电力现货市场背景下的水电出力优化与光伏发电消纳

doi:10.3969/j.issn.2097-0706.2022.02.010

综合智慧能源 ›› 2022, Vol. 44 ›› Issue (2): 73-79.doi: 10.3969/j.issn.2097-0706.2022.02.010

电力现货市场背景下的水电出力优化与光伏发电消纳

王一铮¹(), 胡嘉骅¹(), 唐琦雯²(), 赵一琰³(), 沈琪⁴()

1.国网浙江省电力有限公司经济技术研究院,杭州 310020
2.国网浙江省电力有限公司,杭州 310007
3.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,杭州 310014
4.杭州华电半山发电有限公司,杭州 310015

收稿日期:2021-09-25 修回日期:2022-01-25 出版日期:2022-02-25 发布日期:2022-03-07
作者简介:王一铮（1997）,男,工程师,工学硕士,从事电力市场改革、电价机制方面的研究工作, sgcc_wangyz@163.com;
胡嘉骅（1992）,男,工程师,工学博士,从事电力市场改革、电价机制方面的研究工作, dreaminghu2009@163.com;
唐琦雯（1989）,女,高级工程师,工学硕士,从事电力市场方面的研究工作, tangqiwen8888@126.com;
赵一琰（1984）,女,高级工程师,工学硕士,从事电力市场和电力系统分析方面的研究工作, finalfantasy4ever@qq.com;
沈琪（1983）,男,工程师,从事电力市场和发电计划管理方面的研究工作, 56735487@qq.com。

Hydropower generation optimization and photovoltaic generation consumption in the spot market for electricity

WANG Yizheng¹(), HU Jiahua¹(), TANG Qiwen²(), ZHAO Yiyan³(), SHEN Qi⁴()

1. Economic and Technology Research Institute,State Grid Zhejiang Electric Power Company Limited,Hangzhou 310020,China
2. State Grid Zhejiang Electric Power Company Limited,Hangzhou 310007,China
3. Electric Power Research Institute,State Grid Zhejiang Electric Power Company Limited,Hangzhou 310014,China
4. Hangzhou Huadian Banshan Power Generation Company Limited,Hangzhou 310015,China

Received:2021-09-25 Revised:2022-01-25 Online:2022-02-25 Published:2022-03-07

摘要/Abstract

摘要：

在“双碳”目标实现、新型电力系统建设和电力现货市场建设中,水电发挥着重要的灵活调节作用的同时,面临着发电收益下降的风险。水电机组可以通过出力优化来提升自身的市场化发电收益,同时为光伏等新能源提供更多消纳空间。基于浙江电力现货市场,针对水电机组出力优化和光伏发电消纳进行研究。对现货市场背景下的水电与光伏发电特点以及二者之间的关系进行分析。构建了水电机组出力的优化模型,在日发电量和日发电能力不变的前提下,优化水电日内发电策略,最大化水电机组的市场化发电收益。以浙江3次电力现货结算试运行为案例进行分析,并针对现货市场建设和新能源消纳提出建议。

关键词: “双碳”目标, 电力现货市场, 光伏发电, 出力优化, 新能源消纳

Abstract:

In the construction of new power system and electricity spot market to achieve the goals of carbon peaking and carbon neutrality,hydropower plays a crucial role in boosting the flexibility of power regulation.But it might reduce the total revenue of power generation.Hydropower generation units can increase their income of power generation by optimizing the output,and strengthen the renewable energy accommodation capacity of the power grid.Taking the spot market for electricity in Zhejiang as the example,the optimal scheduling of hydropower and the consumption of photovoltaic power are studied.The characteristics of hydropower and photovoltaic power in the power spot market and their interrelationship are analyzed.Then,based on the output optimization model of a hydropower unit,an optimal power generation strategy pursuing the maximum power generation revenue under constant power generation and daily power generation capacity is made.Three settle transactions during the trial operation of the energy spot market in Zhejiang are analyzed,and corresponding suggestions for the energy spot market construction and renewable energy accommodation are put forward.

Key words: goals of carbon peaking and carbon neutrality, electricity spot market, PV power, output optimization, renewable energy accommodation

中图分类号:

TK79

王一铮, 胡嘉骅, 唐琦雯, 赵一琰, 沈琪. 电力现货市场背景下的水电出力优化与光伏发电消纳[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(2): 73-79.

WANG Yizheng, HU Jiahua, TANG Qiwen, ZHAO Yiyan, SHEN Qi. Hydropower generation optimization and photovoltaic generation consumption in the spot market for electricity[J]. Integrated Intelligent Energy, 2022, 44(2): 73-79.

图/表 7

表1

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图2

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表2

表3

参考文献 17

[1]	人民日报社. 习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话[N]. 人民日报, 2020-09-23(1).
[2]	国家电网公司. 国家电网公司发布“碳达峰、碳中和”行动方案[N]. 国家电网报, 2021-03-02(1).
[3]	浙江省科技厅. 浙江省出台碳达峰碳中和科技创新行动方案[EB/OL].(2020-7-19)[2021-12-20]. http://www.most.gov.cn/dfkj/zj/zxdt/202106/t20210618_175262.html.
[4]	吉斌, 孙绘, 梁肖, 等. 面向“双碳”目标的碳电市场融合交易探讨[J]. 华电技术, 2021,43(6):33-40.
	JI Bin, SUN Hui, LIANG Xiao, et al. Discussion on convergent trading of the carbon and electricity market on the path to carbon peak and carbon neutrality[J]. Huadian Technology, 2021,43(6):33-40.
[5]	人民日报社. 推动平台经济规范健康持续发展把碳达峰碳中和纳入生态文明建设整体布局[N]. 人民日报, 2021-03-16(1).
[6]	喻小宝, 郑丹丹, 杨康, 等. “双碳”目标下能源电力行业的机遇与挑战[J]. 华电技术, 2021,43(6):21-32.
	YU Xiaobao, ZHENG Dandan, YANG Kang, et al. Opportunities and challenges faced by energy and power industry with the goal of carbon neutrality and carbon peak[J]. Huadian Technology, 2021,43(6):21-32.
[7]	浙江省发改委. 浙江省可再生能源发展“十四五”规划(征求意见稿)[EB/OL].(2021-07-19)[2021-12-20]. http://fzggw.zj.gov.cn/art/2021/3/12/art_1229123367_2251024.html.
[8]	路轶, 胡晓静, 孙毅, 等. 适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践[J]. 电力系统自动化, 2021,45(9):162-170.
	LU Yi, HU Xiaojing, SUN Yi, et al. Design and practice of electricity spot market mechanism adapting to characteristics of high proportional hydropower[J]. Automation of Electric Power Systems, 2021,45(9):162-170.
[9]	于旭光, 李亚鹏, 贾泽斌, 等. 考虑现货市场竞价空间的梯级水电站中长期合同电量分解模型[J]. 电力系统自动化, 2021,45(6):62-71.
	YU Xuguang, LI Yapeng, JIA Zebin, et al. Medium and long term contract energy decomposition model for cascade hydropower station considering spot market bidding space[J]. Automation of Electric Power Systems, 2021,45(6):62-71.
[10]	于旭光, 李刚, 李亚鹏, 等. 计及电价风险和差价合同的梯级水电站日前市场竞价模型[J/OL]. 电力系统自动化:1-11(2021-11-29)[2022-2-15]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20211126.1321.002.html.
	YU Xuguang, LI Gang1, LI Yapeng, et al. Day-ahead market bidding model for cascade hydropower station considering price risk and contract for price difference[J/OL]. Automation of Electric Power Systems:1-11(2021-11-29)[2022-2-15]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20211126.1321.002.html.
[11]	贾泽斌, 申建建, 程春田, 等. 基于梯级电量联动控制的高比例水电电力市场日前现货出清方法[J]. 中国电机工程学报, 2021,41(23):8033-8046.
	JIA Zebin, SHEN Jianjian, CHENG Chuntian, et al. Day-ahead clearing method for high proportion hydropower electricity market based on cascade energy linkage control[J]. Proceedings of the CSEE, 2021,41(23):8033-8046.
[12]	钟儒鸿, 程春田, 廖胜利, 等. 兼顾多电网调峰与水电消纳的跨流域梯级水电站调度方法[J]. 电力系统自动化, 2021,45(14):114-122.
	ZHONG Ruhong, CHENG Chuntian, LIAO Shengli, et al. Inter-basin scheduling method of cascaded hydropower plants considering multi-grid peak shaving and hydropower accommodation[J]. Automation of Electric Power Systems, 2021,45(14):114-122.
[13]	张粒子, 刘方, 许通, 等. 多主体梯级水电参与日前市场下游电站自调度投标策略[J]. 电力系统自动化, 2018,42(19):27-33.
	ZHANG Lizi, LIU Fang, XU Tong, et al. Self-scheduling bidding strategy for downstream station in day-ahead market with participation of multi-operator cascade hydropower stations[J]. Automation of Electric Power Systems, 2018,42(19):27-33.
[14]	于旭光, 李刚, 李亚鹏, 等. 耦合日合同分解及日前市场竞价的梯级水电站短期鲁棒优化调度[J]. 电网技术, 2021,45(10):4016-4025.
	YU Xuguang, LI Gang, LI Yapeng, et al. Short-term robust optimization scheduling of cascade hydropower stations coupled withdaily contract decomposition and day-ahead market bidding[J]. Power System Technology, 2021,45(10):4016-4025.
[15]	温世杨, 余娟, 代伟, 等. 考虑水电库容弹性的电力系统经济调度[J]. 电力系统自动化, 2020,44(19):73-82.
	WEN Shiyang, YU Juan, DAI Wei, et al. Economic dispatch of power system considering capacity flexibility of hydropower reservoir[J]. Automation of Electric Power Systems, 2020,44(19):73-82.
[16]	李健华, 刘继春, 陈雪, 等. 含可再生能源的多能互补发电系统容量配置方法[J]. 电网技术, 2019,43(12):4387-4398.
	LI Jianhua, LIU Jichun, CHEN Xue, et al. Capacity allocation of multi energy complementary system including renewable energy[J]. Power System Technology, 2019,43(12):4387-4398.
[17]	王一铮, 李忠憓, 黄晨宏, 等. 促进间歇性可再生能源发电消纳的水电定价与能量管理策略[J]. 电力建设, 2021,42(3):107-116.
	WANG Yizheng, LI Zhonghui, HUANG Chenhong, et al. Hydropower pricing and energy management strategies for promoting accommodation of intermittent renewable energy power generation[J]. Electric Power Construction, 2021,42(3):107-116.

项目	2020年5月	2020年7月	2021年3月
水电日均发电量/（MW·h）	1 953.29	4 128.20	1 960.81
光伏发电时段内的水电发电量（每日）/（MW·h）	1 515.29	2 995.31	1 418.33
水电、光伏发电量分布的重合率/%	77.60	72.60	72.30
光伏大发时段内的水电发电量（每日）/（MW·h）	586.02	796.19	355.51
净负荷尖峰时段的水电发电量（每日）/（MW·h）	112.88	140.14	89.42
净负荷高峰时段的水电发电量（每日）/（MW·h）	1 254.70	2 359.40	1 275.20

项目	2020年5月（单周）	2020年7月	2021年3月
原有平均电价/[元·(MW·h)^-1]	521.23	449.63	501.29
优化后平均电价/[元·(MW·h)^-1]	566.60	536.40	646.93
优化后水电电费增量/万元	124.08	2 220.77	1 770.57
水电电费增量比例/%	8.7	19.3	29.1

时段		2020年 5月	2020年 7月	2021年 3月
每日光伏发电时段	优化前	1 515.29	2 995.31	1 418.33
每日光伏发电时段	优化后	1 195.72	2 401.45	956.59
每日光伏大发时段	优化前	586.02	796.19	355.51
每日光伏大发时段	优化后	365.03	366.99	45.44
每日净负荷尖峰时段	优化前	112.88	140.14	89.42
每日净负荷尖峰时段	优化后	160.35	144.29	49.07
每日净负荷高峰时段	优化前	1 254.70	2 359.40	1 275.20
每日净负荷高峰时段	优化后	1 304.30	2 050.40	1113.20

电力现货市场背景下的水电出力优化与光伏发电消纳

Hydropower generation optimization and photovoltaic generation consumption in the spot market for electricity

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[1]	李彬, 胡纯瑾, 王婧. 基于EEMD-BiLSTM的可调节负荷预测方法[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(9): 33-39.
[2]	高圆, 李智, 李甲鸿, 高九涛, 李成新, 李长久. 金属支撑固体氧化物燃料电池技术进展[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(8): 1-24.
[3]	喻小宝, 章天浩, 邓思维. 数字化背景下电力数据要素定价机制优化研究[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(7): 81-89.
[4]	彭占磊, 杨之乐, 杨文强, 李慷. 电化学储能参与电力系统规划运行方法综述[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(6): 37-44.
[5]	王鑫, 陈祖翠, 卞在平, 王业耀, 吴育苗. 基于粒子群优化算法的智慧微电网风光储容量优化配置[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(6): 52-58.
[6]	葛磊蛟, 崔庆雪, 李明玮, 姚芳, 杨晓娜, 杜天硕. 风光波动性电源电解水制氢技术综述[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(5): 1-14.
[7]	李旭炯, 孙林花, 杨郭明. 基于改进粒子群算法的光伏系统附加向心属性最大功率跟踪研究[J]. 综合智慧能源, 2022, 44(3): 70-76.
[8]	张孝顺, 谭恬, 蒙蝶, 张桂源, 冯永坤. 基于光伏系统的动态代理模型最大功率点跟踪算法研究[J]. 华电技术, 2021, 43(8): 1-10.
[9]	魏书洲, 李兵发, 孙晨阳, 周兴, 王亚龙, 邹一帆, 邓靖敏, 王金星. 压缩空气储能技术及其耦合发电机组研究进展[J]. 华电技术, 2021, 43(7): 9-16.
[10]	梁远, 付岩峰, 方小锋, 成红燕, 孟春霖, 颜莹莹, 陈北洋. 碳中和背景下基于AB工艺的污水处理厂能量自持分析[J]. 华电技术, 2021, 43(6): 55-60.
[11]	马双忱, 杨鹏威, 王放放, 樊帅军, 赵光金, 李琦, 袁文玺, 卢锐, 邱明杰. “双碳”目标下传统火电面临的挑战与对策[J]. 综合智慧能源, 2021, 43(12): 36-45.
[12]	张金平, 周强, 王定美, 李津, 刘丽娟, 张彦琪, 王晟. “双碳”目标下新型电力系统发展路径研究[J]. 华电技术, 2021, 43(12): 46-51.
[13]	胡晓兰, 宋伟, 彭传圣, 李博, 蒋礼宏, 肖朝晖, 洪克岩. “双碳”目标下煤矿瓦斯治理与利用[J]. 华电技术, 2021, 43(12): 52-59.
[14]	王贵玲, 杨轩, 马凌, 周佳琦, 沈国华, 王婉丽. 地热能供热技术的应用现状及发展趋势[J]. 华电技术, 2021, 43(11): 15-24.
[15]	陈尔健, 贾腾, 姚剑, 代彦军. 太阳能空调与热泵技术进展及应用[J]. 华电技术, 2021, 43(11): 40-48.