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我国在财政税收以及社会管理、金融、电力计划等都是以省作为基础责任单位,但是当前区域市场却是我国电力市场的重点建设对象。所以,当前我国电力部门需要进行分析的是大用户直购电的开展层次,即首先在区域层次还是省这一层次开展的问题。下面便进行相关的比较分析。
1省内开展优势
1)当前很多电力市场交易平台都是省级平台,因而大用户直购电在省内开展同实际的客观环境较为匹配。2)省级政府对于电力市场的发展较为重视,因而政府的支持力度也相对较大,作为重点行业,电力工业在生产、消费、计划以及电价管理上都会得到省政府的直接指导,即各省政府对于这些内容都有着直接的决定权,大用户直购电模式在省内直接开展,方便与资源配置,有助于省内经济的平衡发展,所以政府会更加支持,这是一个相互促进的发展模式。3)同省的电网、发电企业以及大用户相对较为熟悉,且所处的政策环境相同,供求关系信息传递较为方便,因而可以长期稳定的合作。4)除了个别的地区外,电价在同一省内基本相同,因而大用户直购电在省内开展遇到的阻碍也相对较少。5)目前电网规模不断的扩展,省内的建设力度也越来越大,因而在直接交易网络的发展限制也相对减弱,所以省内直接开展大用户直购电模式具有良好的发展环境。
2区域开展优势
1)市场主体在区域电力市场中相对较多,并且每个主体所占据的份额相对较少,因而可以方便与对市场的控制,从而可以提高区域内公平交易的水平。2)不同省份可能属于同一区域,但是由于省份不同,所以所应用的发电机种类以及用电习惯都不同,即用电高峰可能会存在差异,而在区域中直接采用大用户直购电的模式可以错开用电高峰,并使得水火互补,将区域资源进行优化。
3区域开展的缺点
1)跨省交易。由于同一区域中可能会出现多个省份,因而大用户直购电模式的开展有可能会跨省交易。当前我国的电价体系大多以省作为基础单位,因而同一区域中的不同省份之间会有较大差异的电价差,同区域大用户直购电的模式有可能造成的跨省交易,由于输配电价无法合理确定会受到严重的限制,所以,利益调整是在区域开展大用户直购电必须要面对的难题。2)由于电网的建设力度不断增大,因而电网规模不断扩大,省间输电规模也随之扩大,输电通道的建设也不断加强,但是省间电力资源虽然流动性得以增加,但是省间联络容量资源仍旧匮乏,这就限制了当前区域大用户直购电模式的开展。3)电力是当前社会发展的基础动力,并且电力行业的发展会影响到一个区域的经济水平,然而由于省间政策不同,因而在电价体系上存在较大的区别,区域开展该种交易模式会直接影响到供电的水平和质量,改变一个省内供电发行业发展的整体形势,因而会受到政府以及企业的双重反对。所以,为了保证大用户直购电的交易方式能够顺利开展并得以推广,必须首先对推广试点层次进行确定,初次试点可以在省内开展,当条件以及环境稳定后可以适当的在区域中予以施行。
二、交叉补贴分析
1现状分析
交叉补贴现象在我国当前的电价体系中十分普遍,这种现象会在大用户直购电模式推行的过程中得以解决,这是由于通过大用户直购电的方式能够对电力系统中的利益格局进行有效调整。由于我国传统的电价体系影响,在电价中交叉补贴现象较为严重,例如电力企业对用户进行补贴、高压用户对低压用户进行补贴、生活电用户收到工商电用户的补贴等。由于大用户属于高等级用户,本身接入等级高、用电量相对较大,且用户自身负荷率相对较高,因而在电价上会相对进行调整,即降低其用电价格,这就造成了严重的交叉补贴状况。为了解决交叉补贴问题,相关部门在近些年不断开展工作,例如,在相同地域内,相同电网的价格相同,这就使得区域直接所产生的交叉补贴现象得以改善;而针对工商用电对居民用电的交叉补贴现象则通过并价的方式进行解决,从而使得不同类别的用电交叉补贴现象得以改善。另外在此基础上,严格管制居民用电以及农业用电和生产用电,另外在电价的调整过程中,对农业和居民生活生产用电调整幅度进行限制,从而限制物价涨速过快,减轻民众的生活压力,稳定社会。但是,这一政策加重了不同类别的交叉用电现象,短时间内我国的主管部门还没有寻找到行之有效的方式改变这一问题,而这也是大用户直购电发展必须面对的障碍。
2收取方式分析
从目前我国的国情来看,短期内完全取消交叉补贴是不现实的,交叉补贴将在一定时间和范围内长期存在。因此,应该循序渐进地逐步减少交叉补贴,由暗补逐步变为明补,由补贴多到补贴少,在条件成熟时取消补贴。
三、结语
【关键词】实时平衡;调度机制;安全校正机制;实时平衡;辅助服务
0.引言
就目前来说,我国的电力市场体系仍然是处在大力发展的建设状态,从世界当前的发展趋势和经验观察来看,无论是采用任何形式的市场体系,其中涉及到电力实时平衡调度方面的内容都必须要由国家、省级专业电力调度机构来进行全权负责,也就是说,电力的调度必须要保证与其他区域、省级之间的协调同步性。利用该系统,能够对不同层级的管理机构进行管理权赋予,这种形式的电力调度方式是目前确保电网能够稳定运行的一个有效措施。下文主要针对电力实时平衡调度交易市场运作的机制以及模型进行了全面深入的研究。
1.电力实时平衡调度机制
实时平衡交易主要是通过电网调度员来依据下一个时段的调度时刻的起始时间点中所存在的系统不平衡量多寡,来确定是否启用上调机组还是启用下调机组。同时,还要根据实时接收到的增减负荷报价,按照一定的规律对其进行排序,并且使得机组的负荷水平进行调整,直到其负荷水平在这一过程中完全满足不平衡量,即可以开始对下一个时段之内的电网供需不平衡量进行调度。
实时平衡辅助服务一般由调度员通过市场成员竞价或与市场成员进行双边洽谈签订合约,主要是平衡每个调度时段内的ACE(一般通过AGC机组实现),并使每个调度时段的电网频率及电压(一般通过调频、调压实现)维持在规定的范围内,保证电力系统运行的安全稳定性和电能质量。调度员首先启用在日前市场(或合约市场)购买的辅助服务(包括调峰、调频、调压、各种备用等),如果日前购买的辅助服务不能满足系统运行的可靠性和}?,能质量,调度员就必须在时前/实时平衡交易市场购买与备用、频率和电压控制相关的辅助服务。
2.电力实时平衡交易市场设计及运作流程
有关术语定义:该时段调度计划出力(或调度计划电量)定义为:年度合约市场交易合同分解到该时段的出力(电量)+月度合约市场交易合同分解到该时段的出力(或电量)+周合约市场交易合同分解到该时段的出力(或电量)十双边交易合同分解到该时段的出力(或电量)+日前市场交易计划在该时段的出力(或电量)十时前市场交易计划在该时段的出力(或电量)。该时段调度计划出力也称为:对应时段调度计划出力、该时段(或对应时段)的基准调度计划出力、机组在该时段(或对应时段、上调(或下调)出力的基准点。该时段调度计划奄.量也称为对应时段调度计划电量。
2.1电力实时平衡交易市场的设计
电力实时平衡交易市场进行建立的一个初衷就是能够能够让电力调度员按照接收的负荷增减要求报价来对电力出力、负荷等进行调节,从而使得整个电力系统网络中的能量能够维持在一个较好的平衡范围之内,达到安全运行的目的。
而发电商自身在进行发电的过程中,可以依据自身的发电出力状况、发电合同、报价策略等多个方面的因素来确定自身的电力发电机组是否需要加入到电力实时平衡调度交易市场中;如果说在有需要的情况下,要加入到实时平衡调度交易市场中去,就可以依据当前的市场规则不同,提前数个小时或者时间段向相应的实时平衡调度交易市场提出申报,其申报内容可以是出力范围的价格上调或者出力范围价格的下调。总之,实施调度交易中的计划制定和当前市场的单时段计划制定有着极大的相似性,而市场在运作的过程中,究竟采用怎样的报价方式和数据,这主要依据当前市场的变化和规则来进行制定;除此之外,在用户用电减少负荷报价之后,其性质就等于发电商自身必须要对出力报价进行提高,而用电方的负荷报价提高,那么就代表着发电生可以对出力报价进行降低。
2.2实时平衡交易市场运作流程
(1)发电厂必须要在规定的时间段内,利用当前的电力市场运营系统,对实施平衡交易市场上所规定出来的机组报价数据进行实施的申报。
(2)电力调度交易机构接收数据申报、校核报价数据是否有效。
(3)在实时平衡调度时,进行未来一个(或几个)调度时段的超短期负荷预测。
(4)制定实时调度交易计划并对交易计划进行安全校正。对于每个实时平衡调度时段,实时调度交易计划的调整都基于原有的调度计划,如北欧电力实时平衡交易市场是以市场成员日前的调度计划作为机组实时调整的基准出力点;英国是以实时平衡交易市场关闭前市场成员申报的出力计划作为机组实时调整的基准出力点。经过调整后的实时调度交易计划必须进行安全校正。
3.实时平衡交易市场中的结算机制
实时平衡交易中所涉及到的电量结算必须要和当前的合约市场、日前市场中所存在的电量结算是完全分开的。并且实时平衡交易市场在这一过程中的交易量与合约市场、日前市场的交易量相比较而言,其实时店家在运作过程中所产生的波动可能会远远其他市场波动。并且由于参与到下调出力的调度交易工作中,就会直接导致机组自身的收入减少,这促使绝大多数发电商都不愿意参与到下调出力的调度交易工作中。所以,为了能够让发电商积极的参与到下调出力中去,就应当在实时交易的结算规则中让下调交易对于机组来说具有更大的诱惑力。
3.1对被调度员接受的Bids和Offers的结算
在每一个实时的调度结算时间段之内,当上调机组在进行出力的过程中,应当严格按照机组自身的上调出力报价由低到高的选择顺序来对电力负荷进行调度,而在选择的过程中,要以上调机组所具有的最高报价来作为交易时段之内的一个统一价格,同时,对机组内部的电量进行实时的调整结算;当下调机组在进行出力的过程中,就应当依据机组的下调处理来按照报价由高到低的方式来选择性调度,并且选择的机组要使用最低报价来作为该机组的统一价格,同时对机组当前的实时电量进行调整结算。
总的来说,按机组在每个交易周期内被调度员接受的Bids/Offers进行结算,向提供Offers的机组付费,向提供Bids的机组收费。
3.2对不平衡,的结算
不平衡结算模块的主要功能是决定不平衡电价及不平衡电量的结算。机组在某调度时段内的不平衡电量等于其在该时段合同电量减去其实际上网电量。不平衡电量按分钟进行累加,其计算方法不平衡量结算采用2种电价:一是系统买电价格(SBP),即以成交电量为权重的加权Offer价格;二是系统卖电价格,即以成交电量为权重的加权Bid价格。
4.结语
总而言之,实时平衡调度交易主要就是通过市场化的方式来对电网内部所呈现出来的供需不平衡现象进行调节,以此来使得电网调度不仅能够充分的满足电力需求,还能够严格按照市场的发展规律来进行调度。而实时平衡调度交易市场还是当前用电市场中一个有效的补充,它不仅仅为市场的各个用电成员提供了一个良好的调度交易机会。还利用其自身对于电价实时平衡的能力,灵敏的反应出了当前市场经济的信号,这能够便于电力平衡调度进行市场价(下转第141页)(上接第98页)格平衡,良好的对整个经济市场进行把控。 [科]
【参考文献】
[1]尚金成,张兆峰,韩刚.区域电力市场竞价交易模型与交易机制的研究:(一)竞价交易模型及其机理、水电参与市场竞价的模式及电网安全校核机制.电力系统自动化,2005,29(12):7-14.
关键词:电力市场;J2EE;SWING;C/S结构
中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)19-30058-02
Generate-Electricity-Plan Module in Power Market Operation System Based on J2EE
DING Jie
(Software Engineering College, Southeast University, Nanjing 210000, China)
Abstract: In this paper I recommend Power Market in China, the import of Power Market Operation System and its hardware and software. The main content and the key technique of Generate-Electricity-Plan Module are analyzed. A high applicability module which can support all kinds of requirements is designed.
Key words: Power Market Operation System; J2EE; SWING; C/S
随着我国电力供需矛盾的逐步缓和,按照“完善省级市场、发展区域市场、培育国家市场”的方针,引入市场竞争机制,规范市场秩序,提高运营效率,加快建设结构合理、公平竞争、开放有序的三级电力市场体系,促进资源优化配置和电力自身的发展,已成为当前我国电力市场改革的必然选择。
2006年,国家电网电力交易中心和各网省电力交易中心相继成立,三级电力市场体系建设已正式启动。由于三级电力市场体系是一个全新的事物,与以往的电力市场相比,对电力市场理论水平、技术实现及工程实施提出了前所未有的要求。因此,为配合适合国情的统一开放的电力市场体系建设,开发适应于三级电力市场体系要求的交易应用平台,支持各级电力市场的协调运作,具有非常迫切的理论价值和现实意义。
1 国内外研究现状
综观各国电力市场的改革之路,对于英国、澳大利亚等国,由于国家较小,且电力网架结构较强,都采用全国统一的电力市场,而并未建立分层分区的多级电力市场体系。虽然美国有多个电力市场存在,但从本质上看,美国电力市场体系与我国三级电力市场体系并不相同。我国电力市场改革经历了省级电力市场试点和区域电力市场改革阶段,但都是单层电力市场。因此,国内外的研究与实践对我国三级电力市场体系下的电力市场交易应用平台研究与系统开发,没有直接照搬的理论,也没有直接可引入的系统,而必须由国内自主开发。
目前国内的电力市场交易运营系统主要有电科院和国电南瑞两家单位研发。电科院开发的系统是基于B/S结构(Browser/Server结构)即浏览器和服务器结构,在这种结构下,用户工作界面是通过WWW浏览器来实现。因为浏览器已成为windows等操作系统标准配置,B/S结构最大的优点就是不需要安装专门的桌面应用客户端软件,所以客户端维护方便。其缺点是软件功能上受浏览器的制约,一些超越了浏览器可以支持的功能要求,浏览器无法直接实现,如电力系统常见的负荷曲线、电气接线图显示等功能。这种情况就需要通过安装插件的方式来弥补浏览器的不足,在J2EE的运行环境里,通常需要安装jre插件,然后用applet的方式来实现这些功能需求。
国电南瑞开发的系统采用B/S 和C/S相结合的体系结构。C/S结构即客户机/服务器结构,在客户机上运行的是基于客户机客户端桌面应用程序。与B/S结构的一个显著区别是客户端桌面应用程序在功能实现不受浏览器的制约,相比之下,有更强的界面展现能力。另外一个特点是客户端程序,它不仅仅是系统的输入输出界面,同时可以方便地实现如数据的本地备份、本地备份数据的导入等数据管理功能,这样就可以在很大的程度上方便用户的操作、减轻用户的劳动程度。对于人机交互有较高要求情况下适合于采用这种方式,在电力系统的专业应用领域内的自动化系统的人机界面通常都是采用这种模式,典型的有实时监控、负荷预测、计划编制等。C/S结构的主要缺点是需要客户机在安装上专门的客户端程序,这个缺点可以通过Web下载、人工安装、自动升级等办法来改善。
系统采用B/S 和C/S相结合的体系结构,主要的出发点是结合二者的优点,B/S结构可以用来实现数据申报和信息等功能,C/S可以很好地满足电力市场运营系统中与电力系统的专业应用有着密切关系的应用程序对于人机界面的需求。
2 研究基础
电力市场运营系统总体结构由交易中心主站系统、市场成员终端(系统)、以及电力市场运营系统与“SG186”一体化平台接口组成。
2.1 硬件组成
采用企业级以上数据库服务器,支持集群、RAID等技术特性,关键设备采用冗余配置。备份软件与设备安全可靠,使用方便,能够自动执行备份策略。
采用企业级应用服务器,具有良好的可靠性和灵活的可扩展性,CPU、内存等可因系统性能的需要而进行扩充。
客户工作站采用高性能PC工作站。
遵循电力二次系统安全防护总体方案,根据需要选择交换机、路由器、防火墙等网络设备。达到保证网络安全通畅,符合系统运行的总体目标要求。对内符合安全可靠高速局域网的要求,对外满足Web网站响应速度指标的要求和具备抵御网络攻击的能力。
2.2 网络结构
系统运行环境主要包括服务器和网络环境。数据库服务器、应用服务器、Web服务器、接口服务器和客户端。在物理上,系统可部署在多台服务器上,相同作用的服务器可以根据需要采用双机备份的模式提高可靠性。
电力市场运营系统的服务器部署在省公司信息网的核心服务器区,省公司内部客户端通过信息网以http的方式访问部署在应用服务器和Web服务器上的相关服务。对暂时不能接入电力交易数据网的市场成员,应采用虚拟专用网(VPN)接入,满足业务需要。电话拨号作为一种备用手段。同时进行访问限制,电厂的用户终端只能访问用于数据申报和信息下载的Web服务器。
2.3 软件结构
电力市场交易运营系统采用三层架构体系。用于支撑交易中心业务的应用软件层构筑在专用技术支撑平台和通用技术支撑平台之上,通过标准接口系统与调度自动化系统、计量系统和门户系统接口。(系统总架构见图1)
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图1 电力市场交易运营系统总体架构
1)通用技术平台提供硬件级和操作系统级的支撑。硬件平台以高可靠和高可维护性的企业级服务器构建。此方案能够在保证系统高性能和高可靠的前提下,提供高度灵活的配置方案,并显著降低使用和维护费用。
2)应用软件部分提供电力市场运营业务所需的全部功能。包括:数据申报、合同管理、交易管理、信息、市场预测、市场分析、市场监视、综合管理和系统管理服务等。
3)架构图中黄色标出部分即为发电计划编制开发模块。各类交易计划的编制,在满足电力市场交易规则的同时,还应满足电网的安全要求。除去专用技术及通用技术支撑,也需要来自同级其他功能模块技术数据的支持。
3 主要内容及关键技术
3.1 主要内容
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图2 计划编制流程图
首先通过负荷预测取得本省统调用电量,然后扣除固定受电计划、资源可再生类竞价单元电量计划以及预留的调试电量,得到火电发电空间;然后根据火电竞价单元实际完成基数电量、火电发点空间和年度总基数电量计划计算出等进度系数;火电竞价单元的根据自己的年度基数电量计划和等进度系数,计算出基数电量的发电计划。根据各竞价单元的检修计划、平均负荷率、平均故障率计算出发电量限额,发电量限额扣除发电权和外送电交易电量后,对前面算出的基数电量计划进行调整,新增出来的发点空间由其余未超出限额的竞价单元迭代分配;最终发电量计划为考虑限额的基数电量与交易电量的叠加。
3.2 关键技术
3.2.1 Web Services技术以及xml文件的解析(下转第62页)
(上接第59页)
计划及其相关功能模块的基本数据有相当部分是由所处网络不一的省网公司下属单位提供,这就需要有数据的横向交换。本课题使用Web Services技术以xml字符流的形式传送。Web Services 就是一个应用程序,它向外界暴露出一个能够通过Web进行调用的API。在本地利用配置xml,wsdl文件建立客户端程序通过Web来调用这个应用程序,得到所需数据的xml后运用DOM(Document Object Model)以及java特有的反射机制动态解析xml文件,并将数据动态存储至数据库相应表中。
3.2.2 实现可以灵活配置的算法设计
通过平台化工具定制计划编制依据、过程和目标模板,实现不同市场、不同类型的计划编制。根据理论研究和现场运行经验,首次提出将计划编制划分计划模板定制和计划编制两部分。计划模板定义部分能够自定义计划编制的所有数据源、计划编制业务逻辑,将计划编制规则公式化。能够考虑系统负荷需求、设备检修、电网受阻、节能减排、进度适当等多种优化目标。计划编制能够从整体最优出发,考虑多个计划周期。此外,计划编制支持发电、购电等多种计划口径,计划编制和合同、交易有机协调。通过计划模板定义,能够在无编码的情况下同时支持多种计划编制原则,适应不同市场的个性需求。计划编制时则只需选择计划编制模板和计划编制时间,自动形成发电计划。
3.2.3 以用户要求的报表形式展现结果
由于系统框架自带的报表制作工具操作比较复杂,不利于格式多变的计划编制展示。所以利用第三方jar包Formula One提供的报表制作插件,直接将计划编制的结果以excel表格的形式展现,以替代原有的以Swing中JTable组件的展现形式。并提供excel文件下载。以最直观,用户最容易接受的方法来完成计划的编制。
4 高适用实现
正如所有的软件开发所遇到的问题一样,计划编制模块的需求也是不断变化的。这不仅仅是随时间的推移出现新的要求,还有因为各个地区不同的计划编制习惯差异造成的不同。这必将导致系统计划编制模块版本模式差别越来越大,既要花费大量人力开发满足不同需求,又使得将来系统维护变得更加繁琐。于是本系统在次功能模块上力求在总结提炼各个地区通用计划编制方法流程,充分体现出参数,算式的灵活性的基础上,解决上述实际问题。
实际模块将所有参数分为函数(Function),变量(Variant),参数(Parameter)三个类型,提供相应的class支持其实现功能。在用户界面上提供工具方法供用户自由选择参数自定义算法算式。对算式字符串进行解析并最终生成计算模块,由此计算得计划编制所需数据并展现出来。根据业务不同动态呈现不同的人机界面,选择不同算法。运用java的反射技术,在同一个数据模型里实现多态,灵活的对界面中的数据进行显示,实现呈现界面的可配置。
5 结束语
根据国家电力体制改革目标和国家电网公司的电力发展规划要求,适合国情的统一开放电力市场体系建设已经到来。三级电力市场交易应用平台研究成果将对我国三级电力市场的交易运营、仿真培训、分析评估与辅助决策等电力市场应用建设具有十分重要的理论价值和指导作用。开发的原型系统将可直接应用到包括国家、区域和省等各级电力交易中心,用于电力市场交易运营,并创造巨大的经济效益和社会效益。
发电计划编制模块作为整个电力市场交易运营系统不可缺少的重要部分,其实现结果的好坏也直接关系到整个系统的运作。本文以C/S架构为基础设计实现的计划编制模块能够很好地满足多种开发需求,其中对于高适应性模块的设计思想同样也可用于其他类似软件系统的功能模块。
参考文献:
[1] William Crawford , Jonathan Kaplan. J2EE设计模式[M]. 中国电力出版社, 2005.
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[3] 杨争林, 沈利华, 胡俊. 电力市场技术支持系统主站的三层体系方案[J]. 电力系统自动化, 2004(2).