2.2 英國平衡機制的運行和結(jié)算模式

 

英國的系統(tǒng)平衡管理包括平衡機制和平衡服務(wù)調(diào)節(jié)(balancing services adjustment data,BSAD)兩部分,由英國電網(wǎng)公司的調(diào)度中心(National Grid Electricity Transmission,NGET)負責。BSAD是指通過平衡服務(wù)進行的平衡操作。

 

英國采用的平衡服務(wù)包括頻率響應(yīng)、備用兩類,主要的平衡服務(wù)產(chǎn)品類別及其響應(yīng)特性如圖2所示[23]。SO可通過招標和簽訂雙邊合同等方式從發(fā)電機、負荷和抽水蓄能機組獲取平衡輔助服務(wù)[10,24-25]。

 

 

圖2 英國平衡服務(wù)的主要品種及與平衡機制的關(guān)系

 

平衡機制是系統(tǒng)平衡的主要方式,運作方式與北歐的調(diào)節(jié)電能市場相近,在此做簡單描述。市場成員于日前市場結(jié)束后(11點)在平衡機制中申報基于自身發(fā)用電曲線的上下調(diào)能量報價組合,報價包括上調(diào)報價(offer)、下調(diào)報價(bid)、報價對應(yīng)的運行時段和調(diào)節(jié)量等信息。短期運行備用(short-time operating reserve,STOR)服務(wù)也可在窗口期內(nèi)被激活為BM-STOR,參與平衡機制運行。

 

Elexon是負責不平衡結(jié)算的機構(gòu)。在每30min的運行時段內(nèi),SO根據(jù)價格排序?qū)ζ胶鈾C制中的電能報價進行調(diào)用,平衡機制中被調(diào)用的申報量稱為BOA(bid offer acceptances)。在運行時段結(jié)束后,SO把資源調(diào)用信息發(fā)送給Elexon,后者對各種平衡手段進行更為詳細的分類、標記、以及重新定價,以消除阻塞等原因?qū)Σ黄胶鈨r格的影響[10]。英國不對發(fā)電側(cè)和用電側(cè)的平衡責任進行區(qū)分,市場成員的不平衡電量計算公式為

 

 

2.3 美國PJM實時平衡市場運行和結(jié)算模式

 

與北歐、英國電力市場不同,PJM具有組織現(xiàn)貨市場運行和調(diào)度的雙重職能,通過基于發(fā)電成本的實時經(jīng)濟調(diào)度和調(diào)用平衡服務(wù)來管理系統(tǒng)平衡。平衡服務(wù)分為頻率響應(yīng)、調(diào)頻和運行備用3類。頻率響應(yīng)由市場成員義務(wù)提供,不提供補償;調(diào)頻服務(wù)通過發(fā)電機組AGC等方式實現(xiàn),成員可申報的最小容量為0.1MW,響應(yīng)速度在5min;運行備用根據(jù)響應(yīng)速率分為一次備用和二次備用,前者又包括同步備用和非同步備用。各種備用服務(wù)及其響應(yīng)速率的如圖3所示[26-27]。

 

 

圖3 PJM電力市場的備用輔助服務(wù)響應(yīng)速率

 

PJM的實時平衡市場運行前的準備工作及其與其他市場的相互關(guān)系如圖4所示。在日前,PJM要求提供調(diào)頻、備用的成員申報報價及性能參數(shù),并通過通過電能和備用的聯(lián)合優(yōu)化出清,確定次日的調(diào)度計劃;實時運行65min之前,市場成員可以調(diào)整和補充報價信息[6,11,28]。由于沒有調(diào)節(jié)電能市場,市場成員不能通過上下調(diào)能量報價來提供平衡電能資源,但PJM可以對所有在線機組的出力進行調(diào)節(jié),經(jīng)濟調(diào)度的電量調(diào)整優(yōu)先選用T1類同步備用機組。在實時運行中,PJM通過實時經(jīng)濟調(diào)度(RT-SCED)進行實時平衡管理和出清價計算,調(diào)頻、同步備用和非同步備用價格和電能價格每5min出清一次,并按小時結(jié)算。

 

 

圖4 PJM實時平衡市場與其他市場的相互關(guān)系

 

調(diào)頻市場共出清3個價格。其中,調(diào)頻市場出清價格(regulation market clearing price,RMCP)

 

 

 

對于平衡服務(wù)的補償結(jié)算,PJM對自行承擔平衡義務(wù)和在市場中提供平衡輔助服務(wù)的市場成員進行補償,補償方式如表2所示。對于同步備用,T1類機組的備用容量為其經(jīng)濟調(diào)度區(qū)間,PJM僅對T1類機組提供電量補償,而不進行容量補償,即如果不被調(diào)用則不支付補償,補償額根據(jù)其增發(fā)電量確定。對于平衡服務(wù)成本的分攤,PJM按照負荷服務(wù)實體(load service entity,LSE)的負荷比率來分配其必須承擔的平衡服務(wù)義務(wù),后者可以通過自行承擔、雙邊交易或是從相應(yīng)的輔助服務(wù)市場中購買3種方式滿足義務(wù)要求[11]。LSE從市場購買輔助服務(wù)的本質(zhì)是分攤系統(tǒng)平衡服務(wù)的成本,分攤比例通常由實時運行中的負荷比例確定。輔助服務(wù)市場的最終結(jié)算結(jié)果是零和的。文獻[29]給出了補償費用和費用分攤的詳細計算方法。

 

 

 

表2 PJM市場服務(wù)交易和補償結(jié)算模式

 

對于成員i的運行備用補償結(jié)算,當其提供運行備用的總報價額Oi(包括啟動和空載成本)高于在特定運行時段內(nèi)總的市場價值Vi(包括額外備用的補貼額),則將差額部分Ri補償給成員i。一種情形是機組根據(jù)調(diào)度指令在日前計劃之外的時段繼續(xù)發(fā)電,如果實時LMP低于機組的實時報價,那么PJM將會補償其中的差額。運行備用的結(jié)算包括日前運行備用結(jié)算和平衡運行備用結(jié)算2部分。