电力市场环境下对电网调度运行的影响分析及发展建议

杨春祥 吴国栋 吴锋 张妙静 吴春燕 张天宇

摘  要：调度业务作为电网运行的核心业务，在电力现货市场建设后将发生巨大的转变，调度业务的发展与电力市场的建设进程应当相互协同推进。文章首先分析了电力市场改革对电网调度运行的影响，在此基础上提出了调度机构适应电力市场改革的发展建议，探索未来调度业务的发展方向，以期对市场环境下电网运行和市场运转的相互衔接以及电力市场的正常开展和稳定运行提供有益借鉴。

关键词：调度运行;电力市场;影响分析;发展建议

中图分类号：F426.61       文献标志码：A         文章编号：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 电力市场改革对电网调度运行的影响

1.1 电力市场改革对发电计划制定的影响

传统电厂发电计划编制工作是由调度机构根据交易中心下发的年度、季度、月度购电计划和基数电量月度安排完成进度，结合电网每日供需形势变化、机组检修安排、跨省跨区输电通道能力等影响因素，按照三公调度原则合理安排各发电机组开停机计划和发电曲线的工作[1]。在深化电力体制改革的背景下，随着电力现货市场的建设开展，电厂的开停机计划和发电曲线将通过市场竞价优化出清形成，传统的发电计划形成机制将被打破。电力市场改革对于传统调度发电计划工作的影响主要体现在以下几个方面：第一，随着市场化改革的不断深入，现货市场、辅助服务市场等新的市场组织模式和新的交易品种不断涌现，发电计划编制中需要考虑的因素增多，这些变化使得发电调度计划面临越来越严峻的挑战。第二，电力市场环境中，日发电计划主要由现货市场的相关出清算法决定，调度原本的发电日计划制定业务主要转变为确定市场出清边界条件。第三，随着现货市场的开展，发电计划的制定周期将延伸至日内甚至实时阶段。调度机构需要适应电力市场开展环境，将发电计划编制的维度推进到日前和实时。第四，随着电力市场交易的不断深入开展，电力交易愈加频繁，交易规模呈现不断扩大趋势，为保障市场的高校运作和实施结果的准确性，调度计划的制定必须向自动化、智能化方向发展。

1.2 电力市场改革对电网安全校核的影响

安全校核是调度机构在市场化环境下保障电网安全的重要手段，同时由于校核结果可能影响市场成员经济利益，必将成为各方关注焦点。然而，市场交易会导致电网潮流多变，交易频度和交易结果安全校核频度增加，安全校核难度和工作量面临着新的挑战[2]。第一，传统按照年、季、月度滚动开展离线分析、制定控制策略和输电极限的方法，需要适应市场化环境下灵活多变的潮流方式，离线计算考虑的因素将更加復杂，传统的离线型安全稳定分析不能满足电力市场的要求。第二，现有中长期安全校核为经验校核，模式较为粗放，难以满足电力市场的要求，中长期安全校核需要向量化校核转变，以提高准确性和规范性。第三，从时间维度上，仅开展日前计划量化安全校核的模式已经难以适应当前调度计划管理的要求，迫切需要完善包括中长期、日前、日内全周期的智能化安全校核机制和手段。

1.3 电力市场改革对电网供需平衡的影响

为保障电网安全稳定运行和可靠供电，平衡电网用电负荷波动和新能源发电预测偏差，应对发输变电设备意外停运等不确定事件引起的电网功率突变，电力调度机构在制定调度计划过程中，通常预留一定的发电容量。在市场环境下，调度机构考虑供需平衡情况、进行全网备用管理遇到了新的挑战。第一，在电力市场化改革中，发电厂机组容量是否参与运行备用市场取决于发电公司自身的经营决策目标、机组技术特性以及市场的激励制度，而非系统的强制调度。第二，传统考虑全网供需平衡，进行备用管理往往以经验为基础，对电网备用需求缺乏精细化的分析，难以兼顾系统经济性的要求。而在电力市场环境下，备用辅助服务交易主要基于市场运行，强调利用市场定价机制有效地配置各种资源，在保障系统安全可靠运行的前提下，实现经济上的优化。

2 调度机构适应电力市场改革的发展建议

2.1 供需预测业务改进方向

（1）加深预测精细程度。为了统筹全网可控资源，保证电网电力有序供应和清洁能源最大限度消纳，调度机构需要建立大电网的关键节点精细化模型，开展更大范围下的供需预测分析，深入各省区关键节点，把控负荷预测情况。

（2）提高预测精度要求。电力现货市场建设对整体市场结算有较大的修改，为避免因负荷预测波动较大而导致调度机构在市场结算过程中处于被动地位，双规制资金偏差导致电网公司可能承担相应风险，需要提高负荷预测的精确度。同时，调度机构需要推进电力平衡预测、分析和管理技术支撑平台的建设，提供更加准确的负荷预测技术，实现负荷预测管理和全网清洁能源预测管理，实现全网平衡分析。

2.2 发电调度计划业务改进方向

（1）提升发电调度计划精细化管理水平。电力市场环境下，发电调度计划制定是基于安全约束机组组合（security constrained unit commitment， SCUC）、安全约束经济调度（security constrainedeconomic dispatch，SCED）算法根据最新负荷预测和电网最新边界条件进行精确的数学优化。调度机构需开发满足要求的出清算法。

（2）实时供需偏差管理。对于实时市场优化后仍存在的实时供需偏差，需进行人工干预，基于成本最小化的原则来调用反应速度满足要求的备用机组和从调频市场的出清序列中调用调频机组以满足实时供需偏差。

2.3 电网阻塞管理业务改进方向

（1）提高全网校核的精细化程度。为适应多种类型的电力市场运营，调度机构应积极开展多周期关键线路可用传输容量评估方法研究，实现对传输容量的动态、精准把控，能够在组织交易前给出关键线路的极限传输容量。开展新一代安全校核关键技术研究，与新一代调控系统融合，自动读取模型和数据，实现对关键断面全方位、全周期的安全校核计算。

（2）提高电网阻塞的管理效率。一方面，加强电网全过程运行控制，对电网连续过程的安全指标演变进行综合展示，提前感知电网未来阻塞风险。以15分钟为周期，滚动校核调度计划、操作、事故预案、清洁能源消纳，提前采取计划调整，实现对未来电网阻塞预管理。另一方面，在校核计算中出现阻塞时，可以根据阻塞断面将电网分区，阻塞片区分别调整发电计划以消除电网阻塞。

2.4 新能源管理业务改进方向

（1）提高预测水平。新能源机组作为市场参与主体，其出力预测精确度不仅直接关系到自身实际利益，同时会对电网的安全运行产生影响。为了保障新能源企业自身利益和电网运行安全，需要进一步提高新能源发电预测水平：一是由新能源自行开展中长期（年、季、月）、短期、超短期发电功率预测;二是加强新能源机组并网运行考核，强化新能源功率预测及计划执行考核;三是通过市场化的手段引导新能源企业提高预测精度，规范新能源出力预测业务。

（2）完善消纳机制。保障新源消纳，一是加强新能源发电特性研究，将新能源发电纳入年度运行方式分析电力电量平衡范畴以及日前和日内的计划管理;二是建设深度调峰辅助服务市场，用市场机制调动机组参与调峰积极性;三是建设考虑新能源发电不确定性的备用辅助服务市场，进一步挖掘系统调峰潜力，确保完成年度新能源消纳目标;四是市場方案设计要从机制上保证新能源在电力现货市场中优先成交，实现新能源的优先消纳，开展新能源优先调度评价工作。

2.5 建立健全辨识和风险预警机制

调度机构需要针对市场风险，积极开展市场模拟仿真分析，预警市场潜在风险，提出应对措施;加强市场运营监控，通过事前预防、事中监测、事后评估和处罚等措施防控市场操纵行为;加强现货交易平台安全稳定运行管理，确保平台、用户交互数据满足安全性、私密性等信息安全要求;推动建立交易能力保证制度，降低市场结算风险;建立信用评价体系、合同执行与违约惩罚机制。

为避免具有市场力的发电企业操纵市场价格，缓解市场主体串谋现象，出清算法将设计基于机组历史报价的市场力监测机制，对市场串谋的主体中标电量进行随机分配，动态平抑市场力，抑制市场串谋，防范市场失灵。

根据2019年国资委下发的文件，西北地区将开展煤电整合工作，发电集团极有可能通过内部串谋行使市场力，调度机构需要在现货市场开展前、市场出清后对市场力进行检测，主要考虑行为测试环节。行为测试方法为在特定时间段，对具有市场力的发电集团旗下机组电能量报价与市场力检测参考价格作对比，当发电机组电能量报价小于等于市场力检测参考价格时，该发电机组被认定通过行为测试;当发电机组电能量报价大于市场力检测参考价格时，该发电机组被认定不通过行为测试。发电机组的市场力检测参考价格由市场管理委员会提出建议，经政府电力主管部门同意后执行。市场力缓解措施为将发电机组电能量报价超过市场力检测参考价格的部分替换为市场力检测参考价格。

3 结束语

本文首先分析了电力市场化改革对电网调度运行的影响，综合考虑发电计划制定、电网安全校核、电网供需平衡等方面在市场化环境下面临的问题，然后对市场化环境下调度机构的发展方向进行了探讨，以期为我国电力市场和发电调度管理模式的不断成熟与完善提供理论支撑。

参考文献：

[1]谢冰，杨小卫，于壮状，等.考虑“三公”调度的两阶段年滚动发电计划优化模型[J].电力自动化设备，2018，38（12）：161-167.

[2]袁泉，周毓敏.电改对电网调度运行方式管理的影响[J].中国电力企业管理，2018（22）：51-53.