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保障电力系统灵活性的容量市场机制CapacityMarketMechanismtoEnsure
thePowerSystemFlexibility
YunpengXiaoXianJiaotongUniversity·
YunpengXiao
XianJiaotongUniversity
·西安交通大学
·ypxiao@xjtu.edu.cn
1
Content
·ResearchBackgroud研究背景
·CapacityMarketDesign计及灵活性充裕度的容量市场机制设计
■Marketclearingmechanism出清机制
■DemandCurveFormulation需求曲线制定
■PricingandSettlement定价与结算·NumericalResults算例分析
·ConclusionsandProspects结论与展望
2
2
研究背景
随着新能源占比不断提高，电源侧不确定性增强、平衡支撑能力不足，电力系统容量充裕度风险增加和灵活性缺失问题愈发突出；与此同时，火电机组利用小时数降低，叠加市场电价降低，导致火电固定成本回收困难。
电力/M
电力/MW
火电库容式水电
94000
充伏a有
负荷+外送
6
5000
44000
3000
2000
1800
1235671012131615161718192021n2324
午间产生|
大量弃光
晚高峰存在电力缺口
80000
70000
10000
负荷高峰时保供与新能源大发时消纳难题交织
6000
6000
5000
4000
1200
2200
2000
10.00%
2011年2012年2013年203年201年201年2017年2018年203年2020年2021年2022年
1.00%
6.00%400%2.00%0.00%2.004.00%600%8.00%
大厂中均*用小(小时》一(S)
火电利用小时数下降趋势
价格/(元(MWh)1)700
价格/(元(MWh)1)
700
600
500
400
300
200
100
0
-100
00:0006:00
—实时市场价格—日前市场价格
18:0024:00
12:00
时刻
零电价、负电价频现
亟需建立容量市场或其他容量保障机制
亟需建立容量市场或其他容量保障机制
Content
·ResearchBackgroud研究背景
·CapacityMarketDesign计及灵活性充裕度的容量市场机制设计
■Marketclearingmechanism出清机制
DemandCurveFormulation需求曲线制定
■PricingandSettlement定价与结算
·NumericalResults算例分析
·
·ConclusionsandProspects结论与展望
4
1计及灵活性充裕度的容量市场机制
针对传统以保障负荷峰值时段系统充裕度为目标的容量市场难以保证系统灵活调节需求得到满足的问题，在容量市场机制设计中同时考虑负荷峰值时段发电容量充裕度和灵活调节容量充裕度。
◆基于供需曲线的容量市场出清示意图
价格/(元/(MW·天))煤电机组、风电场、光伏电站、储能电站四种类型资源均可提
价格/(元/(MW·天))
煤电机组与储能电站这类可控资源还可提供灵活调节容量，保
障系统应对负荷与新能源随机波动带来的系统灵活调节需求。
◆发电容量基于市场供需曲线进行出清(右图所示)。
◆灵活调节容量出清量必须满足系统最恶劣波动情况下的灵活调节需求。
容量/MW
5
1计及灵活性充裕度的容量市场机制
需刻画系统灵活调节需求及其不确定性，提出基于鲁棒优化的容量市场出清模型。
目标函数
火电风电负荷光伏储能供需平衡约束省间(s省向n
火电风电
负荷
光伏储能
供需平衡约束省间(s省向n省)传输的容量保障负荷峰值时段系统发电充裕度的容量供需平衡约束
满足系统灵活调节需求的容量供
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