电力市场辅助服务理论及应用教学课件

指发电企业、电企业和用户以市场化交易的形式提供电力辅助服务的交易机制。
背景
背景
近几年来，随着世界经济的蓬勃发展和科学技术日新月异的进步，电力工业正经历着一场重大的变革。电力 工业是有着悠久历史的传统工业，它对国民经济的发展有着十分重要的作用。但是由于电力的生产、销售和使用 的特殊性，长期以来电力工业一直垄断经营，实行发电、输电、配电一体化的体制。这种体制在电力工业发展的 初期有效地促进了电力工业的发展，但是随着电力工业规模的不断扩大，特别是现代社会市场经济的发展，传统 电力体制越来越不适应经济的发展，迫切需要实行电力市场，引入竞争机制。
3)保证系统的电压水平。必须有
4)无功优化以降低络损耗。无功控制是减少电力系统络损耗的一种手段，可以通过无功控制来保证电力系统 的安全经济运行。
与有功服务相比，无功服务有着其特殊性。
损分摊
损分摊
在电力交易的过程中，电力络必定会出现损耗，在电力市场中需要将此损耗在相关的电力交易者之间进行公 平、合理、有效的分摊，这是电力市场的关键问题之一。在输电市场中，输电定价有很大一部分成本是损的成本， 因此解决损的合理分摊问题是电力市场定价的重点。在计划体制下损被平均分摊到各用户，这实际上是不公平的， 因为各用户在电中的位置各不相同，引起的损也是不同的。因此需要对用户区别对待，这就迫切需要一套合理的 损分摊方法 。
无功服务
无功服务
无功功率辅助服务是使电中的输电交易顺利完成的一个必要条件，尤其在输电重负荷条件下，电压和无功功 率控制变得格外重要。电力市场中除了要保证电能的有效供应外还必须保证良好的电压水平和稳定性。系统中的 无功功率控制能够引起电压的变化，因此必须保证系统中无功的平衡。与频率的全系统统一的特性不同，电压的 分布是与当地的无功供应和需求相关的 。

设系统负荷1000万千瓦，出力与负荷平衡；突然 一台30万的机组停机，系统频率下降为48.8Hz
• 几乎所有的机组检测到系统频率下降，通过频率 的负反馈控制，加大油门、阀门等；
• 负反馈控制是有差调整；系统中增加出力35万千 瓦，系统频率上升为50.2Hz；
• 调度中心控制设备自动检测到系统频率仍有0.2Hz 偏差，向AGC机组发出指令，减小出力5万千瓦， 完成调频。
ACi EPti
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调频辅助服务的价格
• 调频电量费用
– AGC机组出力在调频基值点，应获得相应的电量费
– AGC机组根据调度指令，增加/降低出力，增发或减发 部分电量，应与补偿
• 调频容量费用
– AGC机组存在调频死区，机组必须维持一定的出力， 限制机组参与实时市场、发电权市场的机会，产生机 会成本
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由图可知，通过SCADA从电力系统运行中监 测到AGC运行所需的数据：各发电机的有功出力， 联络线功率和系统频率；再用滤波器滤掉扰动信 号以后，计算区域控制误差ACE；
随后将ACE数据送到负荷分配器，运用AGC 负荷分配算法得到各发电机所需送出的有功功率；
结合当前状态下监测到的发电机有功出力， 将AGC机组所需增发的有功出力通过脉冲信号送 到厂端信号接收器，或直接送到各AGC机组的控 制端口，从而直接控制AGC机组的有功出力。
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电力市场环境下辅助服务研究的主 要问题
• 实时有功电量平衡，频率质量 ——调频辅助服务 及其定价问题
• 实时无功电量平衡，电压质量 ——无功电压辅助服务 及其定价问题
• 保证系统可靠性——备用辅助服务； 黑启动辅助服务； 及其定价问题
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13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)

第7章电力市场的辅助服务为了满足用户的需求和适应同行业之间的竞争，电力工作者必须能生产、输送和分配高质量、低成本的电能。

由于电力生产的特殊性，要保证用户得到优质、廉价的电能就必须依靠电网相关的辅助措施来确保电力市场的安全、经济和可靠运行。

在传统的电力生产模式下由于实行统一调度，统一管理，能较好地保证电力生产的安全、可靠；在电力市场条件下，发电竞争的引入和电网开放的实施及新的技术，的应用，增加了电网运行和控制的复杂性，因而会产生一些新的引起电网功角稳定、电压稳定、过负荷和系统崩溃等问题的因素。

这就使辅助服务问题越来越受到广泛的重视。

此外，在电力市场中，不能再要求发电厂和用户无条件地提供辅助服务，因此必须解决一系列问题，如与每一项辅助服务相关的费用、各辅助服务供应者的贡献、各用户使用了哪些辅助服务和使用量是多少等。

辅助服务的定价机制不但应确保供应者收回成本，还要保障其合理的利润。

随着电力市场理论的研究和实践的不断深人，辅助服务问题由于其重要性和技术上的复杂性吸引了越来越多的研究者和电力公司的兴趣。

因此对于辅助服务及其定价方式的研究在电力市场中有着十分重要的理论和现实意义。

但与电能价格相比，辅助服务定价的研究起步较晚，尚未形成理论体系。

因此，在电力市场中迫切需要对辅助服务进行深入的研究。

7.1 辅助服务概述7.1.1 辅助服务的定义及分类1.定义目前对辅助服务的确切定义并未完全统一。

辅助服务一般定义为：为完成输电的主要功能，即将电能从电厂输送到用户并保证安全和质量，所需要采取的所有辅助措施。

换句话说，在输电服务中，为保证电能质量和系统安全所采取的一切辅助措施都属于辅助服务。

不同的国家甚至电力公司对辅助服务的定义都不尽相同。

因为辅助服务的供应由系统需求决定。

其决定因素包括：（1）系统协调方式：有无统一的系统调度中心决定了辅助服务供应的模式。

（2）电力生产的结构：决定了辅助服务的重要程度，如火电占优还是水电占优。

4.3.1 南方区域 4.3.2 西北区域 4.3.3 华北区域 4.3.4 东北区域 4.3.5 华东区域 4.3.6 华中区域
4.3.1 南方区域
• 南方区域开发了全区统一的辅助服务市场支 持系统，在全国率先将辅助服务放在了区域 统一平台上进行补偿。
• 按照国际上成功电力市场的惯例，将区外售 电的电网公司视作本省内一个无辅助服务能 力的电源参与费用分摊。
电力市场运营理论与技术 ---辅助服务
主要内容
1 辅助服务概述 2 辅助服务的定价机制 3 国外辅助服务市场简介 4 我国辅助服务补偿交易情况
1 辅助服务概述
1.1 辅助服务的概念 1.2 辅助服务的内容 1.3 辅助服务的分类
1.1 辅助服务的概念
辅助服务是指在电力市场的运营过程中，为 完成输电和电能量交易并保障电力系统安全 和电能商品质量（包括ห้องสมุดไป่ตู้率、电压和可靠 性），发电厂和其它辅助服务提供者提供的 与正常电能生产和交易相互耦合的频率控制、 备用、无功支持、黑启动和其它安全措施等 服务。
• 在电力市场初期,电网所提供的无功服务, 可计入输配电服务中,仅发电机组(含调 相机组)提供的无功服务需要单独考虑。
1.2.5 黑启动
概念：整个系统因故障停运后,不依赖别 的网络帮助,通过启动系统中具有自启动 能力机组来带动无自启动能力的机组,逐 步扩大系统的恢复范围,最终实现整个系 统的恢复。
2.2.3 价值核算制
• 首先估算购买方由于获得了辅助服务而 创造的价值,然后以此为基础定价，目前 还没有真正使用它的实例。
• 在大多数情况下估价可能明显超过成本, 因此易使系统得到稳定的和充足的服务, 但会增加终端用户的费用。
2.2.4双边合同

1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
电力市场辅助服务黑启动 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特

2.5 黑启动
概念：整个系统因故障停运后,不依赖别 的网络帮助,通过启动系统中具有自启动 能力机组来带动无自启动能力的机组,逐 步扩大系统的恢复范围,最终实现整个系 统的恢复。
3. 辅助服务的分类
• 结合我国电力系统安全运行的实际需要， 考虑辅助服务市场化的可操作性，可将 辅助服务分为： 3.1 基本辅助服务 3.2 有偿性辅助服务
5.1 英格兰和威尔士的辅助服务市场 • 该市场的辅助服务分类与我国相似,包括 频率控制、无功/电压控制、备用和黑启 动。 • 辅助服务分为3种提供形式:强制性服务、 必需服务和商业服务。 • 进入电力市场的大部分机组都有义务提 供强制性服务,在电网法规和输电网络连 接条件中规定相关的技术要求。 • 仅要求部分机组提供必需服务(主要指黑 启动),鼓励机组提供商业服务。
– 按备用的目的:负荷备用、事故备用、检修备用和 国民经济备用; – 按备用的运行状态:热备用和冷备用; – 按备用的响应速度:瞬时响应备用、10分钟旋转备 用、10分钟非旋转备用、30分钟备用、60分钟备 用、冷备用； – 按备用增减出力的调整方向：上备用和下备用
2.4 无功Biblioteka 持• 概念：发电机或电网中的其它无功源向 系统注入或吸收无功功率,以维持电网中 的节点电压在允许范围内,以及在电力系 统故障后提供足够的无功支持以防止系 统电压崩溃。 • 在电力市场初期,电网所提供的无功服务, 可计入输配电服务中,仅发电机组(含调 相机组)提供的无功服务需要单独考虑。
4.2.2基于成本的补偿制
• 这种机制随着电力工业的解除管制得到 了广泛的应用。 • 在实施过程中遇到的主要问题是如何确 定计算辅助服务成本的合理方法。
• 也需要必要的惩罚和奖励措施来确保系 统得到可靠的辅助服务。

电力市场中的辅助服务（贵州大学）摘要电力市场是以电力商品交易活动为主要内容的市场，即电厂和电网之间的市场。

由于辅助服务贯穿在电力市场的每一个交易时段，并且能与电力市场紧密融合。

分析和研究辅助服务的本质涵义，就是去研究在电力市场中的各类型辅助服务功能或者能够对电力的系统安全性以及经济性等综合运行的水平会造成的影响、效能，并由此而赋予一定的经济学含义。

关键词：电力市场、辅助服务、定价机制、电能质量、提供方式Ancillary services in the power market（Guizhou University ）AbstractPower market is a electric commodity trading activities as the main content of the market, that is, power plants and electricity markets.As support services throughout each of the electricity market in the trading session, and close integration with the power market.Analysis and research support services of the nature of meaning is to study various types of support services functions in the power market or to the power system security and economy of comprehensive operating level will impact performance, and thus give some economic implications.Keywords: power market, ancillary services, pricing mechanisms, power quality, mode of delivery1.电力市场的基本概念随着电力的迅猛发展迫使我们作出建立电力市场、改革完全垄断的电力体制的探索和实践。

及调度等都将产生深层的影响和巨大的冲击 。
一.辅助服务的定义
在竞争性的电力市场中，系统的安全性受 可获得的辅助服务水平的影响,其定义为：完 成输电的主要功能――将电能从发电厂输送到 用户，并保证安全和质量所需要采取的所有辅 助措施。换句话说，在输电服务中，为保证电 能质量和系统安全所采取的一切辅助措施都属 于辅助服务。辅助服务中的管理服务包括交易 执行前调度人员执行的信息处理、分析、预测、 调度等工作，以及交易后为保证电网运行的收 支平衡和适当收益进行的结算工作 。
2.附属性服务
2.2 ASB签订合同的附属服务包括频率响 应﹑备用容量﹑无功支持和黑启动。下文将 阐述对上述各项服务的费用支付机制的细节。 英国NGC目前为附属服务支付的费用不超过 今年电力总支付费用的2%。
2.附属性服务
2.3 对每个发电厂有一个附属服务合同， 合同中详细规定了电厂中有的机组应提供的服 务内容,以及每项服务应支付的费用。
补偿实际的交易量与计划交易量的差额。
二.辅助服务的主要内容
（7）有功网损补偿 输电时造成的功率损耗通过此项服务来补偿。
（8）事故恢复服务 提供重大事故发生后系统恢复所需的功率。
（9）稳定控制服务 （10）其它
上述第（5）、（6）、（7）项服务应归 入管理服务的范畴，辅助服务重点指（1）、 （2）、（3）、（4）项。
2.附属性服务
2.1英国有两种附属性服务:义务型附属服 务(System Ancillary Servicies，系统附属服 务 ， 下 同 ) 和 有 偿 附 属 服 务 ( Commercial Servicies， 商 业 型 附 属 服 务 ， 下 同 ) 。 前 者 是 发电商有义务向NGC提供的附属服务(例如频 率响应和无功支持)，后者是通过双方合同由发 电商向NGC提供的附属服务。

备用的供给
备用的供给商 发电厂商 可中断或可削减用户
备用成本分析
备用的容量成本 -容量成本包含在容量报价当中 。？ 机会成本 其他成本
备用市场分析
• 集中调度交易模式 ----基于报价顺序优先级的调度（Merit-Order-
based Dispatch）
----联合调度（Joint dispatch）
结论：这种方法，不是一种经济的方法。
法3：LOLP/VOLL方法
• LOLP（Loss-of-load probability）为失负 荷概率。
• 失负荷价值VOLL（Value of lost load） • LOLP×VOLL为失负荷的成本，最优的备
用水平为失负荷的成本与备用成本之和的 最小点处。
旋转备用
• 旋转备用补偿费用（元）=旋转备用贡献量 （kWh）×0.02元/kWh
无功辅助服务
• 发电机组进相期间实际吸收的无功电量， 按0.03元/kVarh；(东北）
• 有偿无功补偿费用（元）=提供有偿无功电 量（ kVarh ）× 0.05元/kVarh 。（华中）
黑启动服务
• 黑启动能力费：根据具体的测算定。 • 黑启动使用费：500万元/台.次。
缺点：
没有考虑用户的可靠性需求的差异，用户备用 需求的弹性，用户的WTP（Willing to Pay），用户 没有选择权。该方法在使用中，多用VOLL的平均 值代替所有时段，所有用户的失负荷价值。但不同 电网，不同时段，不同类用户，VOLL的值不同， 用VOLL的平均值代替所有时段，所有用户的失负 荷价值，难以达到社会资源的最优配置与备用水平 的最优化。
作业
• 中国风电弃风与辅助服务市场机制设计。
• Reg-Up: P1 = 18.44 $/MW 旋转备用: P2 = 35.97 $/MW 非旋转备用: P3 = 18.00 $/MW 替代备用: P4 = 198.98 $/MW

市场基本原理
完全竞争市场
条件：1、买卖者数量大
2、产品同性质
3、资源流动性
4、信息完全性
作用：1、促使微观经济运 行保持高效率； 2、促进生产效率的提高；3、提高资
源的配置效率；4、
增进社会利益；5、消费者及消费需求满足的最大
规模经济性
在一定的社会需求量和生拆技术条件下，有一个企业家完成某件商品的生 产成本，小于多个生产厂家联合完成时的成本之和。
电量。 16
Part2 新电改
新 电改
经营性电价放开 新增配电业务放开
售电业务放开 发电计划放开
电力交易平台独立 于电网
政府加强整个电力行 业的规划职能
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一 二 三 四 五
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1、比较新电改和五号文件 2、分别从发电侧、配电侧、售电侧角度分析改革 的原因，以及改革后相应的配套机制 3、IRP的相关内容 4、新电改中电价改革的相关内容 5、国外电力市场改革的经验（英国和美国）
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原因——输配分开加大成本 输电和配电两个网络都具有规模经济性和范围效益特性， 据分析，我国实行输配分开将增加成本600~800亿元，不 利于电力工业效率的提高，反而带来效率损失，也会降低 电网运行的安全度。很多国家输配分开主要是产权多元化， 我国目前不打算电网整体产权私有化，所以根据具体实际 不必要输配分开。
周期 短 较长 很长
原因 系统末端小操作，风雨摇摆线路等 工业中大电机，电炉，电气机车的开停 人们生活及气象变化引起的
电力系统的短期运行是典型的分层控制
分
第三级控制
层
控
第二级控制
制
第 一 级 控制
调整发电机组控制实际负荷 与预测负荷质之间的误差

基础知识：成本
长期边际成本
指规划期内每增加一单位产量所增加的总成本。 LMC= dTC/dQ
LMC代表短期边际成本 dQ代表增加的产量 TC代表规划期的总成本，包括固定成本和变动成本
较长时期内，固定成本也随产量的变动而变动，所 以长期边际成本包括固定成本和可变成本两部分。
短期边际成本、短期平均成本、短期平 均可变成本的关系
指厂商短期内每增加一单位产量所增加的总成本。 6-35kV一般称高压配电网； 按直线折旧法计算，5-8%。 一级输电网：一般有220kV及以上电压等级的主干电力线路组成，连接大型发电厂、相邻子电力网、特大容量用户； 南方电网: 点对网(点)输电价格 主要包括原材料、燃料的支出以及生产工人的工资。 输配电总收入水平的确定 电厂生产和管理部门人员的工资、社保、医保、公积金等； 其他:临时交易输电价格 根据国家税收政策，增值税税率为17%，城市维护建设税和教育附加分别取增值税的7%和3%； 以FC代表短期固定成本 当按财务净现值法NPV计算，NPV为零时求出的折现率记为财务内部收益率 最大需量（元/千伏安/月） 定义为在系统优化规划和优化运行的基础上，增加单位电能供应而使系统成本增加的成本。 1）双方协商价格：签订双边合同 企业按工资总额和规定提取比例计提的职工福利费。 根据《关于南方电网西电东送价格有关问题的通知》（计价格[2002]781号）、《国家发展改革委就南方电网实施煤电价格联动有关问 题发出通知》（发改价格[2005]664号）和《国家发展改革委关于龙滩水电站电价问题的通知》（发改价格[2007]2281号）规定。 （1）5月底之前签订的远期和期货合同： 生产运行、维修和事故处理等所耗用的水处理化学药品、材料、备品备件和低值易耗品等
其特征在于它在一定时间范围和业务量范围内其总额维 持不变，但是相对于单位业务量而言，单位业务量所分 摊（负担）的固定成本与业务量的增减成反向变动。

一. 附属服务在英国的发展
在英国，电力交易通过电力联营体进行而 附 属 性 服 务 则 由 ASB(Ancillary Servicies Business附属性服务业务部门，下同)管理。 这里介绍英国的主要附属性服务，以及电力系 统购买附属性服务的实施办法。
1.引言
1.1 1990年4月NGC(英国国家电网公司， 下同)成立了ASB。ASB的职责是以经济的方式 购买附属性服务，以便使电力系统频率和电压 维持在允许波动范围之内。
电力市场中发电与辅助服务的协调优化调度与交易问题研究第十二部分电力市场中考虑发电机组可靠性的优化调度模型及应用研究第十三部分电力市场中的安全价格及供求弹性影响分析第十四部分
电力市场辅助服务理论及应用 ————专题讲座
华北电力大学工商管理学院 主讲人:曾鸣 2002年1月
目录
第一部分 辅助服务的主要内容及市场运作模式 一.辅助服务的定义 二.辅助服务的主要内容 三.辅助服务的市场运作模式
4.停机备用容量
(Standing Reserve)
4. 1对于电网调度员，有两种主要的备用 容量来源:旋转备用（Scheduled Reserve）和 停机备用。前者通过带部分出力的电厂和互联 电网提供，不需要签订附属服务合同，可由电 网调度员根据需要直接调度。
4.停机备用容量
(Standing Reserve)
三.辅助服务的市场运作模式
提供辅助服务的模式一般有3种：统一型、 投标型和双边合同型。统一型指辅助服务必须 由系统调度员统一安排协调，在结算时根据各 参与者对辅助服务命令执行的情况，对其进行 奖惩。投标型指各客户分别对每一种辅助服务 进行投标，调度员根据他们的投标情况，排定 优先次序，安排辅助服务供应计划，使提供辅 助服务的费用为最小。双边合同型是指某一辅 助服务的用户直接与供应者签订双边合同，从 而得到其所需的辅助服务，而无需通过系统运 行人员 。