摘要

 

隨著我國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的主體。開展多時間尺度購電、合理配置各類能源購電比例及提供差異化售電合同是提高售電公司經(jīng)營效益和降低風(fēng)險的核心策略。綜合考慮中長期市場及現(xiàn)貨市場、可再生能源、分布式電源及儲能設(shè)備等因素建立多時間尺度的多能量市場購電模型,并基于差異化合同建立售電模型;采用概率場景描述可再生能源出力及負(fù)荷預(yù)測的隨機性,并以條件風(fēng)險價值作為購售電風(fēng)險評估指標(biāo);通過最大化收益及最小化風(fēng)險損失最終確定購售電策略。算例分析結(jié)果表明,最大程度采購分布式電源電量、科學(xué)安排儲能設(shè)備充放電及提高可再生能源出力預(yù)測精度,均能增加售電公司收益,同時減低購售電風(fēng)險。

 

 

1．電力傳輸與功率變換控制教育部重點實驗室(上海交通大學(xué)),上海市 閔行區(qū) 200240

 

2．國網(wǎng)河南省電力公司 經(jīng)濟技術(shù)研究院,河南省 鄭州市 450000

 

0 引言

 

2015年3月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見(中發(fā)〔2015〕9號)》,啟動了新一輪電力體制改革,明確提出將按照“管住中間、放開兩頭”的體制架構(gòu),在發(fā)電側(cè)和售電側(cè)開展有效競爭,有序向社會資本放開配售電業(yè)務(wù)[1]。新電改方案出臺后,據(jù)不完全統(tǒng)計,我國各地區(qū)相繼注冊和成立的各類售電公司超過800家[2],未來售電市場的競爭會相當(dāng)激烈。

 

售電公司作為新的市場主體,具備開展基本購售電業(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、分布式電源及儲能等電源逐步成為售電公司的有效購電途徑[3]。現(xiàn)階段售電公司大多的購電類型單一,且時間尺度主要集中在中長期市場交易和現(xiàn)貨市場交易,也沒用充分利用多能量市場來增加收益的同時降低風(fēng)險。

 

目前,國內(nèi)外有關(guān)售電公司的文獻多為購售電方案和運營策略的研究,文獻[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,同時結(jié)合售電公司在運營經(jīng)濟性、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,但對多時間尺度的購售電策略未加考慮。文獻[5]基于心理學(xué)理論構(gòu)建用戶對售電合同的行為選擇模型,擬定了售電公司制定費率以及購電比例的方法。文獻[6]考慮了可再生能源、儲能、分布式電源等多種購電途徑,提出了售電公司多種電價合同的定價方案,但是無可再生能源購電成本的假設(shè)限制了所述購電策略的普適性。文獻[7]采用條件風(fēng)險價值度量交易策略風(fēng)險,提出包含可中斷負(fù)荷/電量收購和關(guān)鍵負(fù)荷電價兩類需求響應(yīng)項目參與的平衡市場優(yōu)化交易策略。上述研究中,多數(shù)文獻僅考慮了某種環(huán)境下售電公司特定的購售電決策或單一負(fù)荷側(cè)的風(fēng)險評估,未必能夠為售電公司在源-荷側(cè)隨機性較強的環(huán)境下,參與的多時間尺度、多能量市場的購售電策略提供戰(zhàn)略指導(dǎo)。

 

針對上述問題,本文融合中長期市場及現(xiàn)貨市場,可再生能源、分布式電源及儲能設(shè)備等購電途徑,建立售電公司的購電模型,并基于差異化合同建立售電模型。為考慮多時間尺度能量市場的不確定性,采用概率場景描述可再生能源出力及負(fù)荷預(yù)測的隨機性,并以條件風(fēng)險價值作為購售電風(fēng)險評估指標(biāo),以購售電利益最大和風(fēng)險損失最小為目標(biāo),建立售電公司購售電策略和風(fēng)險評估模型。通過具體算例分析相關(guān)因素對售電公司購售電策略及風(fēng)險的影響,為售電公司參與多時間尺度能量市場競爭提供策略支撐。

 

 

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,本文著重研究售電公司的購售電業(yè)務(wù)。

 

在電量市場中,售電公司可根據(jù)自身需求和市場提供的交易品種,通過簽訂不同的物理合同進行購電,其會提前在中長期市場中購買一定的電量,并通過現(xiàn)貨市場實現(xiàn)不平衡電量的基本平衡[3]。根據(jù)合同類型的不同,本文把售電公司的購電側(cè)業(yè)務(wù)分為中長期市場購電業(yè)務(wù)、現(xiàn)貨市場購電業(yè)務(wù)、可再生能源購電業(yè)務(wù)、分布式電源購電業(yè)務(wù)和儲能租賃業(yè)務(wù)。

 

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

 

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

 

 

 

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

 

售電公司根據(jù)所轄區(qū)域用戶負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果,與發(fā)電商簽訂多種中長期電力合同,以滿足用戶的電能需求。為提高購電交易的靈活性,中長期電力合約的標(biāo)的可以是不同時段(峰時段、平時段、谷時段)的電能。則場景ωω下售電公司在中長期交易市場中的購電成本為

 

 

 

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

 

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