一种荷网源协调控制模式下的电力电量合约交易方法与流程

本发明涉及电力市场领域，具体涉及一种荷网源协调控制模式下的电力电量合约交易方法。

背景技术：

面对日益严重的能源危机和大气污染，近年来以风电和太阳能光伏发电为代表的新能源企业迅猛发展，我国风电装机容量已据世界之首。然而，作为重要风电基地的内蒙、甘肃、河北、吉林、新疆等能源大省，由于电网调峰能力不足、网架结构和外送通道滞后，弃风/弃光现象日益严重，此外新能源出力的间歇性、随机性等特点又对消纳带来了一定困难。同时，高载能企业作为重要的工业负荷，具有电量消耗大、电压等级高、用电负荷率高及大部分企业配备自备电厂等特征。高载能企业具有很好的调节能力，生产决策对电价敏感决定其具有较高地响应积极性。因此，在荷网源协调控制模式下，结合新能源(源侧)和高载能企业(荷侧)的两者需求，通过有效地协调机制以实现双方匹配是关键问题所在。

目前世界上很多国家和地区鼓励通过市场化手段实现不同类型资源的利益调节，促进清洁能源多发满发并实现节能减排的目标。针对这一情况，本发明设计了一种荷网源协调控制模式下的电力电量合约交易方法。在荷网源协调控制模式下，提出了具有“日电力考核月电量结算”特征的电力电量合约交易模式，以实现最大限度地新能源消纳。

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技术实现要素：
相关的专利条目。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种荷网源协调控制模式下的电力电量合约交易方法。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种荷网源协调控制模式下的电力电量合约交易方法，所述方法包括以下步骤：

(1)明确交易市场成员范围，确定申报交易的优先级；

(2)根据各参与方申报的电量-电价对，确定匹配优先级，进行集中撮合交易，直至满足撮合结束的有效条件，获得各参与方的交易补偿电价和交易电量；

(3)明确电力电量违约考核规则，在荷网源协调控制模式下合约执行时对交易方进行日电力考核和合约电量考核；

(4)电费结算和支付。

优选的，所述步骤(1)中，所述交易市场成员包括：新能源发电企业、电力用户高载能企业。

优选的，所述步骤(2)中，所述匹配优先级包括，买方按照报价从高到低的顺序排定交易优先级，卖方按照报价从低到高确定优先级，进行高低匹配撮合。

优选的，所述步骤(3)中，对新能源发电企业进行日电力考核，以调度中心下发的协议消纳发电计划曲线为考核基线对合约电量进行考核，所述合约电量包括违约超发电量和违约少发电量：

新能源发电企业的实际增发功率曲线超过功率允许偏差上限的发电量为违约超发电量C_g+，表达式如下：

C_g+＝∫(ΔG(t)-G_lim+(t))dt (1)

新能源发电企业实际增发功率曲线低于功率允许偏差下限的发电量为违约少发电量C_g-，表达式如下：

C_g-＝∫(G_lim-(t)-ΔG(t))dt (2)

其中，ΔG(t)为新能源实际增发功率曲线，G_lim+(t)为新能源协议消纳发电计划功率允许偏差上限曲线；G_lim-(t)为新能源协议消纳发电计划功率允许偏差下限曲线,t表示时间。

优选的，所述步骤(3)中，对电力用户高载能企业进行日电力考核，以协议消纳调整用电曲线为考核基线对合约电量进行考核，所述合约电量包括违约超用电量和违约少用电量：

电力用户高载能企业实际调整功率曲线超过功率允许偏差上限的用电量为违约超用电量C_l+，表达式如下：

C_l+＝∫(ΔL(t)-L_lim+(t))dt (3)

电力用户高载能企业实际调整功率曲线低于功率允许偏差下限的用电量为违约少用电量C_l-，表达式如下：

C_l-＝∫(L_lim-(t)-ΔL(t))dt (4)

其中，ΔL(t)为电力用户高载能企业实际调整功率曲线，L_lim+(t)为用户协议消纳调整用电功率允许偏差上限曲线；L_lim-(t)为用户协议消纳调整用电功率允许偏差下限曲线。

优选的，所述步骤(4)在合约执行期内，电费结算按照月度结算年度清算的原则，由具有法人资格的电力公司分别与买卖双方按月进行结算。

与最接近的现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明提供的技术方案充分考虑了将新能源(源侧)和高载能企业(荷侧)两者的发用电特点，充分调动了高载能企业的调节能力，参与协调控制以实现可再生能源的深度消纳。

本发明通过市场化手段调动源荷各参与方进行集中撮合(竞价)交易，具有“日电力考核月电量结算”特征的电力电量合约能真正意义上实现新能源发电和负荷用电之间的电力平衡。相比传统中长期电量合约，本发明提供的技术方案更能适应新能源出力的随机波动性，进一步提升新能源弃风弃光电量的消纳能力。此外，本发明提供的交易模式有利于培育市场交易成员，推动我国电力市场改革进程，更适合我国目前计划与市场双轨并行发展的过渡阶段。

附图说明

图1是本发明提供的荷网源协调控制模式示意图。

图2是本发明提供的新能源发电的电力考核示意图。

图3是本发明提供的荷网源协调控制模式下的电力电量合约交易方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

本发明是一种荷网源协调控制模式下的电力电量合约交易方法，相比传统中长期电量合约交易有较大的不同，采取了如附图1所示的技术方案进行实现。基于大规模风/光电/高载能并网的荷-网-源协调控制系统，源荷双侧信息得以进行实时交互，是电力电量合约交易的基本保障，是合约执行并进行电力考核的依据。在荷网源协调控制模式下，可以实现利用负荷侧资源即高载能企业的调节能力实时消纳新能源弃风弃光电量，能真正意义上达到新能源发电和负荷用电之间的电力平衡。在荷网源协调控制模式下，具体控制流程：①负荷侧高载能企业向调度中心上送负荷调节能力曲线和原始计划曲线；②新能源企业根据预测上报限电基准值和弃风弃光电力需求曲线；③调度中心对供需进行电力曲线匹配；④调度中心向高载能负荷下发调节需求；⑤高载能负荷根据实际情况反馈上报修正后的调整用电计划，即形成协议消纳调整用电曲线；⑥调度中心根据实际可调度情况给新能源企业下发出力计划，即形成协议消纳发电计划曲线。图1给出了荷网源协调控制系统的控制流程示意图。

在荷网源协调控制模式下，电力电量合约交易模式包括下列步骤:

1、明确交易市场成员范围，确定申报交易的优先级。

交易市场成员范围：

①新能源发电企业：已并网发电、具有独立法人资格、出力不受网架和时段限制的集中式光伏、风电新能源电厂。

②电力用户高载能企业：符合准入条件规定的电解铝、铁合金、电石、碳化硅等高载能企业，用电容量在315KVA及以上且年用电量在一定标准以上的新兴产业；同时包含企业所属自备电厂。

确定申报优先级：

综合考虑参与交易各市场成员的差异性，根据各电网的实际情况确定申报优先权，确保交易结果更合理。如根据实际电网的弃风/弃光水平、装机容量占比、政府补贴力度、地域差异等因素，在申报前明确规定各市场成员的容量配比以及申报优先级等。

2、进行集中撮合(竞价)交易，根据各参与交易方申报电量-电价对确定匹配优先级，进行“高低匹配”撮合直至满足撮合结束的有效条件，获得各参与方的交易补偿电价和交易电量。

①新能源发电企业(买方)根据自身弃风/弃光水平、盈利空间及对对手的竞价猜测等情况，申报一轮交易电量与购买报价；电力用户高载能企业(卖方)根据自身用电特性、可调节能力、调节成本和利润空间等，申报一轮交易电量与出让报价；

②确定匹配优先级，买方按照报价从高到低的顺序排定交易优先级，卖方按照报价从低到高确定优先级，若报价一样则交易电量多者优先，进行优先级的“高低匹配”撮合；当卖方申报交易电量中达成交易的比例值达到预设阀值(该条件为撮合结束的有效条件)，则撮合结束。将优先级最高的买卖双方进行电量-电价匹配，若购买报价不低于出让报价且买卖双方申报的交易电量未全部成交则匹配成功，然后撮合优先级次高的交易，以此类推；若购买报价高于出让报价或买卖双方申报的交易电量任何一方已全部成交，则该轮撮合结束；检查最终交易电量是否满足要求(如卖方申报交易电量90％以上达成交易)，若没满足则该轮撮合失败，进行新一轮报价；

③若本轮撮合有效，则按照最终匹配电量进行与出清结果的安全约束校核，如果不满足，则从成交的“交易对”中从后往前依次调整与阻塞相关的匹配电量，并从未成交的“交易对”中从前往后进行交易电量补充，直至满足约束条件。

④检查最终交易电量是否满足要求，满足则完成本次交易否则进行新一轮报价。

⑤交易结束，获得各参与方的交易补偿电价和交易电量。

3、明确电力电量违约考核规则，在荷网源协调控制模式下合约执行时对交易方进行日电力考核和电量考核。

在荷网源协调控制模式下的电力电量合约其特点在于，一方面需对各参与交易方进行日发用电曲线的电力考核，违约超发(用)和违约少发(用)均属于违约；另一方面，在合约执行期内满足规定功率允许范围内的累计消纳新能源发(用)电量/累计消纳新能源少发(用)电量均满足合约交易电量，否则视为违约。

①实际发用电功率允许偏差

在任何时段，各参与交易方实际运行曲线与调度中心下达的协议消纳发用电计划曲线(包括临时调整曲线)所定功率允许偏差范围按照现行管理规定执行，所定功率允许偏差范围为装机容量或用电容量的规定百分比，对于超发(用)或者少发(用)均以违约处理。对于新能源的考核基线为协议消纳发电计划曲线，对于电力用户高载能企业的考核基线为协议消纳调整用电曲线。以新能源企业发电的电力考核为例，其示意图如图2所示。

②新能源发电企业买方电力电量违约考核

在合约执行期内新能源实际消纳发电量为新能源实际增发功率曲线在时间上的积分，表达式如下：

C_g＝∫ΔG(t)dt (1)

其中，ΔG(t)为新能源实际增发功率曲线。

在任何时段，如果新能源发电企业违反调度指令发电、不发电或违反调度指令超出允许偏差范围发电，造成超发或少发的电量部分为违约超发或少发电量。违约超发或少发电量包括以下三种情形：(1)未经同意擅自开机或停机造成超发或少发的电量；(2)超出规定的允许偏差范围发电经警告无效造成超发或少发的电量；(3)紧急情况下，不听从调度要求减少或增加机组出力的指令造成超发或少发的电量。

当新能源实际增发功率曲线超过功率允许偏差上限的发电量为违约超发电量，表达式如下：

C_g+＝∫(ΔG(t)-G_lim+(t))dt (2)

当新能源实际增发功率曲线低于功率允许偏差下限的发电量为违约少发电量，表达式如下：

C_g-＝∫(G_lim-(t)-ΔG(t))dt (3)

其中，G_lim+(t)为新能源协议消纳发电计划功率允许偏差上限曲线；G_lim-(t)为新能源协议消纳发电计划功率允许偏差下限曲线,t表示时刻，在电量计算时需对功率在执行时间区间内进行积分。

在合约执行期内满足规定的允许功率偏差范围内所形成的发电量，为累计消纳新能源发电量C_G，表达式如下：

C_G＝C_g-C_g+ (4)

当合约执行期结束，累计消纳新能源发电量大于合约交易电量C_g0时为合约超消纳发电量C_g0+，表达式为：

C_g0+＝C_G-C_g0 (5)

当合约执行期结束，累计消纳新能源发电量减去由自身造成的违约少发电量小于合约交易电量C_g0时为合约少消纳发电量C_g0-，表达式为：

C_g0-＝C_g0-C_G-C_g- (6)

③电力用户高载能企业卖方电力电量违约考核

在合约执行期内电力用户高载能企业实际消纳新能源用电量为用户用电实际调整功率曲线在时间上的积分，表达式如下：

C_l＝∫ΔL(t)dt (7)

其中，ΔL(t)为电力用户高载能企业实际调整功率曲线。

在任何时段，如果电力用户高载能企业反调度指令超用电、不用电或违反调度指令超出允许偏差范围用电，造成超发或少发的电量部分为甲方违约超用或少用电量。违约超用或少用电量包括以下两种情形：(1)超出规定的允许偏差范围造成超用或少用的电量；(2)紧急情况下，不听从调度要求减少或增加出力的指令造成超用或少用的电量。

当电力用户高载能企业实际调整功率曲线超过功率允许偏差上限的用电量为违约超用电量，表达式如下：

C_l+＝∫(ΔL(t)-L_lim+(t))dt (8)

当电力用户高载能企业实际调整功率曲线低于功率允许偏差下限的用电量为违约少用电量，表达式如下：

C_l-＝∫(L_lim-(t)-ΔL(t))dt (9)

其中，L_lim+(t)为用户协议消纳调整用电功率允许偏差上限曲线；L_lim-(t)为用户协议消纳调整用电功率允许偏差下限曲线。

在合约执行期内满足规定的允许功率偏差范围内所形成的用电量，为累计消纳新能源用电量C_L，表达式如下：

C_L＝C_l-C_l+ (10)

当合约执行期结束，电力用户高载能企业累计消纳新能源用电量大于合约交易电量C_l0时为合约超消纳用电量C_l0+，表达式为：

C_l0+＝C_L-C_l0 (11)

当合约执行期结束，累计消纳新能源用电量减去由自身造成的违约少用电量后小于合约交易电量C_l0时为合约少消纳用电量C_l0-，表达式为：

C_l0-＝C_l0-C_L-C_l- (12)

4、电费结算和支付

合约执行期内，电费结算按照月度结算年度清算的原则，由具有法人资格的电力公司分别与买卖双方按月进行结算。

对于电力用户高载能企业卖方，电力公司每月按照高载能用户实际支付的下网电费金额向其开具结算发票。

高载能企业月度结算电费＝下网电价*月度用电量－交易补偿电价*月度累计消纳新能源用电量

对于新能源发电企业买方，每月按照电力公司实际支付的上网电费向其开具结算发票。

新能源月度结算电费＝上网标杆电价*月度发电量－交易补偿电价*月度累计消纳新能源发电量

最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。