电力市场理论与技术-电力市场运营系统

电力市场理论与技术---电力市场运营系统电力市场运营系统（国内常称为电力市场技术支持系统）1市场模式与市场运营系统2典型电力市场运营系统功能配置3我国电力市场运营系统总体结构1市场模式与市场运营系统•电力市场运营系统内涵：–电力市场运营系统是一套计算机数据处理系统，它根据电力市场模式，实现电力市场的规则，以支持电力市场的运营，既保证电力市场的公平、公正和公开竞争，又保证电力系统的安全、稳定、优质和经济运行。•市场运营系统与市场模式的关系：–电力系统的具体情况（如：电网、电源、用户）和社会的具体情况（如：政治、经济、法律、文化、历史等）决定了当地电力市场的模式；而电力市场的模式又决定了市场的结构和运行规则；进而市场结构、运行规则及当时的技术水平共同决定了电力市场运营系统（EMOS）的构成及功能。–反过来，电力市场运营系统又将影响市场结构和运行规则；市场结构和运行规则也影响市场模式；市场模式进一步影响电力系统和社会生活电力市场运营系统电力市场模式、结构、规则电力系统及社会环境1市场模式与市场运营系统（续）2典型电力市场运营系统功能配置•英国早期的电力市场–改进的EMS系统–市场决策支持系统：计划和价格的确定–结算系统：处理结算和帐单–测量表计系统–市场参与者接口系统：报价，发布，市场与其它子系统互联•纽约PowerPool(NYPP)–报价处理系统–开放访问即时信息系统（OASIS）–负荷预报–安全约束的机组组合–交换计划系统–EMS系统–历史数据管理系统–节点边际电价处理系统2典型电力市场运营系统功能配置•独立系统运行机构（ISO)–实时自动发电控制–网络安全运行–阻塞管理–机组组合–电能现货市场–输电和辅助服务市场2典型电力市场运营系统功能配置•综合上述各例，可以大致归纳出电力市场运营系统的基本功能结构发电市场管理系统结构发电市场管理系统结构电能量电能量计量系统计量系统EMSEMS系统系统报价和报价和调度计划调度计划系统系统结算系统结算系统电量数据电量数据电量数据电量数据电量数据电量数据实时数据实时数据控制指令控制指令申报数据申报数据发电计划发电计划价格数据价格数据发电计划发电计划发电计划发电计划安全校核安全校核计费计费环境数据环境数据2典型电力市场运营系统功能配置•我国现阶段发电市场运营系统的概念模型–电能量计量系统（Tele-MeterReading,TMR）–交易管理系统（TransactionManagementSystem，TMS）–能量管理系统（EnergyManagementSystem，EMS）–结算系统（SettlementandBillingSystem，SBS）–合同管理系统（ContractManagementSystem，CMS）–即时信息系统（Same-timeInformationSystem,SIS）–数据网络系统（StatePowerDataNetwork，SPDnet）–报价处理系统(BiddingProcessingSystem，BPS)–发电报价系统(GenerationBiddingSystem，GBS)3我国电力市场运营系统总体结构发电报价系统GBSR原有系统新建系统数据网络SPDnetR电话网络合同管理系统CMS电能量计量系TMR能量管理系统EMS交易管理系统TMS报价处理系统BPS结算系统SBS即时信息系统SIS3.1电能量计量系统（Tele-MeterReading,TMR）电力市场下的的电能量计量系统•电能量计量系统是电力市场运营的基础。为了实现公平、公正、公开的电力交易，建设一套精确、可靠、安全可信的电能量计量系统，以满足市场运行、结算和考核的需要是十分必要的。•电力市场对电能量计量系统的新要求–扩大了计量范围•为每个市场的每种产品（服务）提供计量•为各种结算规则和价格提供计量数据•为负荷预测提供基础数据电力市场下的电能量计量系统–提高了测量精度•测量精度直接关系到电费的计算，影响企业的收入–提高了系统可靠性的要求•系统的失误将直接引起电费的漏计和误计，引起纠纷和提请仲裁–对系统效率、实时性提出了一定的要求•系统需支持每天给出上一天的电力交易初步结算清单的要求–对系统的处理能力、开放性、灵活性提出了更高的要求–计量的公正性。计量系统基本功能•分时电能计量–电表或电表处理器应具有电能测量、分时段累积、存储的功能。积分周期应可调，目前最短的积分周期设置为1min（考虑部分辅助服务的结算需要和考核时），一般设置为5min…30min，与调度计划下发的周期（如：每10min下发一次调度计划）或交易时段（如：30min为一个交易时段）相对应。计量系统基本功能•数据采集–厂站端数据远传可采用数据集中器（电表处理器）方式、终端服务器方式或电表直接远传的方式。–随着SPDnet各级数据网络的建设和不断完善，电能量计量数据的远传应采用网络传输方式。网络传输方式大大提高了数据的传输速度和传输容量，提高了通信的可靠率，同时可方便地实现多主站数据通信和数据共享。计量系统基本功能•数据处理–系统应具有完善的数据合理性校验功能，如电能量读数（底数）与时段数据偏差值校验、限值校验、功率因数偏离值校验等。应提供主、校表数据校验和处理功能。计量系统基本功能电能量计量系统与其他系统的接口•与即时信息系统的接口–电能量计量系统需向即时信息系统提供有关计量数据，以支持即时信息系统的信息发布和查询功能的实现•与交易管理系统的接口–电能量计量系统需向交易管理系统提供有关计量数据，以支持交易管理系统负荷预测功能的实现及交易计划的编制电能量计量系统与其他系统的接口•与EMS系统的接口–EMS系统应向电能量计量系统提供其统计、计费、考核功能所需的各种实时数据，如各种辅助服务的实际投运情况的数据、调度命令信息；电网事故处理信息及其他相关的数据、信息。•与结算系统的接口–电能量计量系统应向结算系统提供结算所需的带时标的分时段电能量数据及各种电能量的统计数据电能量计量系统与其他系统的接口•与合同管理系统的接口–电能量计量系统应向合同管理系统提供各种实际发用电能量数据，以支持合同管理系统对合同执行情况的跟踪（也可由结算系统提供）3.2能量管理系统概述•EMS是以计算机为基础的现代电力系统的综合自动化系统，是预测、计划、控制和培训的工具。•EMS主要针对发电和输电系统，用于大区级电网和省级电网的调度中心。•EMS涉及计算机硬软件的各个方面。它最终是通过EMS应用软件来实现对电力系统的监视、控制和管理。概述能量管理系统与配电管理系统发电用户配电输电发电效率管理能量管理系统配电管理系统用户侧管理GEMDSMDMSEMS能量管理系统的总体结构能量管理系统培训模拟网络分析数据收集与监控支持系统操作系统计算机能量管理网络分析数据收集与监控支持系统操作系统计算机能量管理能量管理系统的总体结构广域网RTURTURTURTU电力系统SCADA局域网商用数据库网络分析系统运行计划系统用户界面EMS模拟培训系统发电管理系统能量管理系统的应用软件数据收集状态估计实时模式自动发电控制安全约束调度预想故障分析研究模式机组组合水电计划交换计划燃料计划检修计划发电计划系统负荷预测母线负荷预测潮流安全约束调度电压稳定预想故障分析最优潮流网络等值短路电流暂态稳定调度员培训模拟新EMS体系结构CompaqSun通用平台（基于扩展ORB核心的中间件）基于IEC61970CIM/CIS的数据库中间件平台IBMHPSolarisUNIXTru64UNIXAIXUNIXWinNT图形界面前置通讯Web报表Web浏览器调度员培训仿真系统DTS操作系统各种硬件通用平台数据库平台应用平台电力应用软件培训仿真电子商务工具LINUXOtherPC网络互连通讯GISAGCNASDMISDMSSCADATMRPTMSLFS交易员培训仿真系统PTS3.3报价处理系统功能概述•报价处理系统是随着电力市场的建立而新引入的，是实现发电公司竞价上网的关键环节，其主要功能分两大模块：一是用户管理，包括机组管理、报价员管理等；二是报价管理，这部分功能随着市场规则的不同，内容也有所差异，可以包括当日重申报价、次日报价/重申报价、多天数据申报、远期市场数据申报、历史报价下载、中期PASA（充裕性评估：ProjectedAssessmentofSystemAdequacy）、短期PASA申报以及数据有效性检验等。功能概述•机组报价数据–提供机组的报价曲线•机组技术数据–机组状态（运行、停机、检修等）；–机组最大出力限制；–机组最低可调出力；–各交易时段机组各出力段升负荷速率；–各交易时段机组各出力段降负荷速率；–各交易时段机组可调容量；–发电机组是否可以参加AGC。–对可AGC机组，申报AGC段上、下限值，段速率等。功能概述一台600MW燃煤机组的典型报价：（08：00）¥／MW小时¥500¥350¥200¥0¥–15200MW最小负荷300MW400MW600MW容量报价系统与其他系统的接口•与交易管理系统的接口–交易管理系统所需要的有关各电厂的数据，包括报价及机组的技术参数，主要来自报价处理系统•与结算系统的数据接口–报价处理系统提供给结算子系统的主要是发电商的报价/重申报价3.4交易管理系统交易管理系统的基本功能•充裕度评估–中、长、短期负荷预测–电价预测–检修计划的优化制定–供热计划–系统充裕度分析与评估（包括发电、辅助服务和网络的充裕度）•电能量交易计划（发电计划）制定–交易计划制定–安全校核–阻塞管理交易管理系统的基本功能•辅助服务计划制定–无功计划（购网损电费和无功服务费综合最小）–备用计划–调频服务计划•评估系统•网损折算系数计算•输电费计算•辅助服务费计算负荷预测•根据负荷，天气，事件等的历史数据，以及天气，事件等的预报值，预测负荷的形态，曲线，最大值，最小值，平均值等等。•负荷预测分类：负荷预测分为系统负荷预测和母线负荷预测，系统负荷预测按周期又有超短期、短期、中期和长期之分。•负荷经常随机波动。•负荷又有一定的周期性，如本周一的负荷与上周一的相似，今天与昨天相似。负荷预测–超短期负荷预测用于质量控制需5-10秒的负荷值，用于安全监视需1-5分钟的负荷值，用于预防控制和紧急状态处理需10-60分钟的负荷值，使用对象是调度员。–短期负荷预测主要用于火电分配、水火电协调、机组经济组合和交换功率计划，需要1日-1周的负荷值，使用对象是编制调度计划的工程师。–中期负荷预测主要用于水库调度、机组检修、交换计划和燃料计划，需要1月-1年的负荷值，使用对象是编制中长期运行计划的工程师。–长期负荷预测用于电源和网络发展，需数年至数十年的负荷值，使用对象是规划工程师。负荷预测•负荷预测的精度–首先决定于对具体电力系统负荷变化规律的掌握，其次才是模型与算法的选择。影响负荷变化的因素主要有：•国民经济发展•人民生活用电•季节•天气•节假日•特殊事件交易管理系统与其他系统的接口•交易管理系统与EMS的关系–交易管理系统从EMS系统获得的数据包括：各时段或某些时段预计的输电系统的物理结构和参数；以及负荷预测结果及负荷分布情况；计划开始时刻的机组初始状态（前一计划的结果）；一些EMS分析结果，包括线路的稳定极限、电压稳定极限等；停运线路及设备信息。–交易管理系统传给EMS系统的数据包括：安排出的交易计划，包括机组的开停机计划、各时段的基本出力点；调频机组的安排；各种备用机组的安排。交易管理系统与其他系统的接口•交易管理系统与报价处理系统的关系–交易管理系统从报价处理系统获得各机组的各种技术信息和报价信息。技术信息包括：启动费用、停机费用；可调出力上限、可调出力下限、开停次数；最小持续运行时间、最小停运持续时间；各功率分段点对应的正常负荷调整升速度、降速率；调频速率、紧急备用调整符合速率；开、停机出力曲线等。报价信息包括各时段的功率价格曲线。交易管理系统传给PMS系统的数据包括：对相应机组的开停机计划及出力点安排；调频容量的预购；旋转备用、非旋转备用、替代备用容量的预购。交易管理系统与其他系统的接口•