电力市场中网损分摊方法的研究

张　艺

[摘要]分析几种典型的网损分摊方法,介绍国外电力市场对输电网损的处理方式,最后对不同的网损分摊方法进行分析。

[关键词]电力市场 网损分摊 交易模式

中图分类号:TM-9文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0910126-01

随着各省网之间的功率交换日趋频繁,大量的转运业务随之出现。转运为电网带来巨大经济效益的同时对中间提供转运服务的电网(转供网)的网损的影响也是很大的。不同的计算和分摊方法会造成不同电网用户间分摊比例的很大的差异,因此如何进行公平合理的分摊是电力市场良性发展的关键问题之一。

一、典型的网损分摊方法

(一)平均网损分摊法。平均网损分摊法实质是一种“邮票法”,不考虑输电网的结构、输电线路的距离和输送功率的收发点位置,在全网范围内按相同的网损系数进行分配,即无论转运路径如何,损耗分摊量总由转运功率量决定。

(二)边际网损系数法。边际网损系数法实际上是灵敏度分析法的一种——GSDF法,它根据节点注入功率的单位变化引起全网网损变化量的大小来对各节点进行网损的分摊,并且这种方法同时考虑到了有功和无功对网络损耗的影响。

(三)潮流增量法。潮流增量法是根据每个输电转运服务用户的功率总量对系统损耗的影响来确定其应当承担的输电损耗,是针对转运交易提出的。该方法分交易估价法和合计分摊法。

(四)潮流追踪法。潮流追踪法的基本原理是:假定输电节点是个理想的潮流混合器,潮流在各个节点上依据节点功率等比例分配原则分布,从而计算输电线路的功率组成和发电机与负荷间的实际功率传输关系,根据各用户功率对各输电元件的利用份额确定其应承担的损耗。

二、国外电力市场模式及所采用的网损分摊方法

(一)英国电力市场。1990年英国建立英格兰-威尔士电力市场,采用非购电侧竞争的电力联营体(Pool)的市场交易模式。1998年英国政府进行了第二次电力市场改革,建立了新的电力交易协议(NETA),2001年NETA正式开始实施。NETA的一个基本原则是希望大宗购电和售电交易都能够通过自由谈判、签订双边或多边合同的形式完成,而剩余的少量电力交易再通过有组织的市场PX来进行,因此是一种双边交易的模式。

英国电力市场输电网损系数的确定方式是边际网损系数法与加权平均算法的结合。

(二)加州电力市场。加州电力市场中的主要参与者包括发电公司、独立系统操作员(ISO)、电力交易所(PX)、计划协调所(SC)和电力用户等。其主要特征是ISO与PX分离。PX负责日前市场,接收市场成员申报的次日或小时前的购、售电报价,确定市场成交价格,并将成交的交易提交给ISO,而ISO负责实时平衡市场。

加州电力市场中也存在双边交易,但是它只允许有实际功率交换的双边交易,不允许作为金融工具的双边交易。双边交易主要由SC负责安排,并提交给ISO。市场中的网损分摊采用的是边际网损系数法,但是其独立系统操作员(ISO)是将网损分摊给发电(或注入功率)节点。

(三)澳大利亚电力市场。澳大利亚国家电力市场采取以电力联营体为核心的批发市场模式,供电方同时参加电力联营市场的竞争。供电商(零售商)和大用户必须通过输配电网络从电力联营市场购电,供电商将电能零售给终端用户,用户可以选择供电商。国家电力市场管理公司(NEMMCO)为电力联营市场的主要运营者,并负责电力供需平衡和安排辅助服务。

澳大利亚国家电力市场(NEM)包括输电网(220KV及以上)和配电网(220KV以下)两部分。其中,输电网采用节点和边际网损系数法,配电网采用平均网损系数法。

三、网损分摊方法的比较

平均网损分摊法在全网范围内实行一个统一的网损系数,各用户在整个电网范围内按该系数等比例分摊网损,忽略了用户实际利用各条线路的程度。事实上,如果用户就近买电,那么按照平均网损分摊法计算的其应承担的网损将大于用户实际对系统造成的影响。这样处理的结果是不能提供合理的市场信号,无法满足市场环境的要求。

边际网损系数法基于灵敏度的概念,能够表征系统中各节点注入功率的单位变化引起的系统损耗的变化情况,它是电力系统中应用非常广泛、久远的一种方法。但是这种方法除了有前文所提到的不能保证全网网损与分摊给各用户的网损之和相等、分摊结果依赖于平衡节点的选取等缺陷外,还有一些问题,如某发电节点的损耗灵敏度有可能为负数,其原因是该节点比平衡节点离系统的负荷中心“近”,按此结果输电公司要对该用户予以损耗补偿,这对于输电公司是难以接受的。

潮流增量法的分摊看似合理,但是在转供网电力不足,需要从转运供电方用电的情况下,将转供网损耗的增加量全部分摊给转运用户是不可取的。因为对于一些线路上的交叉损耗是由三部分造成的:(1)转供网内部的功率流动;(2)转供网从转运供电方注入的供内部用户消耗的功率;(3)转供网转运的功率。因此,转运用户有理由认为如果转供网内部没有功率流动,那么转运用户所承担的损耗就只有第(3)部分功率所引起的损耗,正是由于交叉损耗是由转供网中的用户和转运用户共同引起的,理应由双方共同承担。潮流增量法并不能满足这一要求,而潮流追踪法将线路功率归属至各个负荷,根据负荷对线路的利用程度分摊转供网的网损,因此更具有适用性。

潮流追踪法通过追踪发电机输出功率(或负荷功率)的走向,确定发电用户和用电用户功率的对应关系,发电用户或用电用户功率在输电元件中的份额等。在此基础上,根据特定的损耗分摊原则,求得发电用户或用电用户所应当承担的损耗责任。对于交叉损耗,它不是简单的将其分摊给某个用户,而是根据用户功率占线路功率的比例在相关用户间分摊,这一点是前两种方法所不能做到的。该方法分摊思路清晰,形象直观,对各条线路潮流及损耗的归属都有明确的解释。而且其分摊过程基于状态估计或潮流计算的基础,能够保证分摊结果与总网损的一致性。它最为清晰地剖析了损耗分摊的机理,能够提供最多、最全面的市场信号,也应该是市场成员最容易接受的方法。

参考文献:

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