電力市場中網損分攤方法的研究

張　藝

[摘要]分析幾種典型的網損分攤方法,介紹國外電力市場對輸電網損的處理方式,最后對不同的網損分攤方法進行分析。

[關鍵詞]電力市場 網損分攤 交易模式

中圖分類號:TM-9文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0910126-01

隨著各省網之間的功率交換日趨頻繁,大量的轉運業務隨之出現。轉運為電網帶來巨大經濟效益的同時對中間提供轉運服務的電網(轉供網)的網損的影響也是很大的。不同的計算和分攤方法會造成不同電網用戶間分攤比例的很大的差異,因此如何進行公平合理的分攤是電力市場良性發展的關鍵問題之一。

一、典型的網損分攤方法

(一)平均網損分攤法。平均網損分攤法實質是一種“郵票法”,不考慮輸電網的結構、輸電線路的距離和輸送功率的收發點位置,在全網范圍內按相同的網損系數進行分配,即無論轉運路徑如何,損耗分攤量總由轉運功率量決定。

(二)邊際網損系數法。邊際網損系數法實際上是靈敏度分析法的一種——GSDF法,它根據節點注入功率的單位變化引起全網網損變化量的大小來對各節點進行網損的分攤,并且這種方法同時考慮到了有功和無功對網絡損耗的影響。

(三)潮流增量法。潮流增量法是根據每個輸電轉運服務用戶的功率總量對系統損耗的影響來確定其應當承擔的輸電損耗,是針對轉運交易提出的。該方法分交易估價法和合計分攤法。

(四)潮流追蹤法。潮流追蹤法的基本原理是:假定輸電節點是個理想的潮流混合器,潮流在各個節點上依據節點功率等比例分配原則分布,從而計算輸電線路的功率組成和發電機與負荷間的實際功率傳輸關系,根據各用戶功率對各輸電元件的利用份額確定其應承擔的損耗。

二、國外電力市場模式及所采用的網損分攤方法

(一)英國電力市場。1990年英國建立英格蘭-威爾士電力市場,采用非購電側競爭的電力聯營體(Pool)的市場交易模式。1998年英國政府進行了第二次電力市場改革,建立了新的電力交易協議(NETA),2001年NETA正式開始實施。NETA的一個基本原則是希望大宗購電和售電交易都能夠通過自由談判、簽訂雙邊或多邊合同的形式完成,而剩余的少量電力交易再通過有組織的市場PX來進行,因此是一種雙邊交易的模式。

英國電力市場輸電網損系數的確定方式是邊際網損系數法與加權平均算法的結合。

(二)加州電力市場。加州電力市場中的主要參與者包括發電公司、獨立系統操作員(ISO)、電力交易所(PX)、計劃協調所(SC)和電力用戶等。其主要特征是ISO與PX分離。PX負責日前市場,接收市場成員申報的次日或小時前的購、售電報價,確定市場成交價格,并將成交的交易提交給ISO,而ISO負責實時平衡市場。

加州電力市場中也存在雙邊交易,但是它只允許有實際功率交換的雙邊交易,不允許作為金融工具的雙邊交易。雙邊交易主要由SC負責安排,并提交給ISO。市場中的網損分攤采用的是邊際網損系數法,但是其獨立系統操作員(ISO)是將網損分攤給發電(或注入功率)節點。

(三)澳大利亞電力市場。澳大利亞國家電力市場采取以電力聯營體為核心的批發市場模式,供電方同時參加電力聯營市場的競爭。供電商(零售商)和大用戶必須通過輸配電網絡從電力聯營市場購電,供電商將電能零售給終端用戶,用戶可以選擇供電商。國家電力市場管理公司(NEMMCO)為電力聯營市場的主要運營者,并負責電力供需平衡和安排輔助服務。

澳大利亞國家電力市場(NEM)包括輸電網(220KV及以上)和配電網(220KV以下)兩部分。其中,輸電網采用節點和邊際網損系數法,配電網采用平均網損系數法。

三、網損分攤方法的比較

平均網損分攤法在全網范圍內實行一個統一的網損系數,各用戶在整個電網范圍內按該系數等比例分攤網損,忽略了用戶實際利用各條線路的程度。事實上,如果用戶就近買電,那么按照平均網損分攤法計算的其應承擔的網損將大于用戶實際對系統造成的影響。這樣處理的結果是不能提供合理的市場信號,無法滿足市場環境的要求。

邊際網損系數法基于靈敏度的概念,能夠表征系統中各節點注入功率的單位變化引起的系統損耗的變化情況,它是電力系統中應用非常廣泛、久遠的一種方法。但是這種方法除了有前文所提到的不能保證全網網損與分攤給各用戶的網損之和相等、分攤結果依賴于平衡節點的選取等缺陷外,還有一些問題,如某發電節點的損耗靈敏度有可能為負數,其原因是該節點比平衡節點離系統的負荷中心“近”,按此結果輸電公司要對該用戶予以損耗補償,這對于輸電公司是難以接受的。

潮流增量法的分攤看似合理,但是在轉供網電力不足,需要從轉運供電方用電的情況下,將轉供網損耗的增加量全部分攤給轉運用戶是不可取的。因為對于一些線路上的交叉損耗是由三部分造成的:(1)轉供網內部的功率流動;(2)轉供網從轉運供電方注入的供內部用戶消耗的功率;(3)轉供網轉運的功率。因此,轉運用戶有理由認為如果轉供網內部沒有功率流動,那么轉運用戶所承擔的損耗就只有第(3)部分功率所引起的損耗,正是由于交叉損耗是由轉供網中的用戶和轉運用戶共同引起的,理應由雙方共同承擔。潮流增量法并不能滿足這一要求,而潮流追蹤法將線路功率歸屬至各個負荷,根據負荷對線路的利用程度分攤轉供網的網損,因此更具有適用性。

潮流追蹤法通過追蹤發電機輸出功率(或負荷功率)的走向,確定發電用戶和用電用戶功率的對應關系,發電用戶或用電用戶功率在輸電元件中的份額等。在此基礎上,根據特定的損耗分攤原則,求得發電用戶或用電用戶所應當承擔的損耗責任。對于交叉損耗,它不是簡單的將其分攤給某個用戶,而是根據用戶功率占線路功率的比例在相關用戶間分攤,這一點是前兩種方法所不能做到的。該方法分攤思路清晰,形象直觀,對各條線路潮流及損耗的歸屬都有明確的解釋。而且其分攤過程基于狀態估計或潮流計算的基礎,能夠保證分攤結果與總網損的一致性。它最為清晰地剖析了損耗分攤的機理,能夠提供最多、最全面的市場信號,也應該是市場成員最容易接受的方法。

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