摘要

 

隨著我國(guó)電力體制改革的深入和能源利用技術(shù)的發(fā)展,售電公司日漸成為多能量市場(chǎng)的主體。開(kāi)展多時(shí)間尺度購(gòu)電、合理配置各類(lèi)能源購(gòu)電比例及提供差異化售電合同是提高售電公司經(jīng)營(yíng)效益和降低風(fēng)險(xiǎn)的核心策略。綜合考慮中長(zhǎng)期市場(chǎng)及現(xiàn)貨市場(chǎng)、可再生能源、分布式電源及儲(chǔ)能設(shè)備等因素建立多時(shí)間尺度的多能量市場(chǎng)購(gòu)電模型,并基于差異化合同建立售電模型;采用概率場(chǎng)景描述可再生能源出力及負(fù)荷預(yù)測(cè)的隨機(jī)性,并以條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值作為購(gòu)售電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo);通過(guò)最大化收益及最小化風(fēng)險(xiǎn)損失最終確定購(gòu)售電策略。算例分析結(jié)果表明,最大程度采購(gòu)分布式電源電量、科學(xué)安排儲(chǔ)能設(shè)備充放電及提高可再生能源出力預(yù)測(cè)精度,均能增加售電公司收益,同時(shí)減低購(gòu)售電風(fēng)險(xiǎn)。

 

 

1．電力傳輸與功率變換控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(上海交通大學(xué)),上海市 閔行區(qū) 200240

 

2．國(guó)網(wǎng)河南省電力公司 經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院,河南省 鄭州市 450000

 

0 引言

 

2015年3月,中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)(中發(fā)〔2015〕9號(hào))》,啟動(dòng)了新一輪電力體制改革,明確提出將按照“管住中間、放開(kāi)兩頭”的體制架構(gòu),在發(fā)電側(cè)和售電側(cè)開(kāi)展有效競(jìng)爭(zhēng),有序向社會(huì)資本放開(kāi)配售電業(yè)務(wù)[1]。新電改方案出臺(tái)后,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)各地區(qū)相繼注冊(cè)和成立的各類(lèi)售電公司超過(guò)800家[2],未來(lái)售電市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)相當(dāng)激烈。

 

售電公司作為新的市場(chǎng)主體,具備開(kāi)展基本購(gòu)售電業(yè)務(wù)和附加增值服務(wù)的資質(zhì)。隨著新能源技術(shù)和分布式電源技術(shù)的發(fā)展,可再生能源、分布式電源及儲(chǔ)能等電源逐步成為售電公司的有效購(gòu)電途徑[3]?，F(xiàn)階段售電公司大多的購(gòu)電類(lèi)型單一,且時(shí)間尺度主要集中在中長(zhǎng)期市場(chǎng)交易和現(xiàn)貨市場(chǎng)交易,也沒(méi)用充分利用多能量市場(chǎng)來(lái)增加收益的同時(shí)降低風(fēng)險(xiǎn)。

 

目前,國(guó)內(nèi)外有關(guān)售電公司的文獻(xiàn)多為購(gòu)售電方案和運(yùn)營(yíng)策略的研究,文獻(xiàn)[4]將分布式電源和可調(diào)負(fù)荷納入售電公司的優(yōu)化調(diào)度中,同時(shí)結(jié)合售電公司在運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)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(biāo)的優(yōu)化調(diào)度模型,但對(duì)多時(shí)間尺度的購(gòu)售電策略未加考慮。文獻(xiàn)[5]基于心理學(xué)理論構(gòu)建用戶(hù)對(duì)售電合同的行為選擇模型,擬定了售電公司制定費(fèi)率以及購(gòu)電比例的方法。文獻(xiàn)[6]考慮了可再生能源、儲(chǔ)能、分布式電源等多種購(gòu)電途徑,提出了售電公司多種電價(jià)合同的定價(jià)方案,但是無(wú)可再生能源購(gòu)電成本的假設(shè)限制了所述購(gòu)電策略的普適性。文獻(xiàn)[7]采用條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值度量交易策略風(fēng)險(xiǎn),提出包含可中斷負(fù)荷/電量收購(gòu)和關(guān)鍵負(fù)荷電價(jià)兩類(lèi)需求響應(yīng)項(xiàng)目參與的平衡市場(chǎng)優(yōu)化交易策略。上述研究中,多數(shù)文獻(xiàn)僅考慮了某種環(huán)境下售電公司特定的購(gòu)售電決策或單一負(fù)荷側(cè)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,未必能夠?yàn)槭垭姽驹谠?荷側(cè)隨機(jī)性較強(qiáng)的環(huán)境下,參與的多時(shí)間尺度、多能量市場(chǎng)的購(gòu)售電策略提供戰(zhàn)略指導(dǎo)。

 

針對(duì)上述問(wèn)題,本文融合中長(zhǎng)期市場(chǎng)及現(xiàn)貨市場(chǎng),可再生能源、分布式電源及儲(chǔ)能設(shè)備等購(gòu)電途徑,建立售電公司的購(gòu)電模型,并基于差異化合同建立售電模型。為考慮多時(shí)間尺度能量市場(chǎng)的不確定性,采用概率場(chǎng)景描述可再生能源出力及負(fù)荷預(yù)測(cè)的隨機(jī)性,并以條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值作為購(gòu)售電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo),以購(gòu)售電利益最大和風(fēng)險(xiǎn)損失最小為目標(biāo),建立售電公司購(gòu)售電策略和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。通過(guò)具體算例分析相關(guān)因素對(duì)售電公司購(gòu)售電策略及風(fēng)險(xiǎn)的影響,為售電公司參與多時(shí)間尺度能量市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)提供策略支撐。

 

 

在新電改的背景下,售電公司的基礎(chǔ)核心業(yè)務(wù)是購(gòu)售電業(yè)務(wù),以及與其相關(guān)的附加增值服務(wù)[8],兩種模式相輔相成、相互促進(jìn),本文著重研究售電公司的購(gòu)售電業(yè)務(wù)。

 

在電量市場(chǎng)中,售電公司可根據(jù)自身需求和市場(chǎng)提供的交易品種,通過(guò)簽訂不同的物理合同進(jìn)行購(gòu)電,其會(huì)提前在中長(zhǎng)期市場(chǎng)中購(gòu)買(mǎi)一定的電量,并通過(guò)現(xiàn)貨市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)不平衡電量的基本平衡[3]。根據(jù)合同類(lèi)型的不同,本文把售電公司的購(gòu)電側(cè)業(yè)務(wù)分為中長(zhǎng)期市場(chǎng)購(gòu)電業(yè)務(wù)、現(xiàn)貨市場(chǎng)購(gòu)電業(yè)務(wù)、可再生能源購(gòu)電業(yè)務(wù)、分布式電源購(gòu)電業(yè)務(wù)和儲(chǔ)能租賃業(yè)務(wù)。

 

為了盡可能迎合廣大電力客戶(hù)的需求,售電公司會(huì)為電力用戶(hù)提供多種電價(jià)套餐。但考慮到我國(guó)電力市場(chǎng)的成熟度及技術(shù)經(jīng)濟(jì)手段限制,本文假定售電公司可以向電力客戶(hù)提供分時(shí)電價(jià)套餐及固定電價(jià)套餐。

 

上述購(gòu)售電業(yè)務(wù)中,由于現(xiàn)貨電價(jià)和負(fù)荷需求都具有波動(dòng)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(xiàn)貨電價(jià)、負(fù)荷和可再生能源場(chǎng)景,并利用同步回代技術(shù)[10]進(jìn)行場(chǎng)景縮減,從而得到經(jīng)典的場(chǎng)景集[11]。

 

 

 

電力中長(zhǎng)期合約交易是根據(jù)供需雙方提前簽訂的購(gòu)售電合約,以事先確定的價(jià)格在一定時(shí)期內(nèi)進(jìn)行電力實(shí)物交割的交易。本文研究的購(gòu)售電策略中,售電公司和發(fā)電商的電力中長(zhǎng)期交易主要指雙方通過(guò)簽訂雙邊合約的方式購(gòu)買(mǎi)電能。

 

售電公司根據(jù)所轄區(qū)域用戶(hù)負(fù)荷預(yù)測(cè)的結(jié)果,與發(fā)電商簽訂多種中長(zhǎng)期電力合同,以滿(mǎn)足用戶(hù)的電能需求。為提高購(gòu)電交易的靈活性,中長(zhǎng)期電力合約的標(biāo)的可以是不同時(shí)段(峰時(shí)段、平時(shí)段、谷時(shí)段)的電能。則場(chǎng)景ωω下售電公司在中長(zhǎng)期交易市場(chǎng)中的購(gòu)電成本為

 

 

 

現(xiàn)貨市場(chǎng)通常指電能即時(shí)交割的交易市場(chǎng)[12],是電力交易市場(chǎng)的重要組成部分。售電公司在現(xiàn)貨市場(chǎng)通過(guò)集中交易的方式購(gòu)入電能,其交易價(jià)格與實(shí)時(shí)供需平衡有關(guān),即批發(fā)側(cè)市場(chǎng)的現(xiàn)貨電價(jià)是系統(tǒng)總負(fù)荷的函數(shù)。

 

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),電力批發(fā)市場(chǎng)中現(xiàn)貨電價(jià)與系統(tǒng)負(fù)荷水平有近似線(xiàn)性分布的關(guān)系[13],如下式：