2.2 英國(guó)平衡機(jī)制的運(yùn)行和結(jié)算模式

 

英國(guó)的系統(tǒng)平衡管理包括平衡機(jī)制和平衡服務(wù)調(diào)節(jié)(balancing services adjustment data,BSAD)兩部分,由英國(guó)電網(wǎng)公司的調(diào)度中心(National Grid Electricity Transmission,NGET)負(fù)責(zé)。BSAD是指通過(guò)平衡服務(wù)進(jìn)行的平衡操作。

 

英國(guó)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(guò)招標(biāo)和簽訂雙邊合同等方式從發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和抽水蓄能機(jī)組獲取平衡輔助服務(wù)[10,24-25]。

 

 

圖2 英國(guó)平衡服務(wù)的主要品種及與平衡機(jī)制的關(guān)系

 

平衡機(jī)制是系統(tǒng)平衡的主要方式,運(yùn)作方式與北歐的調(diào)節(jié)電能市場(chǎng)相近,在此做簡(jiǎn)單描述。市場(chǎng)成員于日前市場(chǎng)結(jié)束后(11點(diǎn))在平衡機(jī)制中申報(bào)基于自身發(fā)用電曲線的上下調(diào)能量報(bào)價(jià)組合,報(bào)價(jià)包括上調(diào)報(bào)價(jià)(offer)、下調(diào)報(bào)價(jià)(bid)、報(bào)價(jià)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行時(shí)段和調(diào)節(jié)量等信息。短期運(yùn)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(jī)制運(yùn)行。

 

Elexon是負(fù)責(zé)不平衡結(jié)算的機(jī)構(gòu)。在每30min的運(yùn)行時(shí)段內(nèi),SO根據(jù)價(jià)格排序?qū)ζ胶鈾C(jī)制中的電能報(bào)價(jià)進(jìn)行調(diào)用,平衡機(jī)制中被調(diào)用的申報(bào)量稱為BOA(bid offer acceptances)。在運(yùn)行時(shí)段結(jié)束后,SO把資源調(diào)用信息發(fā)送給Elexon,后者對(duì)各種平衡手段進(jìn)行更為詳細(xì)的分類、標(biāo)記、以及重新定價(jià),以消除阻塞等原因?qū)Σ黄胶鈨r(jià)格的影響[10]。英國(guó)不對(duì)發(fā)電側(cè)和用電側(cè)的平衡責(zé)任進(jìn)行區(qū)分,市場(chǎng)成員的不平衡電量計(jì)算公式為

 

 

2.3 美國(guó)PJM實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)運(yùn)行和結(jié)算模式

 

與北歐、英國(guó)電力市場(chǎng)不同,PJM具有組織現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行和調(diào)度的雙重職能,通過(guò)基于發(fā)電成本的實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)調(diào)度和調(diào)用平衡服務(wù)來(lái)管理系統(tǒng)平衡。平衡服務(wù)分為頻率響應(yīng)、調(diào)頻和運(yùn)行備用3類。頻率響應(yīng)由市場(chǎng)成員義務(wù)提供,不提供補(bǔ)償;調(diào)頻服務(wù)通過(guò)發(fā)電機(jī)組AGC等方式實(shí)現(xiàn),成員可申報(bào)的最小容量為0.1MW,響應(yīng)速度在5min;運(yùn)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(chǎng)的備用輔助服務(wù)響應(yīng)速率

 

PJM的實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作及其與其他市場(chǎng)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(bào)報(bào)價(jià)及性能參數(shù),并通過(guò)通過(guò)電能和備用的聯(lián)合優(yōu)化出清,確定次日的調(diào)度計(jì)劃;實(shí)時(shí)運(yùn)行65min之前,市場(chǎng)成員可以調(diào)整和補(bǔ)充報(bào)價(jià)信息[6,11,28]。由于沒(méi)有調(diào)節(jié)電能市場(chǎng),市場(chǎng)成員不能通過(guò)上下調(diào)能量報(bào)價(jià)來(lái)提供平衡電能資源,但PJM可以對(duì)所有在線機(jī)組的出力進(jìn)行調(diào)節(jié),經(jīng)濟(jì)調(diào)度的電量調(diào)整優(yōu)先選用T1類同步備用機(jī)組。在實(shí)時(shí)運(yùn)行中,PJM通過(guò)實(shí)時(shí)經(jīng)濟(jì)調(diào)度(RT-SCED)進(jìn)行實(shí)時(shí)平衡管理和出清價(jià)計(jì)算,調(diào)頻、同步備用和非同步備用價(jià)格和電能價(jià)格每5min出清一次,并按小時(shí)結(jié)算。

 

 

圖4 PJM實(shí)時(shí)平衡市場(chǎng)與其他市場(chǎng)的相互關(guān)系

 

調(diào)頻市場(chǎng)共出清3個(gè)價(jià)格。其中,調(diào)頻市場(chǎng)出清價(jià)格(regulation market clearing price,RMCP)

 

 

 

對(duì)于平衡服務(wù)的補(bǔ)償結(jié)算,PJM對(duì)自行承擔(dān)平衡義務(wù)和在市場(chǎng)中提供平衡輔助服務(wù)的市場(chǎng)成員進(jìn)行補(bǔ)償,補(bǔ)償方式如表2所示。對(duì)于同步備用,T1類機(jī)組的備用容量為其經(jīng)濟(jì)調(diào)度區(qū)間,PJM僅對(duì)T1類機(jī)組提供電量補(bǔ)償,而不進(jìn)行容量補(bǔ)償,即如果不被調(diào)用則不支付補(bǔ)償,補(bǔ)償額根據(jù)其增發(fā)電量確定。對(duì)于平衡服務(wù)成本的分?jǐn)?PJM按照負(fù)荷服務(wù)實(shí)體(load service entity,LSE)的負(fù)荷比率來(lái)分配其必須承擔(dān)的平衡服務(wù)義務(wù),后者可以通過(guò)自行承擔(dān)、雙邊交易或是從相應(yīng)的輔助服務(wù)市場(chǎng)中購(gòu)買3種方式滿足義務(wù)要求[11]。LSE從市場(chǎng)購(gòu)買輔助服務(wù)的本質(zhì)是分?jǐn)傁到y(tǒng)平衡服務(wù)的成本,分?jǐn)偙壤ǔＳ蓪?shí)時(shí)運(yùn)行中的負(fù)荷比例確定。輔助服務(wù)市場(chǎng)的最終結(jié)算結(jié)果是零和的。文獻(xiàn)[29]給出了補(bǔ)償費(fèi)用和費(fèi)用分?jǐn)偟脑敿?xì)計(jì)算方法。

 

 

 

表2 PJM市場(chǎng)服務(wù)交易和補(bǔ)償結(jié)算模式

 

對(duì)于成員i的運(yùn)行備用補(bǔ)償結(jié)算,當(dāng)其提供運(yùn)行備用的總報(bào)價(jià)額Oi(包括啟動(dòng)和空載成本)高于在特定運(yùn)行時(shí)段內(nèi)總的市場(chǎng)價(jià)值Vi(包括額外備用的補(bǔ)貼額),則將差額部分Ri補(bǔ)償給成員i。一種情形是機(jī)組根據(jù)調(diào)度指令在日前計(jì)劃之外的時(shí)段繼續(xù)發(fā)電,如果實(shí)時(shí)LMP低于機(jī)組的實(shí)時(shí)報(bào)價(jià),那么PJM將會(huì)補(bǔ)償其中的差額。運(yùn)行備用的結(jié)算包括日前運(yùn)行備用結(jié)算和平衡運(yùn)行備用結(jié)算2部分。