CN107103501A - 预挂牌月平衡偏差机制下的电量结算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力市场中电量结算的理论方法，具体涉及一种预挂牌月平衡偏差机制下的电量结算方法，包括如下步骤：1)确定计算条件；2)计算各市场成员偏差电量的组成电量；3)计算能量不平衡电价和未执行调整电量的惩罚电价；4)计算各市场成员电量结算费用。本发明方法通过机理分析明确了各种情形下市场成员的偏差电量组成，结算方法更加公平合理；对由于自身原因造成偏差的市场成员具有惩罚作用，使得电力市场中的合同更加具有约束力，有利于电力市场运作的规范化，本发明方法更加透明高效，适用于我国电力市场未来开设交易周期更短的电力市场交易模式。
Description
技术领域
本发明属于电力市场中电量结算的理论方法，具体涉及一种预挂牌月平衡偏差机制下的电量结算方法。
背景技术
随着电力市场化改革的持续推进，可以参与电力市场交易的大用户、售电公司等用户侧市场成员数量不断增加，我国电力市场正逐步由单一买方模式向批发竞争模式过渡。目前，我国电力市场交易以月度为最小的交易周期，交易时间跨度较大，由于事前负荷预测不准确、实际运行过程中发电机组无法完全按原计划出力、用电需求临时变化等原因，容易存在市场成员实际发用电量与合同电量不相等的情况。所以在以电力中长期交易为主的电力市场模式下，电量结算时偏差电量问题显著。
电量结算是电力交易在费用上的最终体现，与各市场成员的经济利益密切相关，而且影响着市场成员的电力交易决策，合理的结算方式是电力市场高效运作的前提，偏差电量的处理和结算是电量结算中的关键问题。过去电力市场中基数电量比例较大，可以通过由基数电量兜底的方式确保市场合同电量完全执行。但随着电力市场改革的不断深化，按照国家发改委、国家能源局的要求，我国电力市场将逐步缩减基数电量直至完全取消。通过电力交易达成的市场合同电量比例将逐步增大，基数电量比重将不断下降，基数电量无法再作为承担偏差电量的结算成份。所以，如何在以市场合同电量为主的电力市场新环境下有效地解决偏差电量结算问题亟待研究。
现有的偏差电量结算方法可分为偏差电量分摊结算和偏差电量单独结算两大类。偏差电量分摊结算指的是将偏差电量按照一定的规则分摊到各笔交易中，按照各笔交易的合同电价进行结算，目前现行的由基数电量兜底的方式可认为将偏差电量全部分摊给基数电量，另外，南方电网采用由各笔交易的计划上网电量、理论落地电量分别对发电侧和用户侧的偏差电量进行分摊的方式对各市场成员进行结算。基数电量兜底的方式在合同电量比例较大的市场环境不再适用；由各笔交易电量占总合同电量的比例为基准确定偏差电量分摊比例的方法未对偏差电量的成因进行机理分析，偏差电量分摊比例与偏差责任程度不对应，而且未对造成偏差的市场成员进行惩罚，无法起到合同的约束力，因此如何制定公平合理的偏差电量分摊比例是个难题。
偏差电量单独结算指的是制定统一的偏差电量定价规则，对于每个市场成员的偏差电量按对应的偏差电价进行结算，该方法无需对偏差电量进行责任分摊，核心问题是偏差电量定价的原则，目前研究有以市场成员在结算月各笔交易的加权平均价格作为偏差电价和基于区域发电成本核准偏差电价两种方式。前一种偏差电价的确定方式与以各笔交易的合同电量占总合同电量的比例为偏差分摊比例的结算结果相同，不再赘述；由政府或电网公司按照发电成本核定偏差电价具有一定的合理性，但成本难以核定并且计划性较强，不利于电力市场资源优化配置作用的实现，而且随着市场交易与结算周期逐步缩短，偏差电价核定的周期也对应缩短，偏差电价的实时属性使得按成本核定的工作更加复杂，该方法难以适用于我国未来电力市场。
《电力中长期交易基本规则》中提出在发电侧采用预挂牌月平衡偏差方式对中长期合同执行偏差进行处理。月度交易结束后通过预挂牌方式确定次月上调机组调用排序和下调机组调用排序，在每月最后7日，电力调度机构根据机组整体合同完成率，判断当月基本电力供需形势。当电力供需形势紧张时，按顺序调用上调机组增加出力；当电力需求不足时，按顺序安排下调机组减出力。
本发明是一种适用于预挂牌月平衡偏差机制下的电量结算方法，适用于以电力中长期合同为主的电力市场交易模式。该方法综合分析合同电量、调度电量与计量电量之间的关系，确定不同运行情况下各市场成员的偏差电量组成，计算组成电量及对应的结算电价，并提出各类市场成员电量结算费用的计算方法。
发明内容
本发明针对现存偏差电量结算方法在电力中长期交易模式中运用的局限性，提出一种预挂牌月平衡机制下的偏差电量结算方法。利用算例进行了实例验证，结果表明，该方法适用于目前以电力中长期合同为主的电力市场交易模式，通过机理分析计算得到的偏差电量组成电量合理，偏差电价的确定方式可以激励市场成员按合同电量执行，使电力交易合同更加具有约束力，有利于电力市场的规范运作，能为实际系统的偏差电量结算提供参考。
本发明具体的技术方案是：一种预挂牌月平衡偏差机制下的电量结算方法，包括以下步骤：
1)、确定计算条件：包括确定市场成员各笔合同的月度信息表、机组预挂牌价格、参与平衡过程机组的结算电量数据(合同电量、调度电量和计量电量)、未参与平衡过程的机组和用户侧市场成员的结算电量数据(合同电量和计量电量)；
2)、计算各市场成员偏差电量的组成电量：对于参与平衡过程的发电机组，综合分析该类市场成员在结算月的合同电量、调度电量和计量电量之间的关系，确定市场成员的偏差电量组成，计算得各成员执行的调整电量、能量不平衡电量、未执行的调整电量；对于未参加平衡过程的机组和用户侧市场成员，分析合同电量和计量电量的关系，确定该类市场成员的偏差电量组成，计算各成员的能量不平衡电量；
3)、计算能量不平衡电价和未执行调整电量的惩罚电价：根据参与平衡过程的各发电机组执行的调整电量及其挂牌价格计算能量不平衡电价，根据初始计划的调整电量及其挂牌价格计算计划能量不平衡电价，利用计划能量不平衡电价与能量不平衡电价计算未执行调整电量的惩罚电价，并将所收取的未执行调整电量的总惩罚费用按照各市场成员实际能量不平衡电量的占比进行分配补偿；
4)、计算各市场成员电量结算费用：根据步骤3)计算可得各市场成员偏差电量的组成电量，依据如下的原则计算各市场成员的电量结算费用，按照合同电价对合同电量进行结算，按照预挂牌调整电价对调整电量进行结算，按照能量不平衡电价对能量不平衡电量进行结算，按照未执行调整电量的惩罚电价对未执行调整电量进行结算，另外，存在能量不平衡电量的市场成员可以获得一定的补偿费用。
本发明与现有方法相比较有如下有益效果：本发明方法综合分析了市场成员在结算月的合同电量、调度电量和计量电量，通过机理分析明确了各种情形下市场成员的偏差电量组成，并使偏差电量的各组成成分的结算电价与其造成偏差的原因相对应，结算方法更加公平合理；另外，对由于自身原因造成偏差的市场成员具有惩罚作用，使得电力市场中的合同更加具有约束力，有利于电力市场运作的规范化；而且，提出了对存在未执行调整电量的市场成员进行了惩罚，利用价格的方式保障机组执行调度机构的电量调整要求；并且对于偏差电量，收取的总费用与支付的总费用相等，保证了整个电力系统的资金流平衡，无需进行事后调整；本发明方法更加透明高效；不仅适用于以电力中长期合同为主的电力市场交易模式，对于未来开设交易周期更短的市场类型同样具有适用性。在算例中进行了实例验证，对预挂牌月平衡偏差机制下的各市场成员进行电量结算的定量计算，结果表明本发明可以为实际电力中长期电量结算提供理论参考。
附图说明
图1是本发明方法各市场成员电量结算费用计算的数据流程图。
图2是本发明方法参与平衡过程的上调机组的结算相关电量关系图。
图3是本发明方法参与平衡过程的下调机组的结算相关电量关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明预挂牌月平衡偏差机制下的电量结算方法作进一步描述。
本发明通过以下步骤予以实现：确定计算条件、计算各市场成员偏差电量的组成电量、计算能量不平衡电价和未执行调整电量的惩罚电价、计算各市场成员电量结算费用，最终得出结论。各市场成员电量结算费用计算的数据流程如图1所示。具体过程如下：
一、确定计算条件
计算依据市场成员各笔合同的月度信息表图、机组预挂牌价格、参与平衡过程机组的结算电量数据(合同电量、调度电量和计量电量)、未参与平衡过程机组和用户侧市场成员的结算电量数据(合同电量和计量电量)。
月度信息表包括市场成员在结算月的所有合同信息，包括所有年度合同的月度分解情况和所有月度合同。为了简化结算流程说明，对于用户侧市场成员的电量结算不考虑网损和输配电价。在结算电量数据中，合同电量为市场成员所签订的各笔交易在该结算月的分解电量总和；调度电量为电力调度机构对机组在结算月的总上网电量要求；计量电量为结算月内发电侧的实际上网电量或用户侧的实际用电电量。
二、计算各市场成员偏差电量的组成电量
对结算月中各市场成员的偏差电量进行考核分解，确定各市场成员偏差电量的组成成分及其电量。
1参与平衡过程的发电机组
电力交易中心结算部门应综合分析结算月的合同电量、调度电量和计量电量对参与平衡过程的发电机组的偏差电量进行考核结算，偏差电量组成包括执行的调整电量、能量不平衡电量、未执行的调整电量。
如果发电机组按照调度中心的要求参与了系统的平衡过程，电力交易中心的结算部门应与发电企业按照调整报价对实际参与平衡过程的调整电量进行结算。调度电量与合同电量的差为调度中心结算月对机组i要求的计划调整电量。
调度机构向参与平衡过程的机组传达了电量调整的要求，平衡机组由于自身原因可能无法完全按照调度要求执行，即存在未执行的调整电量。如果实际上网电量中未执行的调整电量部分按照调度机构的调整要求完成，计算所得为综合上网电量。其中，对于调整电量已全部执行的机组，综合上网电量等于实际上网电量。即便如此，综合上网电量仍不一定等于调度电量，综合上网电量与调度电量之差为能量不平衡电量。当机组综合上网电量小于调度电量，此部分电量称为能量不平衡买入电量；当机组综合上网电量大于调度电量，此部分电量称为能量不平衡卖出电量。
机组在不同情况下的执行的调整电量未执行的调整电量和能量不平衡电量计算方法不同，下面对此进行说明。
(1)当调度电量大于合同电量
对于结算月t，调度中心要求平衡机组i电量上调，使得对该机组总的调度电量大于合同电量而机组实际出力受到了燃料成本、机组状况等多因素的影响，可能无法按照调度要求的要求执行，造成计量电量与调度电量不一定完全相同。
按照该结算月的合同电量、调度电量与计量电量的关系可分为如下三种情况：计量电量大于调度电量；计量电量小于调度电量，大于合同电量；计量电量小于合同电量。如图2所示。综合分析计量电量、合同电量和调度电量的关系，计算参与平衡过程的发电机组的偏差电量各组成成分的电量。
情形1：发电机组i完成了合同电量，完全执行调度中心安排的上调电量 除此之外还超发电量偏差考核电量包括执行的上调电量、能量不平衡卖出电量，计算公式如下所示。
情形2：发电机组i完成了合同电量，执行了部分调度中心安排的上调电量另外存在部分未执行的上调电量偏差考核电量包括执行的上调电量、未执行的上调电量，计算公式如下所示。
情形3：发电机组i未完成合同电量，存在欠发电量而且未执行调度中心的上调电量要求偏差考核电量包括能量不平衡买入电量、未执行的上调电量，计算公式如下所示。
(2)当调度电量小于合同电量
对于结算月t，调度机构对平衡机组i下达了电量下调的要求，使得对该机组总的调度电量小于合同电量而机组实际出力不一定完成调度要求，造成计量电量与调度电量不一定完全相同。
按照结算月内的合同电量、调度电量与计量电量的关系可分为如下三种情况，如图3所示。综合分析计量电量、合同电量和调度电量的关系，综合分析计量电量、合同电量和调度电量的关系，计算参与平衡过程的发电机组的偏差电量各组成成分的电量。
情形1：发电机组i未完成合同电量，存在欠发电量完全执行调度中心安排的下调电量偏差考核电量包括能量不平衡买入电量、执行的下调电量，计算公式如下所示。
情形2：发电机组i完成了合同电量，执行了部分调度中心安排的下调电量另外存在部分未执行的下调电量偏差考核电量包括执行的下调电量、未执行的下调电量，计算公式如下所示。
情形3：发电机组i完成了合同电量，未执行调度中心的下调电量要求(t)，而且电量超发偏差考核电量包括未执行的下调电量、能量不平衡卖出电量，计算公式如下所示。
2未参与平衡过程的发电机组和用户侧市场成员
电力交易中心结算部门应综合分析结算月的合同电量、计量电量对未参与平衡过程的发电机组和用户侧市场成员的偏差电量进行考核结算，偏差电量组成主要为能量不平衡电量。当机组实际上网电量大(小)于合同电量或用户实际用电电量小(大)于合同电量为能量不平衡卖出(买入)电量。计算公式为如下所示。对于未参与平衡过程的发电企业：
对于用户侧市场成员：
三、计算能量不平衡电价和未执行调整电量的惩罚电价
1能量不平衡电价
当某个机组综合上网电量小(大)于调度电量或用户侧市场成员用电量大(小)于合同电量时，该市场成员需要向系统中购买(卖出)相应的不平衡电量，此部分偏差电量称为能量不平衡买入(卖出)电量。为了维持电力系统发用电平衡，调度机构在运行过程中调用上(下)调机组增加(降低)出力提供(弥补)此部分电量。所以对能量不平衡买入(卖出)电量收取(支付)的费用用于支付(来自于)系统中参与电量上调的机组，能量不平衡买入(卖出)电价等于已执行上(下)调电量占被调用的总上(下)调电量的比例为权数的上(下)调电价之和，计算公式如下式所示。
式中：peb为能量不平衡买入价；为机组i执行的上调电量；为机组i执行的上调电量对应的上调电价；n为结算月份参与电量上调的机组数。
式中：pes为能量不平卖出价；为机组i执行的下调电量；为机组i执行的下调电量对应的下调电价；m为结算月份参与电量下调的机组数。
2未执行调整电量的惩罚电价
对于未执行的上(下)调电量，调度机构将会要求其他平衡机组上(下)调等量的电量进行弥补。由于事先计划的上(下)调电量是满足系统安全约束条件下的费用最低(高)的组合，部分机组未完全按计划执行上(下)调电量，调度机构会对上(下)调报价更高(低)的平衡机组进行调度，最终造成能量不平衡买入(卖出)价高(低)于计划能量不平衡买入(卖出)价。其中，计划能量不平衡买入(卖出)价等于费用最低(高)并且与结算月执行上(下)调电量同等量的计划上(下)调电量对应的加权平均价。发电企业需要按照机组未执行的上(下)调电量所增加的额外费用为基准支付一定的惩罚费用，用以补偿存在能量不平衡买入(卖出)电量的市场成员。未执行上(下)调电量的惩罚价格计算公式如下式所示。
△pua＝k(peb-peb′) (17)
式中：Δpua为未执行上调电量的惩罚价格；peb为能量不平衡买入价；peb’为计划能量不平衡买入价；k为惩罚比例，0≤k≤1。
其中
式中：为价格第i低的调度机构所要求的计划上调电量；为对应的上调报价；nmin为与已执行上调电量总量相等的计划上调电量组合的数量。
△pda＝k(pes′-pes) (19)
式中：Δpda为未执行下调电量的惩罚价格；pes为能量不平衡卖出价；pes’为计划能量不平衡卖出价；k为惩罚比例，0≤k≤1。
其中
式中：为价格第i高的调度机构所要求的计划下调电量；为对应的下调报价；nmax为与已执行下调电量总量相等的的计划下调电量组合的数量。
对于未执行上(下)调电量收取的总惩罚费用，按照各市场成员能量不平衡买入(卖出)电量的比例进行分配补偿。
机组j能量不平衡买入电量的补偿费用计算公式如下所示。
式中：为机组i未执行的上调电量；n1为存在未执行上调电量的机组数；m1为存在能量不平衡买入电量的市场成员数。
机组j能量不平衡卖出电量的补偿费用计算公式如下所示。
式中：为机组i未执行的下调电量；n2为存在未执行下调电量的机组数；m2为存在能量不平衡卖出电量的市场成员数。
四、计算各市场成员电量结算费用
1参与平衡过程的发电机组的电量结算费用计算模型
对于参与平衡过程的发电企业，电量结算的费用包括合同电量费用、执行调整电量的费用、未执行调整电量的惩罚费用、能量不平衡电量费用与能量不平衡电量的补偿费用5部分组成。发电机组i在结算月t的结算费用计算方法如下式所示。
式中：为机组i所有年度合同电量月分解电量与所有月度合同电量之和，为卖出电量，为买入电量；为合同电量的加权平均电价。为机组i在结算月份t执行的调整电量，为调整电价，为未执行的调整电量，Δpa(t)为未执行调整电量的惩罚价格；当时，分别对应上调电量、上调电价、未执行的上调电量、未执行上调电量的惩罚价格；当时，分别对应下调电量、下调电价、未执行的下调电量、未执行下调电量的惩罚价格。为机组i在结算月份t的能量不平衡电量，pe(t)为能量不平衡电价，为能量不平衡电量的补偿费用；当时，分别为能量不平衡卖出电量、能量不平衡卖出电价、补偿费用按式(22)进行计算；当时，分别为能量不平衡买入电量、能量不平衡买入电价、补偿费用按式(21)进行计算。n为结算月的天数。
2未参与平衡过程的发电机组和用户侧市场成员的电量结算费用计算模型
未参与平衡过程的发电企业和大用户、售电公司等用户侧市场成员，电量结算的费用包括合同电量费用、能量不平衡电量费用与能量不平衡电量的补偿费用3部分组成，用户侧市场成员i在结算月t的结算费用计算方法如下式所示。
3根据结算数据求得各市场成员的电量结算费用
参与中长期交易的合同电量在结算月的电量和价格信息如表1所示，发电侧机组和用户侧市场成员的结算电量信息如表2和表3所示。
表1交易合同的月度信息表
表2发电侧结算电量信息表
表3用户侧结算电量信息表
| 市场成员 | 合同电量(MWh) | 计量电量(MWh) |
| L1 | 45 | 50 |
| L2 | 48 | 58 |
由于基数电量兜底的方式在市场合同电量为主的电力交易模式下不再适用，下文由合同加权平均电价作为偏差电价的方式计算各市场成员的偏差结算费用，计算结果如表4所示。
表4按合同加权平均电价作为偏差电价的电量结算费用
按照本发明所述的方法计算各市场成员的偏差考核电量的组成电量、能量不平衡电价、未执行调整电量的惩罚电价、能量不平衡电量的补偿费用等，最后计算得偏差电量结算费用。
能量不平衡买入电价peb＝0.5(千元/MWh)；计划能量不平衡买入电价peb’＝0.4375(千元/MWh)；能量不平衡卖出电量pes＝0.15(千元/MWh)；Δpua＝0.03125(千元/MWh)，k取0.5。
表5调整电量预报价运行机制下的电量结算费用
由表4与表5的对比可以看出，本发明通过机理分析明确了所有市场成员的偏差电量组成，并使偏差电量的各组成成分的结算电价与其造成偏差的原因相对应，而传统方法无法明确出偏差责任，本发明所提出的结算方法更加公平合理。另外，由计算所得能量不平衡电价与表4中的偏差电价相比可以看出，本方法对于自身原因而造成偏差的部分的惩罚力度大，使得电力市场中的合同更加具有约束力，有利于电力市场的规范化；而且，本发明中系统对于各市场成员收取的偏差电量结算费用之和与向各市场成员所支付的偏差电量结算费用之和相等，不需要进行事后的费用调整，本结算方法更加透明有效。
Claims (4)
1.一种预挂牌月平衡偏差机制下的电量结算方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、确定计算条件：包括确定市场成员各笔合同的月度信息表、机组预挂牌价格、参与平衡过程机组的结算电量数据、未参与平衡过程机组和用户侧市场成员的结算电量数据；
2)、计算各市场成员偏差电量的组成电量：对于参与平衡过程的发电机组，综合分析该类市场成员在结算月的合同电量、调度电量和计量电量之间的关系，确定市场成员的偏差电量组成，计算得各成员执行的调整电量、能量不平衡电量、未执行的调整电量；对于未参加平衡过程的机组和用户侧市场成员，分析合同电量和计量电量的关系，确定该类市场成员的偏差电量组成，计算各成员的能量不平衡电量；
3)、计算能量不平衡电价和未执行调整电量的惩罚电价：根据参与平衡过程的各发电机组执行的调整电量及其挂牌价格计算能量不平衡电价，根据初始计划的调整电量及其挂牌价格计算计划能量不平衡电价，利用计划能量不平衡电价与能量不平衡电价计算未执行调整电量的惩罚电价，并将所收取的未执行调整电量的总惩罚费用按照各市场成员实际能量不平衡电量的占比进行分配补偿；
4)、计算各市场成员电量结算费用：根据步骤3)计算可得各市场成员偏差电量的组成电量，依据如下的原则计算各市场成员的电量结算费用，按照合同电价对合同电量进行结算，按照预挂牌调整电价对调整电量进行结算，按照能量不平衡电价对能量不平衡电量进行结算，按照未执行调整电量的惩罚电价对未执行调整电量进行结算。
2.根据权利要求1所述电量结算方法，其特征在于，步骤1)所述参与平衡过程机组的结算电量数据包括合同电量、调度电量和计量电量。
3.根据权利要求1所述电量结算方法，其特征在于，步骤1)所述未参与平衡过程机组和用户侧市场成员的结算电量数据包括合同电量和计量电量。
4.根据权利要求1所述电量结算方法，其特征在于，步骤4)中还包括存在能量不平衡电量的市场成员获得一定的补偿费用。
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|---|---|---|---|---|
| CN107886347A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-04-06 | 广东电力交易中心有限责任公司 | 一种计划与市场并轨、解耦方法 |
| CN109472438A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-03-15 | 安徽天尚清洁能源科技有限公司 | 一种基于功率平衡贡献的实时电量交易价格计算方法 |
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| CN110852535A (zh) * | 2018-07-24 | 2020-02-28 | 华北电力大学 | 一种考虑中长期交易和风电不确定性的日前市场出清模型 |
-
2017
- 2017-05-27 CN CN201710396200.7A patent/CN107103501A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109472438B (zh) * | 2018-09-13 | 2022-04-12 | 安徽尚特杰电力技术有限公司 | 一种基于功率平衡贡献的实时电量交易价格计算方法 |
| CN109872250A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-06-11 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种电力市场初期基数偏差电量结算处理方法及系统 |
| CN109872250B (zh) * | 2019-01-29 | 2022-09-02 | 国电南瑞科技股份有限公司 | 一种电力市场初期基数偏差电量结算处理方法及系统 |
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