（电力系统及其自动化专业论文）发电竞价策略研究与火电厂mis成本分析系统的开发.pdf

湖南人学删l 学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ei m p l e m e n t a t i o no fs e p a r a t i n gp o w e rp l a n t sf r o mp o w e rn e t w o r k sa n d g e n e r a t i o nb i d d i n gi np o w e rm a r k e t ，p o w e rp l a n t s h a v eb e c o m ei n d e p e n d e n t c o r p o r a t i o n st h a th a v et ot a k er e s p o n s i b i l i t yf o rt h e i rp r o f i t sa n dl o s s e s w h e t h e rt h e p o w e rp l a n t sc a r ls u c c e e di ng e n e r a t i o nb i d d i n ga n dg e tg o o db e n e f i t sd e p e n d so nt h e b i d d i n gp r i c es ot h eb i d d i n gs t r a t e g ys h o u l db es t u d i e dt og a i nm a x i m a lp r o f i t sa n d t h ep o w e rq u a n t i t y - p o w e rp r i c ec u r v em o d e lo f b i d d i n gs h o u l db ea n a l y z e db e c a u s e g e n e r a t i o nc o s t i st h ep r i m a r yp a r to fb i d d i n gp r i c e i ti s n e c e s s a r y1 | oa n a l y z e g e n e r a t i o nc o s ta c c u r a t e l ya n dt i m e l y a t t h es a m et i m e ，i no r d e rt oi m p r o v e p r o d u c t i o n a n d m a n a g e m e n te f f i c i e n c y , r e d u c ep r o d u c t i o n c o s ta n dm t h a n c e c o m p e t i t i v ea b i l i t yi np o w e rm a r k e t ，t h ep o w e rp l a n t ss h o u l db u i l dm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o ns y s t e mf i t t i n gf o rt h e i rc o n d i t i o n t h i sp a p e ri l l u s t r a t e st h er e s e a r c h e so nt h r e ec o r r e l a t i v ep a r t sa b o u tt h e r m a l p o w e rp l a n t s ，i n c l u d i n gb i d d i n gs t r a t e g y , c o s ta n a l y s i ss y s t e mw h i c hi so n es u b s y s t e m o fl e i y m l g p o w e rp l a n tm a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m a n di n f o r m a t i o n m a n a g e m e n tf i r s tt h i sp a p e rd i s c u s s e st h et h e o r i e so fg e n e r a t i o nc o s tc u r v e sa n dt h e b a l a n c eb e t w e e ng e n e r a t i o nc o s ta n di n c o m et h e nt h em a t h e m a t i c a lm o d e lo f b i d d i r l gs 仃a t e g y f o r p o w e rp l a n t s i s p r o p o s e dt h r o u g hr i g o r o u sm a t h e m a t i c a l r e a s o n i n g ，w h i c ha i m sa tm a x i m u mp r o f i ta n di sf u l l yc o n c e m e da b o u tt h ei n f l u e n c e o f g e n e r a t o rs t a r t u pa n ds h u td o w nc o s tb a s e do nt h ea n a l y s i so f c o s tc o m p o s i n ga n d c o s ta n a l y s i st h e o r i e s c o s ta n a l y s i ss y s t e mi sd e s i g n e da n dr e a l i z e dt h ed e m a n d a n a l y s i sa n dd e t a i l e dd e s i g no f c o s ta n a l y s i ss y s t e ma r ee x p l i c a t e di nt h i sp a p e r , s oa r e t h es y s t e mf u n c t i o na n ds e v e r a lr e a lc a s e st od e a lw i t ht h ep r o b l e m se n c o u n t e r e di n d e v e l o p m e n tc o u r s e ，u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g ei si n t r o d u c e di n t ot h em o d e l i n go f s y s t e ma n a l y s i sa n di t sv a l i d i t yi sp r o v e db yp r a c t i c e i nt h ee n d ，c o n s i d e r i n gt h e d e v e l o p m e n to f i n f o r m a t i o nt e c l m o l o g y ，t h em i sm o d ea n de r p m o d eo f p o w e r p l a n t i n f o r m a t i o nm a n a g e n l e n ta r ei n t r o d u c e dt h eg e n e r a lf r a m e w o r ka n di n f o r m a t i o n d i s p o s a ls c h e m eo f e r pm o d ei se s t a b l i s h e d k e yw o r d s ：g e n e r a t i o nb i d d i n gs t r a t e g y , c o s ta n a l y s i s ，m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n s y s t e m ，u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ，e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g 制南大学硕士学位论文 瞧力寿磁发藤援嚣 1 1 1 阑外电力市场发展 第一章绪论 自2 0 世纪8 0 年代以来，世界上不少闰家开始重构蕊电力工业，以打破垄断、 引入公平竞争和提商经济效率，最终的目标是实现社会资源的合理分配和社会效 盏最大他。这些努力导致了毫力 。、监特剐楚发电熟露市场纯，程迸彳电力枣弱豹 形成。电力改革从以新自由主义经济理论为婷向的英固开始，接着魑欧洲、北美、 南美、澳洲和亚洲“些国家和地区，如今电力市场化已成为了全球电力行业的发 震趋势”。 目前世界上己证式宣布开放电力市场的国家和地区已经超过了2 0 个，而且 总体上都比较成功。以澳大利娅新南成尔士太平洋公司为例，在市场化重组前厢 ( 1 9 8 8 一1 9 9 5 年) 的7 年闰，电力销售豹平均徐辖降 毳m 2 6 0 3 ，广大瑗户姨中 受益i 同时平均生产成本降低73 2 8 5 ，电力的销售量上升2 4 6 5 ，电力公司 电从中获刹；市场化后的电源可靠性不但没有降低，相反却大幅改饕。这维数据 具有一定的栈表栋，在英国、擦藏、隔较殛等国家也取得了类戳辩娅绩。由梵g ! 发了全球性的电力工业市场化蘑组的浪潮。更多的国家和地区正在稠极准备，结 合各自团情对电力上业改制，健传统电力符业焕发了蓬勃生机” 。当然有些国家 在电力市场化过程中遭受了较大的挫折，知美国加州的电力市场从2 0 0 0 年8 月 起在相当长一段时f 自j 内电力市场出现了批发电价b 涨、配售电公司濒临倒闭的现 象，致使联邦和州政府不得不出蠢干预。遮引起了全世赛的关注，许多国家邵对 这种现浆进行了深入研究和分析，加深了对电力市场的理解。 ll2 国内电力体制改革最新动态 我闽改革开放以后，经济开始迅速发展，电力工业的发展也取得了长足的进 步。随后国家制定了一系列政策以促进发电企业的多元化和独立技电企业的形 戒，我强弱电力工鼗改革也逐澎提上目槎，健茨了我瀚逄力市场蟪藐芽。1 9 9 2 年，当时的电力部掇出，只有商业化的电网臼动化才自冀正引导电力工业走向市 场经济。1 9 9 3 年1 1 月，电力部叉提出，在电网内部由于发电厂投资多元化形成 产投多元纯、利益多元纯麴强精，器电鼹霉| j 羲主体应隧靛益为t 争。0 搞好电嘲工季譬。 潮南人学颤上学位论文 9 9 5 年j 2 艿，电力部进一步貉爨，随着穴餐其有独立泼大地疰静发电公霹孵爨 现，市场机制将成为电力运营的蘩本点。之后，又提出了电力t 业“公司化改组， 商业化运营，法制化管理”和“电厂大家办，电网国家管”的基本改革方钊3 】。 为遴步对建立发电竞争电力赢黼擞葑滤备，1 9 9 7 每i i 月，嚣家电力公递 羽开会议，正式启动内部模拟电力市场。所谓模拟电力市场，就是在电力企业内 部，用市场的办法进行管理，将自己的发电厂、供电局变成个相慰独立的“硷 监”，莠对萁进惫。考棱营瑾”5 。 从1 9 9 8 年开始，我国确定在电力工业实行“厂网分，1 ：，竞价上网”的改革， 并确定浙江一 海、 j 东和东北的辽宁、吉林、黑龙江六个电网为潞批“_ r 1 网分 开，竞价主瓣”浆试点聋位。蟊今，六个试点孳位熬电力市场技术支持系统静建 设平u 运行都取得了较大成果，技术支持系统基本都己投入正常运行。浙江的技术 支持系统在报价的实时性、交易的灵活性、结算鲍有效性以及差价台约的应用和 辅助自务的替偿等方弼颇具特色，运作越亲为我国电力帘场仡改革凝擞了有价毽 的经验。 2 0 0 2 年，我围电力市场改孳迈出了更f 骚实的4 步，将国家电力公司管理的 电力资产按照发电和泡网两类业务进行了划分。蓑电萎| 1 ：节按照现代企业制发爱 求，将圄蜜电力公司管理的发电资产直接改组或重组为规模大致相当的5 个全圈 性的独立发电公司，逐步实行“竟价上网”，开展公平竞争。电网环节分别设立翻 家电网公司和中国南方电网有限责任公司。溺家电力监管委员会等十二家涉及电 力改革的相关企业和单位，已于2 0 0 2 年1 2 月2 9 日正式成立，包括国家电力监 管委员会、国家电瓣公霹、鸯方嚏飚公司、赢大发电集耀翻四大辅业集团。五犬 发电集团为华能集潮、华电集翻、龙源集团、电力投资集团和大唐蕊幽，四大辅 业集团为水电规划设计院和电力舰划设计院两个设计单位，以及葛洲坝集团和水 利零屯建爱总公司二个整工单应。赢方迄嬲公司出，蓉、贵州、云藏、海悫彝广 东打省电网组合而成。国家电嘲公司下设华北( 含山东) 、东北( 含内蒙古东部) 、 华东( 含福建) 、华中( 含四川i 、重庆) 和西北5 个区域电网公司。 在裁辍，电力嚣翻麓改革也会萤来一些威殓，主要体褒在魏一f 三个方垂：一 是发展的风险。我们的电力体制改革是在刚刚告别电力短缺后进行的，并且市场 需求仍将保持较长时期的高速增长，这一点决定了我们改革的环境根本有别于发 达雹家鹣裁熟市弱 邵健美簪 盈斑疆了翅髑弱窀力廷橇) 。二是愤揍e 添懿强戆。 从电价结构来看，终端用户的价格是山发、输、配、售四个环节的价格叠加而成， 而现行的输配电价格却不足以覆盏其成本，处于亏损状态，”厂刚分开”后可能 会推动电债上涨。三燕运行协调静t 制豹鼹险。实毒亍”厂翻分开”静缝褐牲分离聪， 湖南大学硕士学位论文 完整的产、世链变成了分离的结构发电公司、输配电公司以及今后可能出现的 售电公司，产业链各环节能否协调运行将成为一个新问题。 1 2 电力市场相关理论研究情况 随着我崮电力市场改革的不断深入，相关部门出台了一系列的改革措施和政 策，许多专家学者也对电力市场方面的理论进行了深入研究，涌现出了许多新的 理论模式和算法。从整体来看，国内的电力市场理沧研究主要集中在以i - l , 个存 在问题较多的方面： 1 电力市场的结构、交易方式及运营模式 目前，各个国家的电力市场结构主要分为三部分：发电市场、输电市场和供 电市场。在发电市场，大多数国家采用“厂网分开，竞价上网”的方式进行电力 商业化运营，我国也是如此，但足输电市场和供电市场的运营机制随各国具体情 况而不同。在文献 5 中，作者对电力市场结构进行了划分，并应用该结构比较 分析了一些国家的电力市场。 电力交易主要有竞价上网方式、双边交易及期货交易等多种交易形式，但每 个国家应根据本国国情做具体分析，决定究竟采用何种交易方式。例如，英国新 的电力市场模式主要包括远期合同和期货交易及短期双边交易，而美国电力市场 中竞价上网是主要的交易方式。在我国，由于电力工业存在国家投资、外资、合 资、股份、地方筹资等多种形式，产权呈现多元化，形成了利益主体多元化。， 选择何种交易方式与运营模式涉及多方利益，是电力规划中应认真研究的问题。 2 竞价模式和发电竞价策略 竞价上网模式和发电公司竞价策略的研究是电力市场理论的难点，具有很强 的随机性和实时性要求，不仅与电力市场的经济效益有关，而且直接影响电力系 统安全性和可靠性。电力调度和交易部门面对的是如何保证在系统安全稳定运行 的前提f ，如何选择发电商以使购屯费用最小，研究比较集中的竞价模式有两部 制电价竞价模式、限量竞争模式、基于差价合同的竟价模式等。“。对发电公司来 讲，竞争目标是获取最大利润，如何制定最优竞价策略、形成最优竞价模型是f 分重要的问题。国内外在这方面开展了许多有意义的研究探讨工作，提出了多种 发电竞价策略。沦文 8 一 1 6 针对发电竞价策略提出了许多模型和算法。本文 将在后面章节详细讨论该部分内容。 3 电价机制与市场清算电价( m c p ) 预测 电力价格是电力市场的核心内容之一，我国新的电价体系将划分为上网电 湖南大学硕l 学位论文 价、输电电价、配电电价和终端销售电价。上网电价有单一电量电价和两部制电 价两种形式。辅助服务定价目前没有成熟的理论和方法。 对于独立发电厂来说，市场清算电价的预测具有熏要意义。因为在现有的电 力市场运营模式f ，市场公开的信息仪仅是历史的边际价格、负荷预测、检修计 划等，而对于其他电厂的竞价信息是保密的。这样，在竞价过程中，如果能够比 较准确地预测市场清算电价，雨结合自己的实时成本分析就能提出更优的竞价上 嘲报价，获得比较满意的竞价结果。价格预测领域人们提出了许多模型和算法： 时间序列法、经济计量模型法、组合预测法、灰色预测算法、神经网络模型等。 4 辅助服务 辅助服务是为满足电力系统的安全性、经济性，保旺定的电能质量而采取 的一系列必要措施，分为基本辅助服务和有偿辅助服务两大类。有偿辅助服务主 要包括有功频率控制、旋转备用、非旋转各用、替代备用、无功及电压支持、恢 复及黑启动等”。在电力市场条件下，不能再要求发电厂和用户无条件地提供辅 助服务，需要定量地计算各种辅助服务的成本，作为交易结算的依据，因此必须 解决一系列问题，如每一项辅助服务相关费用、各种辅助服务提供者的贡献等。 5 电力市场环境下电力系统安全运行及可靠性 电力市场环境下，发电同输电、配电分离开来，各发电厂商可能分属于不同 的利益团体，传统的集中管理被分散的决策所代替，在这种情况下如何保证电力 系统的安全运行及可靠性是一项技术性、操作性要求很高的工作。具体说来主要 涉及：电力系统的规划与可靠性、运行方式与可靠性、新的调度工具、辅助服务 与可靠性以及市场条件下的保护和安全控制等。 1 3 本文选题背景与研究内容 “厂网分丌，竞价上网”的发电侧电力市场即将成为国内电力市场的主要运 营模式。“，网分丌”，即发电企、l t 与电网管理机构的分离工作已经基本结束；大 部分省级电网都在积极研究探讨“竞价上网”的具体运做方式，六个试点单位已 经在这方晰积累了些值得学习的有益经验。 电力市场化对发电领域的影响就是发电企业的经营方式将与计划体制下的 经营方式产生巨大不同。在计划体制下，发电企业生产的计划电量完全山电力公 司包销，发电企业h 管生产，不用考虑电量的出售问题。在发电侧开放的电力市 场条件下，发电公刮成为独立的法人史体，竞价上网，自负盈亏，能否上网发电， 取决于其报价的高低。这样，一方面为了争取上网发电并获得最大目标利润，发 湖南走学硕l 擘位浩文 电企塑必须棂搀骶处竞债环境瓣实际蟪况，研铡适台企垃基赛的竞价策略霸模 型：另一方面，发电企业必须适应发电竞价对企业信息化建设的高要求，建立相 应的管理倩息系统，以提高生产效率和企业竞争力，获猖良好的经济效益。 关予发电竞贽篆酶，鐾裁太多发电厂并没蠢清楚载试识裂其重婺蛙。在上缀 竟价e 翮电价时，基本e 只是根据以往的市场清算电价，凭经验估计出各时段电 量与电价，没有经过棚应数学模型的推理分析使得出的数据存在较大偏差，影 响了竞债主瞻效采。为捷电厂获褥嶷努赫竞价藏兹盏秘剩澜，必须蠢分考蕊稳 关多种竞价因素，研究优化的竞价策略和模式。这其中，就必须实现对电厂发电 成本及时濑确的分析：作，因为电厂的生产成本是发电厂上网电价的主要组成部 分，是进行损赞数蘩分辑酶最基磁数据，在a i 清楚发电戏本翦雩毒况下避孝亍缀徐楚 盲目的，发电r 进行竟价上网报价的第一步：1 ：作就应该怒进行电厂发电成本计算 分童斥。耐懿静电厂的成本分析工作纂本上都怒采用传统魄会计学成本核算模式， 以糇萄t 的年度平衡为基础，咒是一种静态熬平衡，楚对历史数摇豹箍荦平均， 1 i 能适应电厂发电竞价所要求的实时动态成本分析，必须对电厂动态成本分析的 方法进行珊究与实现。 电r 。的信息纯建设也十分重瑟。就降低生产成奉、掇离生产效率方面来讲， 对大多数的发电企业来说，发电技术已基本成熟，不大可能在这方面获得较大突 艘扶两嘎露降低成本在竞争中敷齄躲关键在于挖掘自舞潜力，在_ _ f l 三业管理模式 上形成突破，将企业各种管理信息按客观烈槔高度集成和快速处理，为企业的生 产经营管懋和科学决蒲提供大量有效的信息，对企业资源进行有效的协调和沟 通，从薅娥蓬垒业管壤、谯化业务浚稳、降低残率，劳实时监控企业躲整个运作 过程，才能最终达到降低生产成本、提高生产效率，从而提高企业竞争力的目标。 为达到这个目标，多数发电企业都在大力丌展企业信息化建设，开发企业的管理 信意系绕( m i s ) ，以期在受、韭警琏上形成突皴，提裹金逝管理农平秘生产效率， 从而降低生产成本。 本论文的研究难是基于以上 仑述，对相关问题进行了理论研究与实际开发工 俸，羞重讨论了发电竟份募罄、电厂藏本分橱每毫厂信惑管理等三个方蘑懿霾匙。 所做的半爱工作概括如下： ( 1 ) 在对发电企、世竞价环境论述的基础匕，分析了电厂机组成本曲线和损 盏平簿特螽e ，奔鬻了枣场渍算电馀颈涌方法，蕊究了搬缎翻润最大纯模型；在考 虑机组启停费用影响的条件下，经过严密数学推算给出了发电企业殿低投运电价 和优化的宽价数学模型。 ( 2 )以笔者参蛩开发魏寒阉电j 一二朝扩建工程 托岛厂缓警壤信息系统 湖南人学硕十学位瞎义 ( l d f t s ) 为傣托，蕉点进行其中妁运营藏本分析子系统兹磺究与开发，详缨沦 述了电j 成本分析系统的需求分析与详细设计，给出了系统实例的实现方法。 ( 3 )由笔者在开发l d l 4 s 系统过程中遇到的问题和积累的经验，对统一建 搂语言( 渊l ) 在i s 系统建模中麴应震遘嚣了研究，并疲震u 强对或李分摭系 统进行建模； ( 4 ) 论文最后，结合当代信息技术的发展，讨论了火电厂信息管理的m i s 模式，并黠伐表信愚嚣瑾最蓊趋势麓e r p 模式避q t t r j , 。究，提篷了e r p 模式下懿 电厂信息管理的总体结构与信息处理方案。 潮南凡学顿l 学位论文 第二章发电企业竞价策略的理论研究 2 1 发电企业竞价环境分析 2 11 我国电力市场发展的特点 目前，我国正在构建“厂网分开，竞价上网”的发电侧电力市场，这一市场 模式的核心是p o w e rp o o l ( 电力联营体) ，即各个发电公司向p o w o rp o o l 提交报 价曲线，p o w e rp o o l 根据这些报价曲线，代表用户择优购买电力。市场主体是 各独市发电企业与电网经营企、世，电网经营企业负责组织各发电公司问的竞争， 政府负责对电力市场进行监督管理。与英国、澳大利亚等国的电力市场不同的是， 中国当前的电力市场继续保持着输、配一体的管理模式，保留供电营业区，每个 供电营业区只有个指定的供电机构向终端用户供电。同时，部分大用户作为试 点可以直接与发电公司进行双边交易。“省为实体”的方针在短期内仍会继续执 行，即电力市场运营以每省的电力市场为主，各省电力公司是其省内电力市场竞 争的组织者与管理者。 从国家电力改革动向和试点单位的改革经验来看，我国近期电力市场的发展 具有以下特点： ( 1 ) 单购买者模式 我国现行发电侧电力市场的模式基本为单一购买者模式“，又称“i + n ”模 式，“l ”是指电力市场的单一购买者，且电网经营者；n 是指参与市场竞争的 各个独立发电企k 。除部分作为试点的大用户外，一般用户不能与电厂签订购电 合同，只能由电网经营企业采用趸售或零售的方式供电。这样，电网经营企业必 须每时每刻做到供需平衡，并收购所有电力，以保证对用户供电。与国外发、输、 配完全分丌的模式相比，我国电网经营企业责任较大，为防止出现供电严重不足 或购电电价过高的恶劣电力市场现象，电网经营企、世一般与发电公司签订定数 量的长期合同。 ( 2 ) 部分电量竞价上网 在实行“竞价上网”的初期，为了实现平滑过渡和积累经验，几个试点单位 全部采用了限量竞价上网的力式。一般安排当年市场需求的1 0 一2 0 作为竞争电 量，其余作为基本电量( 或合约电量) 。刺于后一部分电量的处理，采用了两种 形式：一是必须首先保证这一部分电量的完成，然后再考虑竞价电量，如山东电 湖南大学硕l 学位论文 力市场；= 是在商场中安辨拿帮电量参与竞价，覆在结算时按照竟徐模式趣剥慰 基本电量 m c ，说明增加下 一个单位的发电量收益大于成本，应增大发电量以增加利润：当发电量大于0 。 时，m r m c ，况叫增加下一个单位的发电量带来的收益小于成本，应该减少发电量。 p ( 价格) 玖 丫乡j 配 j u 2 乜- q ( 产量) 图2 3 发电公司短期损益平衡分析图 当市场中电力产品的市场价格低于发电公司生产的产品平均成本时，企业会 出现亏损，此时发电公司的平均成本曲线( a c ) 的最低点高于市场价格，如图 23 中市场价格为1 1 ：和只。下面我们分析这种情况。 当市场价格为为p 。时，无论发电公司如何调整产量都会亏损，但是市场价格 高于产品平均变动成本( a v e ) ，此时发电公司不仅可以回收所有变动成本，还可 以有部分收益补偿固定成本，减少了总损失，所以此时即使亏损，发电公司仍然 可以继续生产以减少损失，此时最优产量为q 2 ；当市场价格为只时，只 a v c ，发 电公司的收益还不够补偿变动成本，此时应该停机以避免损失的进一步扩大。 2 3 上网电价与市场清算电价( m c p ) 湖南人学顿l 学位论文 2 3 ， 上瓣电诠瑾谂专瑟郭蠲毫徐 电价怒电力市场中的运行核心，理顺电价目l 制是我国电力体制改革的核心内 容，改革初靛的重点工俘就是在厂阚分开的基站上，建立与发电巧麓遥魔竞争媚 适应的j 二删电价机制。理想情况下上网电价j _ i ! 蔓实行实时电价，但目前所有国家的 电力r 日场都还不具备实行实时电价的条件。各刚根据各自的不同情况，都对上刚 迄 a 进行r 磷究，提出r 多静定价方法，魏露奉较或功地实施了蕊部铡上网电债； 法国、美国等较成功地实施了峰谷分时电价。文献 3 3 沦述了汁及电嫩效益的上 网电价定价方法，文献 3 4 、 3 5 介绍了基于咆能价值当最的上嘲电价定价方法。 我雷上嬲电纷改革黪方向是全篷露入竞争概型，徐穆盛供嚣各方竞争形残。 我国近期将实行两部制上网电价，即容量电价和电量电价。容量电费包含独立电 j 的同定成本，电厂的固定成本由建设电厂投资所形成的闻定资产的折旧、无形 舞产和为绦持电j 一正常运 亍掰发生幻a 工费、辑辩赞、黪瀑费、营残赞等露定运 行维护费用组成”，这样独立电厂可以保证获得容量电费，用容量电赞还本付息。 容量电价水平按电力渊度交易中心经营范围内发电企业平均投资成本的定比 溺裁定，鞭羽土实行麓璃楚份，并傺骜相对穗定。电量电徐反映躲燕以燃鞫为主 的变动成本，但电量电价水平不仅爱补偿机姐因发电而消耗的变动成本，同时还 要包括台遐的经营利润和税金。两部制上网电价条件下独立电厂的竞价上蚓，芙 键在于 毽镰电份。 电量电价的确定有两种市场交易模式。一种是发电企北全部电量集中竞价上 黼模式，即发电商、供电商和用户等所有市场参与者均通过电力库进行交易，电 量由电力调度税拇统。半衡( 称为强翩性电力市场) ，泰殇清算电份一般采焉统 一价格暗标拍卖的形式。 另一神交易模式魑取边交易与集中竞价缝合模式，即市场参与者可以通过集 中竟价进行交易，也可以不通过集中竞价，两囱双边签订台嗣直疆交荔( 称为菲 强制性电力市场) 。在此模式f ，双边交易的电量和价格由买卖双方协商确定； 集中竞价的电量价格，为供需双方确定的市场均衡价格。 在我融观阶段出于市场发育程度较低、政府监管能力比较薄弱、输配电尚未 分开、电捌输电能力不足，各地嘲“自由选择第种或第。：。种模式。对选择第一种 模式的地区，为避免燃理债格垄躲避蒙，监蛰帮门可按建最高、最 l ：毫限馀。但电 力改革的嗣标是实行第二种模式。 2 3 2 市场清算电价( m o p ) 湖南太学硕上学位论史 文中掰述枣场瀵弊电徐是豢在电两竞徐撑序过程中，调度交易中心蔽据电厂 报价由低划高的顺序取得系统所需电量，直到供需平衡为止，最后选中的上网电 厂的报价，在许多文献中也称为系统边际价格。 232 影嫡毒场渍舞迄 套因素鹣定往分疆 市场清算电价的预测是基于已有的市场信息基础上，在日前现赞市场竞价模 式下，町以褥到的市场倍息一般包括掰部分内容： ( 1 ) 市场运行鄱门每天针对下一个交器日公布的潋半小时( 藏一，l 、时) 为一个时段的日发电计划内容，如系统预测的用电量、系统预测的高峰负荷及必 须保砭的帆组餐用寮爨、系统可瓣枧缀容量、系统电力供应情况、嘲络约束等； ( 2 ) 系统运芎亍部门针对前一个交易目的每个交翁对段，公布鲍知下信息： 各个交易时段的现货交易价、系统实际的负衙及电量、网络潮流及网络约束条件 的详缨偿患、发电提缎实际可饵容最韶可调出力信息、每个交易时段舱交易量等。 以上信息是进行市场清算电价预铡的基础信息。从市场供需的角度柬看，影 响电价的! ： 三要因素口分为影响供给的因素和影响需求的因素。3 “： ( 1 ) 影响电力供给鲍因豢：发电齑搬价及毽力售崽、屣终约寐、鼓障 ( 包括机组和线路故障等) 及其他因素； ( 2 ) 影响电力需求的因素：负荷需求( 包括气象因素、节假日等因素) 、 时段影响( 不嗣蛙段鹣电力需求蒋性币同) 等。 2322 市场清算电价的预测方法 进行市场清算电价预测时，一般基于以下两个假设：( 1 ) 市场主体即各发电 盎= 韭迳避性的，理经慧碌着每个发电商会在给定的法蕊教策约束条停下，争取蠢 身的最大利益；( 2 ) 历史是经常赢演的，即模式的重演原理。 目前的预测方法漤本是根据电力交易市场过去和现在的行为，运用多种数学 模型逮行豫测。僵严格豹说，电力市场清算价格是无法精确预灞豹，臻为它其有 随机性特征，受多种不可预测因索干扰，所以无法在严格的假设基础上建立起精 确的模型，现有的预测分析方法郝是些经竣公式和统计模型。 谣前已经提出的定量纯电价预测模垂寄数十静，蕊本上可阻归纳为两种黉 型：( 1 ) 结构关系模型，这种模型的特点是预测对象与转影响因索之间在一定时 闯晦绦持赣巢耪墨寇结梅函数关系；( 2 ) 匿聚关系模型，这类模型的特点是在颧 测对象与其影响嚣素之间用困浆笑系籀述。 结构关系模型般对预测对承有着严格具体的要求，只有在确认某类预测模 型的藤撼蘩件被满足 咚事主提下，爿可以应鼷骇模型进行鞭测，否则鞭测襞果夺露 湖南 学碗士学位论文 靠。因果关系模型实际上是因和果两个空间之间的映射，比结构函数的限制要宽 松得多，几乎可以表示任何一种非线性关系，适应面比较大，应用起来也比较灵 活。文献 3 8 j 、 3 9 对应用人工神经网络预测市场清算电价的模型进行了研究。 文献 6 l p ，分别应用结构关系类的多元回归模型和因果关系类的神经网络 模型对市场清算电价进行了预测。结果表明，在负荷变化比较大的时段，用神经 网络模型效果较好，说明神经网络模型能够较好的映射非线性关系。但是在不同 的市场环境f ，具体采用哪一种预测模型需要经过认真分析，比较仿真计算的结 果，采用效果较好的预测方法。 2 4 发电竞价策略的数学模型研究 241 机组利润最大化模型 对于参加市场竟标的发电企业来讲，其报价模型需要解决的是如何在满足 合理收入和技术安全约束的前提下尽可能地获得更大的利润。在对各时段市场清 算电价进行预测后，结合考虑其它斟素假定上网电价为 ( t ) ，然后确定投标的 最优电量价格曲线。我们首先讨论单台机组报价策略。假定竞价采用单一报价 方式，上网电价是两部制电价，部分固定成本已由容量电费承担，电量一价格曲 线中的价格为电量电价，在模型中除考虑机组的变动成本外，也对固定成本与容 量电费的差额进行考虑。在时段t 目标函数的数学模型如下： m a xr p ( f ) “( ， 。 ， 2 1 r 24 、 w i t h r = 丑( f ) 尸o ) p ( p ( f ) ) s ，( p 0 ) ，“0 ) ) 一甄。 j = 】 式( 24 ) 中各参数含义如下： r 为发电企业在竞价时段t 内的目标利润，每3 0 ( 或6 0 ) 分钟为一时段，t 为每闩的总时段数； p ( o 为时段t 的机纽上网电量； ( t ) 为发电厂上报电价； v c ( p ( t ) ) 为机组可变成本函数，v c ( p ) - a p 2 + 6 p + d ，见式( 2 1 ) ； u ( t ) 为机组在时段t 的状态，为1 表示开机，为0 表示停机； s 。( p ( 0 ，u ( 0 ) 为机组启停费用在时段t 的分摊值，参见文献 4 0 】的分摊算法； w o 。为机组年固定成本与容量电费的差额在时段t 的对应值。 需要考虑的机组主要约束条件有： 塑坠塑堂堕丝一 ( i ) 觐缱功率不等式终泰； p ( t ) 。 已。与只。分别为樵缌最犬、最小技术出力； ( 2 ) 辊鳎艇玻蘧率约束： 一 , 3 0 p a p ( t ) - p 、3 0 只 只、只势帮为巍维簿分赞戆够下簿、土舞麴功率 ( 3 )机组启停约束： 豇一- m ( “，一“。) ( 卜“，) i 。叫) 艺啦咒 2 9 为满痊瘸麓( _ 一天) 盎梳绻豹最大竞诤箨襁次数，一般联为l ；五、疋分 别为调度周期( - - 天) 内每台机组允许的最小连续停运小时数和最小连续运行小 时数。唼盘分帮子在基个# 骚i ，枫鳎瀚最优电董邈铎，藏对缀槎颧蕊麓枣溺清算徐褥 先来分析在每个# $ 段l 枫鎏瀚最优电董邈铎，戴对缀镞暂l 粼龋2 # 瑚许芎异州鞠 将上兰? 妻耄羔；差；i 。：一翼邕震安? 为： c 。， t n a xr ( p ，x ) = p 一v c ( p ) 一s ( p ，u ) 一w 。 、“。7 式( 2 1 。) 桷最优化条件为掣= o ，可搿 k ：翌! 兰盟：m c ( p ) ；2 a m ( 2 ) 牦( p ) 为轨纽边际变动藏书，剐可知在前述的骰设袋件下枫缝按照变动边黼 成本报价可以使利润最大化。由其反函数可卧求得利润盛大化时的发电企业时段 供给函数p ( ) 为： ，o1 0 、 跗) 。等 “ 2 ，4 ，2 搬绻饶他囊徐篡蝮分掇 接着我们分析在机组每同按规定时段( 2 4 、4 8 或9 6 个) 进行报价时的电量 一电价逝跛确定模型。 回 蝴 豫 眨 _ i 湖南大学硕 学位论文 轶式 2 a + 6 2 a p 。, 。+ b 五蔓z a e , m 。+ b ( 2 。1 3 ) 2 a 名。+ 6 2 a p , 。+ b 2 a p = 。+ 6 ( 22 1 ) a 2 a 瑶。+ 6 对于概组在未来蹙机组停机影响时段的可能利润值e ，假设未来n 个时段受 影响，则e 为k + i 到k + n 各个时段利润值的和，采用动态规划模型求解，具体 求艇参晃文簸【9 j 。 求出r + ( 见) 瑚。和e 后，由式( 2 2 0 ) 可以求出丑的表达式为： 一 塑垒! ! 坠! 垒：墨 2 、瓜万万丽十b 堑璺坠! 羔坠墨二量 焉，。 ：，+ e 一一峨一疋 o 刚桃鳃的优化搬价策略是桃级的边际成本曲线在xm m 以e 的部分e 如果市 场清算电价低于x 。，祝纽懿续运行酶预期剩澜会小于0 ，裁必须停祝。 堕! ! 堂堡：! 堂些堡苎 243 拥有多台机组的发电公司的竞价策略 在前面的分析中，为了分析问题的方便，均是讨论一台机组的情况。实际中 的发电公司通常都具有多台发电机组，f 面我们将分折多台机组同属一家公司的 情况”1 。 这种情况下，各台机组同属家公司，利益是一一致的，加之机组与机组之间 不存在耦合约束，所以，多台机组( 设为】台) 的目标函数可以描述为： jm i t x ，r j ) ) ，： 1 w 舶月：圭 圭f ) pz ( f ) 一阳( 叫啪叫( 州咄州啪一眠川 心2 3 可以分解为每台机组各自的组合问题 i t i o x r ， “r ，： w 砌r ，：如( f m 卜v c t ( h ( j d 伽，眦咖 22 4 i = 1 _ a ， 对此的分析与一台机组的类似，只是有几台机组就进行几次分析。对于发电 公司，最终报价的电量一电价曲线为统一的上网报价x ( t ) 下的各机组发电水平之i 和，即 ( f ) ，e t 。 1 = 这种情况卞竞价决策的计算量只是随机组数目的增加呈线性增加， 获得系统发布的竞价发电量后，发电公司将其作为系统需求，再进行使发电 成本最小的机组组台问题。 ，r m i n y v c 。( p2 ( f ) ) + s ( p 唧) ，。o ) ) + w ，。，j ( 2 2 5 ) 满足： j d 7 = 江l ，a ， 式中，p 为机组i 组合后的发电量，也即最后的上网电量 只。为发电公司获得的竞价发电量。 2 5 “竞价上网”需要考虑的非经济因素 ( 2 2 6 ) 在实行竟价上网的同时，也要考虑一些非经济因素。第一是环境保护原则； 第二是电网需求原则，血电网在某些特殊情况_ f ，需要一些起到电压支撑作用的 电厂r 对其要有相应的保护政策，不能完全依靠经济手段；第三是国家政策要求， 湖南大学顿i 学位论文 螽燧2 等可群生能源发电，虽然它瓣成本较裹，但作为篷家支持的溥洁发电形式， 解决了环境保护和可持续发最问题，电刚应该接收；第网，经济萤化原则。环境 因素要作为经济因豢柬处理，进行量化。煤耗低，成本低的发电企业，如果污染 严重，社会嚣出嚣代份太毫，显然港入，僵在耄争嬲串，仍然应该搀在后瑶3 。 2 6 小结 本耄蓠先对髫凑疆立电，。戆竟债环壤避行了论述，分褥了发趣撬缀鼗或本魏 线和损益f 衡特性，介绍了上网电价理论和市场清算电价预测方法，重点研究了 机组利润鼹大化条件下的竞价簧略，结合机组启停费用对机组运行决策的影响， 给出了电爨电徐魏线选择朝最抵授运电价秘傥纯竞债数学模型。 湖南大学倾：b 学位论文 第纛章火电厂m i s 成本分析系统需求分析与u m l 建模 3 ，l 成本分辑系统熬l d m s 工程聱瀑 本文进行研究所依托的电厂成本分析系统的工程实际为湖南省宋阳电厂_ = 二 鬻扩建王程i 鑫c 毫j 缀管理信患系统( 良。 麓稼l 0 9 i s ) 孛薛运誊艘本分氍子系 统，笔者作为主要开发者之一参与了l d m i s 系统的研制开发。现在简单介绍一下 该管理信息系统的情况。 3 1 1l d m l s 开发背景 湖南寒阳电厂二期扩建工程是我国政府1 9 9 9 年与避界银行签订的湖南电力 发疆项辩贷款海议拘主要部分，共建设两台3 0 万k w 晒大型灭电祝缀，到2 0 0 3 年9 月份来阳电厂二二期扩建工程三号机组将投产发电。如今耒阳电厂已经划归为 国家矗人发电公司之一的中国大唐集团公司的全资子公司。 l i n i s 的建设是颊应电力工l k 和霞家信息纯建设的发展趋势翁。随着电力工 业信息化进程的不断加速和电力企业改革的深入进行，电力工业在电子信息技术 的驱动下融传统t 业向赢度关约亿、高度智自化、高度技术化工业转变，电厂与 电网分开管理、电厂竞价上溺，遮都为电f 一的经营营理箍出了受商韵簧求，馈怠 管理工作在电厂中发挥了越来越重要的作用，管理信息系统已经逐渐成为电厂参 与竞争必须具各的豢要管理上舆。 l d m s 系统的歼发目标，就蹙根据原国家电力公司关于电力生产行韭菇怠化 的标准，结合电力生产企、i k 的改鞲和末阳电厂二期扩建工程的实际情况，j 1 1 发出 一整套发电企业全