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电力市场中有没有类似虚拟电厂的市场实体呢?

北极星售电网  来源:电力市场那些事儿  作者:郎木晨烟  2019/11/15 8:51:13  我要投稿  
所属频道: 售电服务   关键词: 电力市场 电价 电力现货市场

北极星售电网讯:虚拟电厂概念形成于上世纪末,最初目的是实现分布式资源的合理配置和协调利用。后随着全球能源结构转型,VPP成为提高可再生能源利用比例的有效手段。近年来发展迅速,出现了德国Next Kraftwerke公司、澳大利亚AGL公司、美国Stem公司等运营商。VPP已成为电力市场中不容忽视的市场实体,将给电力市场运营规则、交易模式、监管体系等带来深刻的变革。那么,传统电力市场中,有没有类似的市场实体呢?今天,我们介绍下计划协调员,Scheduling Coordinator(以下用SC代替)。

(来源:微信公众号“电力市场那些事儿”作者:郎木晨烟)

传统垂直一体化垄断模式切换为竞争性电力市场模式之后,经过一系列的拆分、重组等操作之后,出现了众多的市场实体,如下图所示[1]:

微信图片_20191115084158.jpg

其中,左边的G代表发电部分,右边代表配用电部分,中间的T代表输电部分。

(1). 发电商,G(Generator);

(2).发电经纪商,PM(Power Marketer);

(3).电力交易中心,PX(Power Exchange);

(4).系统调度中心,SO(System Operator);

(5).辅助服务供应商,AS(Ancillary Service Provider);

(6).电网公司,GC(Grid Company);

(7).计划协调员,SC(Scheduling Coordinator);

(8).零售商,R(Retail Service Provider);

(9).配电商,D(Distribution Service Provider)。

由于规则不同,以上市场实体在各电力市场中并不全是必须的,例如,零售市场没有完全放开的市场,R就不一定存在。

上图的中部,标为“T”的那部分,对应批发市场,是电力市场的核心,举足轻重,最为关键,包括SO、GC、PX、AS、SC等。

其中,SO、GC、PX是核心中的核心,在各电力市场中,均是不可或缺的,但有不同的组合模式。在北美大部分市场,SO和PX合一,称之为独立系统运营商ISO(Independent System Operator),后PJM加入规划等功能,升级为区域输电运营机构RTO(Reginal Transmission Organizer);在英国BETTA模式下,ISO属于英国国家电网公司NGC的独立部门,PX则有两个,N2EX和APX;北欧市场则是反过来,PX是统一的:Nord Pool,调度则归属各国输电网运营商(Transmission System Operator, TSO),就是上图中的GC。

AS对应独立的辅助服务提供商,与之相对的是提供辅助服务的发电商。今天我们谈的重点是SC,Scheduling Coordinator,计划协调员,在卖方和买方之间的电力交易中,考虑输电损失并确保供需平衡的调整机构[2]。以加州市场为例,SC的职责是[3]:

1. 负责协调和安排发电调度、输电通道预留、为市场成员提供相应容量的电能;

2. 提交负荷预测结果及用户委托的次日或下一小时的交易计划(含网损调整);

3. 提供辅助服务支持;

4. 负责支付ISO的费用以及与其它SC间的交易结算。

加州电力危机之前,根据1890号立法规定,由投资者拥有的电力公司必须向电力交易中心(PX)购买其所有的电力需求量,并且也必须把其所有的发电量通过电力交易中心(PX)出售。其它的市场参与者则可选择自愿参加电力交易中心(PX)的能量交易。现货市场由ISO运行。无论是发电商、中间商还是零售商,都必须经过SC向ISO提交自己的能量计划和辅助服务计划及报价。PX实际上也是一个SC公司。每个计划协调公司提交的能量计划必须是平衡的,即供给量和需求量必须相等。加州ISO只接受来自SC和PX的计划和报价,也只和SC和PX进行结算[4]。

加州电力危机前的市场运营模式,如下图所示[5]:

微信图片_20191115084201.jpg

本世纪初的电力危机之后,在FERC的要求下,加州重新进行了电力市场设计,主要在以下几方面:中长期交易、节点边际电价、容量充裕度计划、调度交易合一、加强监管等等。加州电力市场很快恢复,并快速发展,新的市场运营模式如下:

SC的权限大大增强,三大电力公司也必须通过SC参与市场,原来是通过PX。SC起到中间协调员的作用,整理汇总发电商、负荷的交易信息,实现供需平衡后提交到ISO,如通不过ISO的安全验证,则由SC协调各成员重新报价,达成新的供需平衡的交易信息,再交由ISO处理。反复数次后,形成次日的交易计划。

SC与负荷和发电商的代理关系如下[6]:

微信图片_20191115084203.jpg

1. 每个交易协调机构(Scheduling Coordinators,SC)可以代理多个负荷节点的交易/调度,同一个负荷节点也可以被多个SC代理。如果同一个负荷节点由不同的SC进行代理,则同一节点下不同SC代理的负荷需要拥有不同的计量装置。

2. SC可以按负荷区而非节点提交报价。CAISO根据LDF(负荷分布因子,Load Distribution Factor)将其分解到各个节点。如果SC在CAISO中注册为可以按节点层级调度,CAISO可以自主选择基于节点还是负荷区进行负荷调度。

3. 同一台发电机只能由唯一的SC进行调度安排。

4. 一个SC可以对多台发电机进行聚合投标,投标会被视作单一发电机报价。聚合发电机的调度方案会根据GDF(发电机分布因子,Generation Distribution Factor)分配到单台机组中。发电聚合投标一般用于相同类型的发电机组(如同一流域的水电),以防出现不协调的调度。

德州市场也有类似SC的市场实体,称为QSE。QSE可以拥有或不拥有发电公司和零售商,或是拥有其中之一;负责接收发电公司和零售商的报价,进行平衡后参与德州电力市场的平衡市场和辅助服务市场。在德州市场,存在40多个QSE组织。

SC/QSE和VPP有很多类似的地方,比如:都是能源代理/托管形式;需要面对外部和内部两方面的市场主体;具有内部自我协调/平衡的能力。但也有很多不同的地方:

1. SC代理的发电或负荷资源规模较大,属于调度可控资源,因此SC需要将LDF和GDF同步上报ISO;VPP托管的资源规模比较小,不入ISO的“法眼”,只有组合起来才能够有效参与市场交易,提高议价能力。

2. SC是电力市场授权的协调机构,相当于在ISO和负荷/发电商之间增加了一级缓冲,在保证系统安全可靠运行前提下,保证市场交易的收敛并快速出清,其作用发挥在事前。VPP则是全程参与,包括事前的优化策略制订、事中的协调控制实现以及事后的分析评估报告等等。

3. SC属于批发市场实体;VPP则相对灵活,根据实际情况,既可以参与批发市场,也可以参与零售市场。

4. SC同ISO、PX一样,采取固定的盈利模式。VPP则可以利用内、外两个市场,通过购售价差、辅助服务、电力服务等途径,实现多种盈利模式。

相对SC,VPP还属于新生事物,尤其对于电改进程中的中国。但在能源转型的内外部压力下,伴随着电力市场(尤其是现货市场)的建立、完善,VPP将迎来大的发展机遇,商业模式和盈利途径统统不成问题。机会永远留给有准备的人,市场目前处于“空窗期”,但也是“孵化期”,需要在技术实现、需求分析等方面做好储备工作,可以借鉴SC的成熟经验和实现方法。例如,电力市场要求SC要配备系统优化软件,可以实现市场评估与合同优化,投标策略、计量等功能[1]。

[1].国内外电力市场运营模式介绍;[2]. 横山隆一,电力改革及新能源技术;[3]. 杜书怀,电力市场课件;[4].国际能源网,美国加州电力市场概述[5].刘云仁,美国加州电力市场简介;[6].陆展辉,加州电力现货市场中节点类型及应用

现货模拟实践.png

原标题:虚拟电厂-4:SC大哥,你好!

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