期刊首页 优先出版 当期阅读 过刊浏览 作者中心 关于期刊 English

《中国工程科学》 >> 2023年 第25卷 第2期 doi: 10.15302/J-SSCAE-2023.02.011

面向高比例可再生能源消纳的电力市场建设及研究进展

1. 华南理工大学电力学院,广州 510641;
2. 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院,银川 750002

收稿日期 :2022-12-27 修回日期 :2023-02-10 发布日期 :2023-03-30

下一篇 上一篇

摘要

完善的电力市场可在电力资源配置方面发挥决定性作用,是保证各类市场主体开展活跃的供需互动、促进可再生能源消纳的关键机制;针对性开展电力市场中影响可再生能源消纳因素的综合性分析,也是相关应用研究亟需。本文重点考虑全时间尺度下促进可再生能源消纳相关的交易机制,概述了国外典型电力市场结构及运行情况,梳理了相应电力市场结构及机制中促进可再生能源消纳的关键影响因素;围绕可再生能源消纳的多维关键影响因素,深入分析了我国各类市场结构和不同机制的建设现状,归纳出促进可再生能源消纳电力市场建设面临的挑战。从电力市场与碳市场、绿证市场耦合机制,可再生能源参与的中长期、现货交易及其衔接机制,面向高比例可再生能源的辅助服务市场,面向高比例可再生能源消纳的需求侧响应机制等方面,梳理了我国相关电力市场的学术研究进展。研究建议,实施多市场协同运作、中长期及现货交易衔接、辅助服务市场建设、需求响应机制建设等重点举措,支持面向高比例可再生能源消纳的电力市场建设。

图片

图1

图2

参考文献

[1]  侯验秋 , 丁一 , 包铭磊 , 等‍ . 电 ‒ 气耦合视角下德州大停电事故分析及对我国新型电力系统发展启示 [J]‍. 中国电机工程学报 , 2022 , 42 21 : 7764 ‒ 7775 ‍.

[2]  钟海旺 , 张广伦 , 程通 , 等‍ . 美国得州2021年极寒天气停电事故分析及启示 [J]‍. 电力系统自动化 , 2022 , 46 6 : 1 ‒ 9 ‍.

[3]  高温下的美国加州会大规模限电吗? [EBOL]‍. 2022-09-09 [ 2023-02-15 ]‍. https:mp‍.weixin‍.qq‍.comsxx-bKyIoqpEbH1MDZ6XzfA‍ .

[4]  李可昕 , 郭鸿业 , 陈启鑫‍ . 从加州限电事故与美国WEIM机制看电力市场的融合协同 [J]‍. 电力系统自动化 , 2021 , 45 10 : 1 ‒ 8 ‍.

[5]  Hui H X, Ding Y, Luan K N, al et‍. Analysis of "8·15" blackout in Taiwan and the improvement method of contingency reserve capacity through direct load control [C]‍. Portland: 2018 IEEE Power & Energy Society General Meeting(PESGM), 2018‍.

[6]  吴界辰 , 汪莹 , 易海琼 , 等‍ . 中国台湾"3·3"大规模停电事故分析及其对未来电网发展的启示 [J]‍. 电力建设 , 2022 , 43 7 : 73 ‒ 79 ‍.

[7]  高红均 , 郭明浩 , 刘俊勇 , 等‍ . 从四川高温干旱限电事件看新型电力系统保供挑战与应对展望 [EBOL]‍. 2022-12-26 [ 2023-02-15 ]‍. https:doi‍.org10‍.13334j‍.0258-8013‍.pcsee‍.222971‍ .

[8]  University of Texas at Austin‍. The timeline and events of the February 2021 Texas electric grid blackouts [R]‍. Austin: University of Texas at Austin, 2021.

[9]  Dupuy M , 高驰‍ . 加强电力可靠性: 欧盟及美国探索新流程完善季度电力分析 [R]‍. 北京 : 睿博能源智库 , 2022 ‍.

[10]  唐桃波 , 夏云非 , 鲁文 , 等‍ . 美国近年的停电事故及对我国电力系统安全稳定运行的启示 [J]‍. 电力建设 , 2003 , 24 11 : 2 ‒ 4 ‍.

[11]  North American Electric Reliability Council‍. 2022 state of reliability [R]‍. Atlanta: North American Electric Reliability Council, 2022‍.

[12]  North American Electric Reliability Council‍. 2022—2023 winter reliability assessment [R]‍. Atlanta: North American Electric Reliability Council, 2022‍.

[13]  梁潇 , 高昆仑 , 徐志博 , 等‍ . 美国电力行业信息安全工作现状与特点分析 [J]‍. 电网技术 , 2011 , 35 12 : 221 ‒ 228 ‍.

[14]  Security of electricity supply [EB/OL]‍. [2023-02-07]‍. https://energy‍.ec‍.europa‍.eu/topics/energy-security/security-electricity-supply_en‍. 链接1

[15]  Risk preparedness plans in the electricity sector by national competent authorities and commission´s opinions [EB/OL]‍. [2023-02-07]‍. https://energy‍.ec‍.europa‍.eu/topics/energy-security/security-electricity-supply/risk-preparedness-plans-electricity-sector-national-competent-authorities-and-commissions-opinions_en‍. 链接1

[16]  Regulation EU 2019/941 of the European parliament and of the council of 5 June 2019 on risk-preparedness in the electricity sector and repealing directive 2005relevance/ECtext‍/89with EEA. [EB/OL]‍. [2023-02-07]‍. http://data‍.europa‍.eu/eli/reg/2019/941/oj/eng‍. 链接1

[17]  孙华东 , 许涛 , 郭强 , 等‍ . 英国"8·9"大停电事故分析及对中国电网的启示 [J]‍. 中国电机工程学报 , 2019 , 39 21 : 6183 ‒ 6192 ‍.

[18]  曾辉 , 孙峰 , 李铁 , 等‍ . 澳大利亚"9·28"大停电事故分析及对中国启示 [J]‍. 电力系统自动化 , 2017 , 41 13 : 1 ‒ 6 ‍.

[19]  Bao M L, Ding Y, Shao C Z, al et‍. Nodal reliability evaluation of interdependent gas and power systems considering cascading effects [J]‍. IEEE Transactions on Smart Grid, 2020, 11(5): 4090‒4104‍.

[20]  Bao M L, Ding Y, Singh C Z, al et‍. A multi-state model for reliability assessment of integrated gas and power systems utilizing universal generating function techniques [J]‍. IEEE Transactions on Smart Grid, 2019, 10(6): 6271‒6283‍.

[21]  汪海瑛‍ . 含大规模可再生能源的电力系统可靠性问题研究 [D]‍. 武汉 : 华中科技大学博士学位论文 , 2012 .

[22]  杨阳‍ . 考虑负运行备用的电力系统可靠性分析及其优化调度研究 [D]‍. 杭州 : 浙江大学硕士学位论文 , 2020 ‍.

[23]  陈建华 , 吴文传 , 张伯明 , 等‍ . 安全性与经济性协调的鲁棒区间风电调度方法 [J]‍. 中国电机工程学报 , 2014 , 34 7 : 1033 ‒ 1040 ‍.

[24]  曾庆禹‍ . 特高压交直流输电系统可靠性分析 [J]‍. 电网技术 , 2013 , 37 10 : 2681 ‒ 2688 ‍.

[25]  谢绍宇 , 王秀丽 , 王锡凡‍ . 交直流混联系统可靠性评估 [J]‍. 电力自动化设备 , 2011 , 31 7 : 10 ‒ 16 ‍.

[26]  邹欣 , 程林 , 孙元章‍ . 基于线路运行可靠性模型的电力系统连锁故障概率评估 [J]‍. 电力系统自动化 , 2011 , 35 13 : 7 ‒ 11 ‍.

[27]  Abedi A, Gaudard L, Romerio-Giudici F‍. Review of major approaches to analyze vulnerability in power system [J]‍. Reliability Engineering & System Safety, 2019, 183: 153‒172‍.

[28]  Fang J K, Su C, Chen Z, al et‍. Power system structural vulnerability assessment based on an improved maximum flow approach [J]‍. IEEE Transactions on Smart Grid, 2018, 9(2): 777‒785‍.

[29]  孙顺祥‍ . 输电网脆弱线路及脆弱断面识别方法研究 [D]‍. 武汉 : 武汉大学硕士学位论文 , 2019 ‍.

[30]  曹曦 , 王洪涛 , 刘玉田‍ . 输电网架恢复的分层协同优化方法 [J]‍. 中国电机工程学报 , 2015 , 35 19 : 4906 ‒ 4917 ‍.

[31]  王春义 , 刘玉田‍ . 输电网架恢复的动态优化决策方法 [J]‍. 电力系统自动化 , 2011 , 35 2 : 23 ‒ 27 ‍.

[32]  陈璨 , 吴文传 , 张伯明 , 等‍ . 基于多场景技术的有源配电网可靠性评估 [J]‍. 中国电机工程学报 , 2012 , 32 34 : 67 ‒ 73 ‍.

[33]  崔文琪‍ . 考虑聚合空调负荷提供运行备用的电力系统可靠性分析 [D]‍. 杭州 : 浙江大学硕士学位论文 , 2019 ‍.

[34]  郭琦 , 卢远宏‍ . 新型电力系统的建模仿真关键技术及展望 [J]‍. 电力系统自动化 , 2022 , 46 10 : 18 ‒ 32 ‍.

[35]  冯谟可 , 王傲群 , 袁帅 , 等‍ . 国产化电磁暂态仿真平台发展方向分析及展望 [J]‍. 电力系统自动化 , 2022 , 46 10 : 64 ‒ 74 ‍.

[36]  陈颖 , 高仕林 , 宋炎侃 , 等‍ . 面向新型电力系统的高性能电磁暂态云仿真技术 [J]‍. 中国电机工程学报 , 2022 , 42 8 : 2854 ‒ 2864 ‍.

[37]  薛禹胜 , 谢东亮 , 薛峰 , 等‍ . 支持信息 ‒ 物理 ‒ 社会系统研究的跨领域交互仿真平台 [J]‍. 电力系统自动化 , 2022 , 46 10 : 138 ‒ 148 ‍.

[38]  欧开健‍ . 交直流大电网多时间尺度混合实时仿真技术及其工程应用 [D]‍. 广州 : 华南理工大学博士学位论文 , 2017 ‍.

[39]  董毅峰 , 王彦良 , 韩佶 , 等‍ . 电力系统高效电磁暂态仿真技术综述 [J]‍. 中国电机工程学报 , 2018 , 38 8 : 2213 ‒ 2231 ‍.

[40]  戴仁昶 , 王亚伟 , 刘广一 , 等‍ . 电力系统预想故障分析GPU并行和图并行计算的比较研究 [J]‍. 电网技术 , 2021 , 45 6 : 2064 ‒ 2069 ‍.

[41]  李雪 , 张琳玮 , 姜涛 , 等‍ . 基于CPU‒GPU异构的电力系统静态电压稳定域边界并行计算方法 [J]‍. 电工技术学报 , 2021 , 36 19 : 4070 ‒ 4084 ‍.

[42]  乔骥 , 王新迎 , 闵睿 , 等‍ . 面向电网调度故障处理的知识图谱框架与关键技术初探 [J]‍. 中国电机工程学报 , 2020 , 40 18 : 5837 ‒ 5848 ‍.

[43]  杨博 , 陈义军 , 姚伟 , 等‍ . 基于新一代人工智能技术的电力系统稳定评估与决策综述 [J]‍. 电力系统自动化 , 2022 , 46 22 : 200 ‒ 223 ‍.

[44]  邵天睿 , 尚涛 , 李显旭‍ . 数字孪生电网安全分析 [J]‍. 电力信息与通信技术 , 2022 , 20 8 : 60 ‒ 65 ‍.

[45]  侯孚睿 , 王秀丽 , 锁涛 , 等‍ . 英国电力容量市场设计及对中国电力市场改革的启示 [J]‍. 电力系统自动化 , 2015 , 39 24 : 1 ‒ 7 ‍.

[46]  魏玢‍ . 美国PJM电力市场及其对我国电力市场化改革的启示 [J]‍. 电力系统自动化 , 2003 , 27 8 : 32 ‒ 35 ‍.

[47]  喻芸 , 荆朝霞 , 陈雨果 , 等‍ . 电力市场环境下典型发电容量充裕性机制及对我国的启示 [J]‍. 电网技术 , 2019 , 43 8 : 2734 ‒ 2742 ‍.

[48]  陈政‍ . 面向新型电力系统的容量补偿机制设计 [J]‍. 中国电力企业管理 , 2022 10 : 46 ‒ 49 ‍.

[49]  尚楠 , 张翔 , 宋艺航 , 等‍ . 适应清洁能源发展和现货市场运行的容量市场机制设计 [J]‍. 电力系统自动化 , 2021 , 45 22 : 174 ‒ 182 ‍.

[50]  中国电力企业联合会‍ . 2022年上半年全国电力供需形势分析预测报告 [EBOL]‍. 2022-07-22 [ 2023-01-31 ]‍. http:mm‍.chinapower‍.com‍.cnzxzxbg20220726159959‍.html‍ .

[51]  高明杰 , 惠东 , 高宗和 , 等‍ . 国家风光储输示范工程介绍及其典型运行模式分析 [J]‍. 电力系统自动化 , 2013 , 37 1 : 59 ‒ 64 ‍.

[52]  第三代核电技术: "华龙一号" [J]‍. 工业设计 , 2021 9 : 17 ‍.

[53]  王秀丽 , 赵勃扬 , 郑伊俊 , 等‍ . 海上风力发电及送出技术与就地制氢的发展概述 [J]‍. 浙江电力 , 2021 , 40 10 : 1 ‒ 12 ‍.

[54]  付超 , 邱建 , 李诗旸 , 等‍ . 昆柳龙多端直流稳定控制策略设计及系统构建 [J]‍. 南方电网技术 , 2022 , 16 1 : 33 ‒ 40 ‍.

[55]  宋鑫 , 赵家庆 , 丁宏恩 , 等‍ . 智能电网调度控制系统的省地一体化架构设计 [J]‍. 电力系统及其自动化学报 , 2018 , 30 12 : 118 ‒ 124 ‍.

[56]  陈国平 , 李柏青 , 李明节 , 等‍ . 新一代特高压交直流电网仿真平台设计方案 [J]‍. 电网技术 , 2021 , 45 8 : 3228 ‒ 3237 ‍.

[57]  郭琦 , 曾勇刚 , 李伟 , 等‍ . 交直流大电网混合实时仿真SMRT平台研发与工程应用 [J]‍. 南方电网技术 , 2015 , 9 1 : 33 ‒ 38 ‍.

[58]  李作锋 , 陈振宇‍ . 江苏电力需求响应的探索和实践 [J]‍. 电力需求侧管理 , 2018 , 20 1 : 4 ‒ 8 ‍.

[59]  陈启鑫 , 房曦晨 , 郭鸿业 , 等‍ . 电力现货市场建设进展与关键问题 [J]‍. 电力系统自动化 , 2021 , 45 6 : 1 ‒ 15 ‍.

[60]  宋永华 , 包铭磊 , 丁一 , 等‍ ‍. 新电改下我国电力现货市场建设关键要点综述及相关建议 [J ]‍. 中国电机工程学报, 2020 , 40 1 0:3172‒3186‍.

[61]  陈宗法‍ . 多重目标下如何让煤电存续发展 [J]‍. 中国电力企业管理 , 2022 25 : 48 ‒ 53 ‍.

[62]  黄文华‍ . 电价机制对发电容量充裕性影响的比较研究 [D]‍. 武汉 : 华中科技大学硕士学位论文 , 2010 ‍.

[63]  丁一 , 惠红勋 , 林振智 , 等‍ . 面向电力需求侧主动响应的商业模式及市场框架设计 [J]‍. 电力系统自动化 , 2017 , 41 14 : 2 ‒ 9 ‍.

[64]  国家能源局‍ . 国家能源局综合司关于公开征求《电力现货市场基本规则征求意见稿》《电力现货市场监管办法征求意见稿》意见的通知 [EBOL]‍. 2022-11-25 [ 2023-01-31 ]‍. http:www‍.nea‍.gov‍.cn2022-1125c_131067969 3‍.htm‍ .

[65]  张粒子 , 许通 , 宋少群 , 等‍ . 电力市场中发电容量充裕性评估方法及保障机制 [J]‍. 电力系统自动化 , 2020 , 44 18 : 55 ‒ 63 ‍.

[66]  张智刚 , 康重庆‍ . 碳中和目标下构建新型电力系统的挑战与展望 [J]‍. 中国电机工程学报 , 2022 , 42 8 : 2806 ‒ 2818 ‍.

相关研究