容（1）頻率控制（負(fù)荷跟蹤）（AGC）（調(diào)頻）處理較小的負(fù)荷與發(fā)電不匹配，維持系統(tǒng)頻率，以使控制區(qū)內(nèi)負(fù)荷與發(fā)電的偏差及控制區(qū)之間的交換功率實際值與計劃值的偏差為最小，基本上是實時的。TOOLBOX第十一頁，共六十五頁。二.輔助服務(wù)的主要內(nèi)容（2）可靠性備用（旋轉(zhuǎn)備用和快速啟動機(jī)組）由于發(fā)電或輸電系統(tǒng)故障，使負(fù)荷與發(fā)電發(fā)生較大偏差時，10min可以提供急需的發(fā)電燃料（增加/降低），恢復(fù)負(fù)荷跟蹤服務(wù)的水平。（3）非旋轉(zhuǎn)備用（運(yùn)行備用）

30min內(nèi)可以滿發(fā)的發(fā)電備用容量，包括發(fā)電機(jī)容量和可間斷電負(fù)荷，用于提高恢復(fù)可靠性備用的水平。第十二頁，共六十五頁。二.輔助服務(wù)的主要內(nèi)容（4）無功備用/電壓控制通過發(fā)電機(jī)或輸電系統(tǒng)中的其它無功源向系統(tǒng)注入或從系統(tǒng)吸收無功，以維持輸電系統(tǒng)的電壓在運(yùn)行范圍內(nèi)。第十三頁，共六十五頁。二.輔助服務(wù)的主要內(nèi)容

(5）事故恢復(fù)服務(wù)（即黑啟動服務(wù)）提供重大事故發(fā)生后系統(tǒng)恢復(fù)所需的功率。

第十四頁，共六十五頁。Part2ASM市場運(yùn)作模式第十五頁，共六十五頁。

提供輔助服務(wù)的模式一般有3種：統(tǒng)一型投標(biāo)型雙邊合同型

第十六頁，共六十五頁。

某一服務(wù)到底應(yīng)采用哪種供應(yīng)方式與整個電網(wǎng)的管理運(yùn)行水平和電力市場發(fā)育程度有關(guān)。第十七頁，共六十五頁。Part3備用市場需求、供給與定價第十八頁，共六十五頁。備用市場分析誰需要輔助服務(wù)調(diào)度員？用戶？發(fā)電廠？系統(tǒng)協(xié)調(diào)員？-與市場規(guī)則有關(guān)。美國PJM的電力市場要求所有電力公司和供電商在任何時候要有8%的運(yùn)行備用容量。第十九頁，共六十五頁。備用市場分析系統(tǒng)需要多少備用

----確定性方法

----成本/效益方法----保險學(xué)方法第二十頁，共六十五頁。法1：確定性方法按照一定比例系統(tǒng)內(nèi)最大機(jī)組的容量或系統(tǒng)的高峰負(fù)荷來確定備用容量，如在美國中東部，備用的需求約為高峰需求的6%。備用R=Max{最大單機(jī)容量，K×高峰需求}第二十一頁，共六十五頁。法1的優(yōu)缺點(diǎn)分析優(yōu)點(diǎn)：簡單，易于應(yīng)用。缺點(diǎn)：（1）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)本身的技術(shù)支持不足。（2）僅僅考慮了技術(shù)的需求，沒有考慮備用的成本價格與用戶的需求。沒有用戶的參與機(jī)制，也沒有考慮不同用戶的支付能力。（3）沒有考慮不同機(jī)組，不同系統(tǒng)的可靠性區(qū)別。（4）沒有考慮事故出現(xiàn)時的損失等。

結(jié)論：顯然不是經(jīng)濟(jì)的方式。第二十二頁，共六十五頁。法2：風(fēng)險指數(shù)方法計算系統(tǒng)失負(fù)荷的風(fēng)險系數(shù)，調(diào)整備用容量的需求，直至滿足系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)險指數(shù)為止，此時的備用水平即為系統(tǒng)的備用需求。

第二十三頁，共六十五頁。法2的不足分析缺點(diǎn)：（1）標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險指數(shù)有很大的隨機(jī)性，受人為因素影響。（2）用戶無法選擇自己的可靠性水平。沒有考慮用戶的可靠性需求與支付能力，也沒有考慮用戶愿意支付的備用費(fèi)用。（3）沒有考慮備用的成本與價格。

結(jié)論：這種方法，不是一種經(jīng)濟(jì)的方法。第二十四頁，共六十五頁。法3：LOLP/VOLL方法LOLP（Loss-of-loadprobability）為失負(fù)荷概率。失負(fù)荷價值VOLL（Valueoflostload）

LOLP×VOLL為失負(fù)荷的成本，最優(yōu)的備用水平為失負(fù)荷的成本與備用成本之和的最小點(diǎn)處。第二十五頁，共六十五頁。估計VOLL方法主要有：1、市場統(tǒng)計方法；-在我國難度大。2、電力與國民經(jīng)濟(jì)價值比法；-未真正反映電力對不同用戶不同地區(qū)條件等的經(jīng)濟(jì)價值與效用。第二十六頁，共六十五頁。LOLP/VOLL方法第二十七頁，共六十五頁。法3的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）從經(jīng)濟(jì)的角度考慮了備用的成本。（2）考慮了系統(tǒng)的可靠性與失負(fù)荷價值。（3）社會總成本最小化。缺點(diǎn)：沒有考慮用戶的可靠性需求的差異，用戶備用需求的彈性，用戶的WTP（WillingtoPay），用戶沒有選擇權(quán)。該方法在使用中，多用VOLL的平均值代替所有時段，所有用戶的失負(fù)荷價值。但不同電網(wǎng)，不同時段，不同類用戶，VOLL的值不同，用VOLL的平均值代替所有時段，所有用戶的失負(fù)荷價值，難以達(dá)到社會資源的最優(yōu)配置與備用水平的最優(yōu)化。第二十八頁，共六十五頁。法4：考慮用戶參與的方法如用戶愿意支付價格與備用成本法備用保險方法。第二十九頁，共六十五頁。用戶愿意支付價格與備用成本法第三十頁，共六十五頁。法4的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)（以買備用保險法為例）優(yōu)點(diǎn)：（1）用戶能參與，能選擇，從經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度，消費(fèi)者剩余將達(dá)最大化。（2）保險商（或ISO）有動力用最經(jīng)濟(jì)的辦法管理好備用市場。（3）用戶將失負(fù)荷的風(fēng)險轉(zhuǎn)移到了保險商（或ISO）。（4）保險費(fèi)是給投資者的一個很好的經(jīng)濟(jì)信號。缺點(diǎn)：（1）市場條件要求高：該方法的條件是市場完全透明，成熟，具有完全信息，用戶能對電能的價值進(jìn)行直接的評價。（2）增加了交易費(fèi)用。（3）保險商（或ISO）的風(fēng)險增大。（4）備用保險對用戶來說是一個全新的概念，實施的初期困難較大。（5）電網(wǎng)運(yùn)行每個時段的最優(yōu)備用需求水平仍難以直接根據(jù)總保險額確定。第三十一頁，共六十五頁。備用的供給備用的供給商

發(fā)電廠商可中斷或可削減用戶第三十二頁，共六十五頁。備用成本分析

備用的容量成本-容量成本包含在容量報價當(dāng)中。？機(jī)會成本其他成本

第三十三頁，共六十五頁。備用市場分析集中調(diào)度交易模式

----基于報價順序優(yōu)先級的調(diào)度（Merit-Order-basedDispatch）

----聯(lián)合調(diào)度（Jointdispatch）

第三十四頁，共六十五頁。備用市場分析如何獲得備用

---義務(wù)型；---投標(biāo)型；---雙邊合同型；---實時競爭市場競價型。

第三十五頁，共六十五頁。備用市場分析如何定價？綜合成本定價法；市場價值定價法(包括拍賣定價法、備用競爭市場定價)；雙邊合同協(xié)商定價；金融工具定價等。第三十六頁，共六十五頁。案例分析-ASM第三十七頁，共六十五頁。輔助服務(wù)產(chǎn)品自動發(fā)電控制(AGC)不同反應(yīng)時間的備用旋轉(zhuǎn)備用非旋轉(zhuǎn)備用替代備用電壓支持黑啟動能力第三十八頁，共六十五頁。兩種類型調(diào)頻甲：600MWat$10/MW乙：100MWat$15/MW旋轉(zhuǎn)備用丙：200MWat$5/MW?。?00MWat$20/MW調(diào)頻200500700600151020

5旋轉(zhuǎn)備用甲乙丙丁dSP=500dRG=500問題：調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用各買500MW如何買？丙丁第三十九頁，共六十五頁。OnMarch20,2000inHE19,therewasaspikeintheReplacementReserveprice.ThefollowingarepublishedpricesforNP15:

Reg-Up:P1=18.44$/MW

旋轉(zhuǎn)備用:P2=35.97$/MW

非旋轉(zhuǎn)備用:P3=18.00$/MW

替代備用:P4=198.98$/MW

NotethatP4>P3,P2,P1.AlsoP2>P1.AsimilarpatterninASpriceswasobservedonFeb29,2000inHE18當(dāng)替代備用價為122$/MW加州交易規(guī)則出現(xiàn)的價格異?，F(xiàn)象第四十頁，共六十五頁。

輔助服務(wù)市場電廠輔助服務(wù)申報日前輔助服務(wù)交易計劃AGC交易結(jié)果輔助服務(wù)報價管理預(yù)調(diào)度計劃旋轉(zhuǎn)備用交易結(jié)果非旋轉(zhuǎn)備用交易結(jié)果系統(tǒng)輔助服務(wù)需求輔助服務(wù)定價算法第四十一頁，共六十五頁。備用市場分析誰應(yīng)支付備用的費(fèi)用？如何分?jǐn)偅?--成本在備用的引發(fā)者中分?jǐn)偅?--成本在備用的受益者中分?jǐn)偅?--成本在所有的市場成員中分?jǐn)偂?/p>

第四十二頁，共六十五頁。Part4無功市場成本分析與定價第四十三頁，共六十五頁。無功服務(wù)的作用增加區(qū)域間的功率傳輸能力控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)下的電壓質(zhì)量控制系統(tǒng)暫態(tài)下的電壓質(zhì)量第四十四頁，共六十五頁。無功服務(wù)的特點(diǎn)供應(yīng)的地域性控制的分散性手段的多樣性分析的復(fù)雜性第四十五頁，共六十五頁。無功的買方電網(wǎng)公司或下屬部門。第四十六頁，共六十五頁。無功的需求容量需求：多次模擬運(yùn)行，計算不同工況和故障情況下的最優(yōu)潮流，確定無功容量需求與各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的無功備用容量需求；電量需求：MVarh，預(yù)測系統(tǒng)所需的超前和滯后無功負(fù)荷并分配到各無功源。第四十七頁，共六十五頁。電力系統(tǒng)無功源發(fā)出無功（容性）吸收無功（感性）發(fā)出無功（容性）吸收無功（感性）過勵磁同步機(jī)欠勵磁同步機(jī)輕負(fù)荷線路重負(fù)荷線路電容器電抗器電纜變壓器和感性電機(jī)靜止無功補(bǔ)償器的容性電流靜止無功補(bǔ)償器的感性電流第四十八頁，共六十五頁。無功潛在的賣主發(fā)電廠電網(wǎng)公司（作為線路、變壓器、靜止無功補(bǔ)償器、電容電抗器的所有者）、同步調(diào)相機(jī)的所有者、安裝自動切負(fù)荷或功率因子校正設(shè)備的用戶。第四十九頁，共六十五頁。無功支持服務(wù)成本的分類直接成本固定成本投資成本管理成本變動成本計劃的維護(hù)成本和運(yùn)行成本間接成本變動成本發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)無功而導(dǎo)致的盈利損失第五十頁，共六十五頁。市場確定固定成本可免成本：采用替代成本法，將一個典型的同步補(bǔ)償器和一個典型的發(fā)電機(jī)組之間的每kVAr的容量成本當(dāng)作無功容量成本。第五十一頁，共六十五頁。無功定價目標(biāo)無功供應(yīng)者的費(fèi)用應(yīng)得到補(bǔ)償（包括適當(dāng)?shù)睦麧櫍?；無功的價格不能超過無功的價值；分區(qū)域考慮，分區(qū)域定價，對未來投資不能產(chǎn)生浪費(fèi)，要考慮投資費(fèi)用、無功設(shè)備的地理位置、期望的可用性等。第五十二頁，共六十五頁。《兩個細(xì)則》第五十三頁，共六十五頁?！秲蓚€細(xì)則》第五十四頁，共六十五頁?！秲蓚€細(xì)則》-ASM第五十五頁，共六十五頁。ASM分類基本輔助服務(wù)常規(guī)調(diào)峰—40%（如東北）\50%（如華中、華北）有償輔助服務(wù)非常規(guī)調(diào)峰自動發(fā)電控制（AGC）旋轉(zhuǎn)備用有償無功調(diào)節(jié)黑啟動服務(wù)第五十六頁，共六十五頁。調(diào)峰平衡峰谷差火電調(diào)峰能力水電調(diào)峰能力調(diào)峰平衡第五十七頁，共六十五頁。有償輔助服務(wù)價格成本合理收益第五十八頁，共六十五頁。AGCAGC調(diào)頻：按實際AGC調(diào)頻電量：