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广东电力现货环境下的发电侧电网潮流分析的组织管理与决策实践的研究

朱飞远 葛静静 刘靖伟 冯盛
  
学术与研究
2023年62期
1 广东省能源集团有限公司沙角 C 电厂 2 北京清能互联科技有限公司

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摘 要:在电力现货市场建设的不断推进背景下,发电侧通过搭建电网潮流分析流程和框架,形成标准化电网潮流分析流程和方法库,能够更好地适应电网环境和现货规则的变化,带来创新思维的不断迸发,最终达到在电力现货市场中降本增效的目标。

关键词:广东电力现货市场;电网潮流;管理与决策创新

一、绪论

广东电网以珠江三角洲地区500千伏主干环网为中心,向东西两翼及粤北延伸。截止2022年12月底,广东电网500kV变电站80座、220kV变电站558座、500kV线路272条、220kV线路1805条。预计到2035年,广东全社会用电量将达10100亿千瓦时,最大负荷将达1.93亿千瓦,省内电源装机规模将达到2.46亿千瓦,其中清洁能源装机占比达到74%,越来越庞大的清洁能源发展目标,尤其是大规模间歇性的海上风电发展,必然需要更坚强的电网来保障送电。

过于紧密、复杂的网架结构,以及高负荷密度和多直流馈入的需求特征会带来复杂的电网潮流变化[1]。随着电力现货市场建设的不断推进,电网结构的持续调整,电网环境变化对现货价格的影响越来越明显,电网潮流分析的难度进一步提升,给发电侧的交易组织和运营管理工作带来了巨大的挑战。为了更好地分析电网环境对电厂节点价格的影响,发电侧有必要建立起电网潮流标准化分析方法和流程,实现对组织管理和决策实践的有效支撑[2-3]。

在广东电力现货市场的环境下,探索一套适配现货交易业务需求的管理制度,通过优化电厂的市场风险控制方法,以及调整交易部门的工作流程和模式,形成发电侧电网潮流分析组织与决策管理模式的创新与实践,最终实现电厂交易人员业务能力的不断提升和电厂经营的降本增效。

二、发电侧电网潮流分析组织管理与决策实践的实施方案

(一)夯实电力现货市场基础知识积累

1. 深化关键名词与规则的学习和解读

从关键名词来看,节点边际电价、断面、阻塞和越限等名词在潮流分析过程中出现的频率极高。例如,节点边际电价指在满足当前输电网络设备约束条件和各类其它资源的工作特点的情况下,在某一节点增加单位负荷需求时所需要增加的边际成本[4]。对于电力市场关键名词定义的学习和了解,是对一名合格的交易员、运行人员以及管理决策人员的基本要求。

从关键规则来看,惩罚因子的触发条件和计算的设定值、影子价格和灵敏度的规定、阻塞分量计算等规则,均对潮流分析的前因后果产生了直接影响。不仅如此,相关的部分规则也会随着市场不断的运行和发展,出现相对的调整和变化,这对电厂交易和管理人员的电网环境分析和规则解读能力提出了更高的要求。因此从个人角度出发,需具备强烈的自我驱动力,不断学习、夯实和积累相关的名词和规则要点,完成自身知识库的积累和搭建;从电厂角度出发,需定时安排内部和外部的知识或规则的培训讲座,借助集团和第三方专业机构更为综合的信息搜集、学习和解读能力,强化企业自身的专业能力。

2. 强化对电网潮流分析关键因素的认识

想要明晰电网潮流变化的本质特征,有效地洞察电网潮流变化对电厂节点价格的影响,并通过对电网潮流准确分析来指导电厂的交易策略,电厂的交易和决策人员需要强化对断面、约束越限等关键因素的认识和了解,并适时地开展内部和外部的交流沟通,完备各供需场景下潮流变化以及各关键因素影响程度的积累,逐步形成一套完整的潮流分析逻辑体系,进而有效地支撑现货、中长期的策略制定和实施。

例如,当了解到某月某断面的甲乙线会持续检修,根据历史数据可知,A电厂大概率会受到该断面线路检修的影响而出力受限,节点价格会低于全省均价。基于此,在中长期策略上,若预判检修月份全网价格较低,可在月度中长期价格高于预测现货价格时增加中长期持仓量,在中长期差价结算时实现套利;若预判检修月份A电厂节点价格明显低于全网均价,在月度交易窗口尽量避免在单独结算中长期阻塞费用的交易品种拿量,减少因单独结算中长期阻塞费用导致的亏损。在现货策略上,在现货价格较低的情况下,可在保证开机和必发电量的基础上,尽量抬高报价,少发低价电。

(二)搭建电网潮流分析流程和框架,标准化电网潮流分析流程

1. 事前完整信息的搜集与分析

从电网潮流分析的事前管理出发,交易人员需要持续关注的信息包括但不限于电厂所处的断面、电厂周边的线路检修计划、电厂周边的机组检修或开停机计划、全网关键断面周边的检修计划、市场供需的变化、其他边界条件的变化等。

(1)电厂所处的断面:电厂所处的断面情况一般相对固定,但如果电厂附近节点新增了线路或站点,可能会产生新的断面约束,因此交易人员需要持续关注全网的新增节点或线路变化的情况。

(2)电厂周边的机组检修或开停机计划:根据电力现货市场的出清模型SCUC和SCED来分析,影响一个断面内各节点的节点电价的一个很重要的因素就是该断面内的机组可出力范围,因此当能够在事前很明确地获取所处断面的机组检修或开停机计划,就能够及时地调整发电侧的现货申报策略。

(3)全网关键断面周边的检修计划:基于广东省电网的复杂性,调度会设置多个断面进行单一或联合控制,以保证全网安全、有效的运行。例如,2022年投建完成的中通道和南通道工程,在通道周边的某些线路检修时,全网的潮流走向会很明显的被划分为“粤东和粤西”,而不同的线路检修也会导致全网潮流在“粤东→粤西”和“粤西→粤东”两个方向变化,从而对发电侧造成完全不同的影响。

3. 事后复盘的验证和校准

电网潮流分析的事后复盘主要是对事前电网潮流分析的准确度做验证和校准。因此,从电网潮流分析的事后管理出发,交易人员需要持续关注市场出清结果和边界条件的变化,对比事前和事后的电网潮流情况[5]。

(1)信息完整性及准确性的校验:信息的完整性和准确性是电力市场交易关注的要素之一,为提升整体的运行和管理效率,企业内部需固定一个稳定的数据源(例如交易中心、调度或其他途径等)。因此,事后通过官方公布的正式信息与事前获得的信息进行完整性和准确性的校验尤为重要,直接关系到交易策略制定的有效性和准确性。

(2)潮流分析的准确性验证:在事前和事后信息差别不大的情况下,若事前分析结果与最终出清结果基本吻合,说明对应场景下电网潮流分析的逻辑正确,可积累为典型的潮流分析案例,从而提高未来在相同场景下的决策效率。若事前分析结果与最终出清结果偏差较大,不仅需要分析产生偏差的原因,也需要结合实际的潮流走向反推真正的影响因素,并需要在未来的交易场景中加以验证与分析。

4. 事前分析与事后复盘的管理闭环

受限于市场负荷需求变化、电网与机组的运行状态不同、断面约束条件的差异,电力市场运行过程中较少出现完全相同的电网潮流分布。但对发电侧而言,在类似的边界条件下,其所在节点或断面的潮流变化对其的影响总体相近,因此在有足够数据支撑的前提下,提前完成对所在节点的潮流分析,并随之调整交易策略,将对企业的收益产生明显的正向影响作用。因此,要想实现上述目标,电厂有必要形成对电网潮流的事前分析和事后复盘的管理闭环。

(三)持续丰富电网潮流分析的方法库

交易部门的电网潮流分析是以1天为周期的覆盖事前分析和事后复盘的全流程管理工作。在电厂的交易管理过程中,为提高全厂的经营运行效率,定期总结电网潮流分析的方法论并形成方法库是必要的。

一方面,方法库的搭建是企业管理创新的必经之路,既能够不断提高交易部门的持续总结和沉淀创新的能力,又能够打造一个企业内部不断迭代出新的知识库;另一方面,以电力市场发展为基础,完成电网潮流分析方法库的持续丰富,使企业内创新思维的不断迸发以及人才价值的接连实现。

三、电网潮流分析组织与决策研究的实施效果

(一)电网潮流分析流程标准化

1. 建立电网潮流分析方法

电力现货市场开展以后,在深入学习和理解电力现货市场出清及节点电价原理的基础上,明确现货市场业务流程,考虑广东电网的实际运行特性,结合电厂所处断面、线路检修计划、负荷需求和边界信息等其他信息,以电网潮流的基本分析逻辑为出发点,逐步建立起适配于本厂的潮流分析方法,并借助事前分析与事后复盘的管理闭环,搭建起一套完善的电网潮流分析方法库,以提高电厂经营管理的效率、为电力现货交易工作的开展提供有力支撑。

5. 建立电网潮流分析标准化流程

在搭建起了一套相对完善的电网潮流分析方法库的基础上,发电侧结合电厂在实际生产过程的特征,以事前分析与事后复盘的闭环管理工作为核心,建立起一套电网潮流分析的标准化流程,形成了一套匹配节点电价原理、匹配广东电网运行特性、高效可执行的业务规范流程,达到了提高电厂经营管理效率和实现电厂经营生产增收的最终目标。

(四)交易策略典型方案库的积累

1. 中长期交易

通过研究历史的电网潮流变化情况,收集未来一段周期输变电设备的检修情况,分析发电侧所处电网环境和未来价格变化趋势,实现对中长期交易策略制定的有效支撑;通过对市场交易结果的复盘分析,根据中长期交易的盈亏情况,梳理和总结对应电网环境下的中长期策略典型方案。

6. 现货交易

通过分析不断变化的电网环境,结合发电侧每日的中标量价情况,明确电网潮流变化对机组启停、出力水平和节点价格的影响,指导发电生产和机组运行的基础管理;通过对市场交易结果的复盘分析,控制运营风险,梳理和总结对应电网环境下的现货策略典型方案。

四、结论

本文结合广东电力现货市场的交易规则与运行特点,结合各电厂自身特点,从发电侧的角度探索在广东电力现货环境下的发电侧电网潮流分析的组织管理与决策实践的实施方案,即通过夯实交易与管理人员的现货市场基础知识的积累,完成对广东市场规则的学习和积累,强化对电网潮流分析的认识,逐步完成电网潮流分析流程和框架的搭建,并在此基础上实现标准化分析流程的落地和分析方法库的持续丰富,实现发电侧的人才管理创新和运行实践优化。

不仅如此,电网潮流分析组织与决策工作管理模式的创新,是适应市场环境变化的必行之路。该管理创新项目在电力市场内的推广性强,其电网潮流分析流程标准化、交易策略典型方案梳理等措施均可在本行业各企业中推广。

参考文献

[1]邝敏亮.广东电力现货市场环境下火电企业中长期交易策略制定思路[J].广东电力,2023,36(05):10-17.

[2]陈朝森.电力现货市场环境下发电企业的应对策略[J].企业改革与管理,2023(05):172-174.

[3]王蕾.发电企业现货报价策略模型的构建[J].山东电力技术,2021,48(12):77-82.

[4]陈启鑫,房曦晨,郭鸿业,王宣元,杨争林,曹荣章,夏清.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(06):3-15.

[5]陈中飞,于鹏,白杨,张轩,赵越,张兰.南方(以广东起步)电力现货市场试运行分析体系与实例[J].电力系统自动化,2021,45(06):186-194.

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