摘要

 

隨著我國電力體制改革的深入和能源利用技術的發展,售電公司日漸成為多能量市場的主體。開展多時間尺度購電、合理配置各類能源購電比例及提供差異化售電合同是提高售電公司經營效益和降低風險的核心策略。綜合考慮中長期市場及現貨市場、可再生能源、分布式電源及儲能設備等因素建立多時間尺度的多能量市場購電模型,并基于差異化合同建立售電模型;采用概率場景描述可再生能源出力及負荷預測的隨機性,并以條件風險價值作為購售電風險評估指標;通過最大化收益及最小化風險損失最終確定購售電策略。算例分析結果表明,最大程度采購分布式電源電量、科學安排儲能設備充放電及提高可再生能源出力預測精度,均能增加售電公司收益,同時減低購售電風險。

 

 

1．電力傳輸與功率變換控制教育部重點實驗室(上海交通大學),上海市 閔行區 200240

 

2．國網河南省電力公司 經濟技術研究院,河南省 鄭州市 450000

 

0 引言

 

2015年3月,中共中央、國務院印發《關于進一步深化電力體制改革的若干意見(中發〔2015〕9號)》,啟動了新一輪電力體制改革,明確提出將按照“管住中間、放開兩頭”的體制架構,在發電側和售電側開展有效競爭,有序向社會資本放開配售電業務[1]。新電改方案出臺后,據不完全統計,我國各地區相繼注冊和成立的各類售電公司超過800家[2],未來售電市場的競爭會相當激烈。

 

售電公司作為新的市場主體,具備開展基本購售電業務和附加增值服務的資質。隨著新能源技術和分布式電源技術的發展,可再生能源、分布式電源及儲能等電源逐步成為售電公司的有效購電途徑[3]。現階段售電公司大多的購電類型單一,且時間尺度主要集中在中長期市場交易和現貨市場交易,也沒用充分利用多能量市場來增加收益的同時降低風險。

 

目前,國內外有關售電公司的文獻多為購售電方案和運營策略的研究,文獻[4]將分布式電源和可調負荷納入售電公司的優化調度中,同時結合售電公司在運營經濟性、安全性等方面的要求,建立了以售電公司利益最大化為目標的優化調度模型,但對多時間尺度的購售電策略未加考慮。文獻[5]基于心理學理論構建用戶對售電合同的行為選擇模型,擬定了售電公司制定費率以及購電比例的方法。文獻[6]考慮了可再生能源、儲能、分布式電源等多種購電途徑,提出了售電公司多種電價合同的定價方案,但是無可再生能源購電成本的假設限制了所述購電策略的普適性。文獻[7]采用條件風險價值度量交易策略風險,提出包含可中斷負荷/電量收購和關鍵負荷電價兩類需求響應項目參與的平衡市場優化交易策略。上述研究中,多數文獻僅考慮了某種環境下售電公司特定的購售電決策或單一負荷側的風險評估,未必能夠為售電公司在源-荷側隨機性較強的環境下,參與的多時間尺度、多能量市場的購售電策略提供戰略指導。

 

針對上述問題,本文融合中長期市場及現貨市場,可再生能源、分布式電源及儲能設備等購電途徑,建立售電公司的購電模型,并基于差異化合同建立售電模型。為考慮多時間尺度能量市場的不確定性,采用概率場景描述可再生能源出力及負荷預測的隨機性,并以條件風險價值作為購售電風險評估指標,以購售電利益最大和風險損失最小為目標,建立售電公司購售電策略和風險評估模型。通過具體算例分析相關因素對售電公司購售電策略及風險的影響,為售電公司參與多時間尺度能量市場競爭提供策略支撐。

 

 

在新電改的背景下,售電公司的基礎核心業務是購售電業務,以及與其相關的附加增值服務[8],兩種模式相輔相成、相互促進,本文著重研究售電公司的購售電業務。

 

在電量市場中,售電公司可根據自身需求和市場提供的交易品種,通過簽訂不同的物理合同進行購電,其會提前在中長期市場中購買一定的電量,并通過現貨市場實現不平衡電量的基本平衡[3]。根據合同類型的不同,本文把售電公司的購電側業務分為中長期市場購電業務、現貨市場購電業務、可再生能源購電業務、分布式電源購電業務和儲能租賃業務。

 

為了盡可能迎合廣大電力客戶的需求,售電公司會為電力用戶提供多種電價套餐。但考慮到我國電力市場的成熟度及技術經濟手段限制,本文假定售電公司可以向電力客戶提供分時電價套餐及固定電價套餐。

 

上述購售電業務中,由于現貨電價和負荷需求都具有波動性,而且可再生能源出力具有不確定性,本文采用蒙特卡洛抽樣法[9]生成現貨電價、負荷和可再生能源場景,并利用同步回代技術[10]進行場景縮減,從而得到經典的場景集[11]。

 

 

 

電力中長期合約交易是根據供需雙方提前簽訂的購售電合約,以事先確定的價格在一定時期內進行電力實物交割的交易。本文研究的購售電策略中,售電公司和發電商的電力中長期交易主要指雙方通過簽訂雙邊合約的方式購買電能。

 

售電公司根據所轄區域用戶負荷預測的結果,與發電商簽訂多種中長期電力合同,以滿足用戶的電能需求。為提高購電交易的靈活性,中長期電力合約的標的可以是不同時段(峰時段、平時段、谷時段)的電能。則場景ωω下售電公司在中長期交易市場中的購電成本為

 

 

 

現貨市場通常指電能即時交割的交易市場[12],是電力交易市場的重要組成部分。售電公司在現貨市場通過集中交易的方式購入電能,其交易價格與實時供需平衡有關,即批發側市場的現貨電價是系統總負荷的函數。

 

根據相關統計,電力批發市場中現貨電價與系統負荷水平有近似線性分布的關系[13],如下式：