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摘要：为解决水轮发电机组参与电力市场辅助服务面临的诸多问题，制定合理的调频市场规则、形成有序竞争的调频市场并保障电力市场环境下系统频率调整的正常进行，论文分析水轮发电机组在电力市场中所面临的调度和交易问题，并在水电厂发电机组运行成本的基础上，探讨了对水轮发电机组的服务进行合理经济补偿的办法以及对水轮发电机组所提供的辅助服务的质和量进行评估等问题，并为调频服务市场的建立和实施，提出了一些可行性建议。
关键词：电力市场;辅助调频;水轮发电机组;控制策略
0 引言
在电力市场推进的情况下，系统频率调整已经成为了利益主体、行政关系、经济隶属关系、运行调度的综合问题，上述因素的加入无疑是增加了频率调整的复杂性。当前，电力市场环境下的辅助调频服务越来越受到市场关注，成为当下研究热点。
1 辅助调频市场对水轮发电机组带来的影响
1.1 水轮发电机组具有调频市场的权利
就水力发电厂而言，在辅助调频服务市场中的参与主体包含了水电厂、电力用户以及辅助调频服务供应商。水电厂安装自动发电控制的水轮机，并且要求能够实时调控市场的调频机组参与到主能量市场中，预留一定的调频能力。若是有意愿参与到调频市场的其他调频厂商需要在一周之前向市场运营机构提交申请，并在市场运营准入机构的考核批准下进入市场。电力用户为10kV及以上电压等级的用户，市场鼓励优先购电企业以及用户资源加入市场。针对独立辅助调频服务供应者鼓励其以电能储备装置以及需求侧的方式加入到电力市场中。
1.2 水轮发电机组具有调频市场的需求
调频需求的计算主要考虑到了负荷的变化分量、水力发电出力分量、联络线计划分量及机组计划分量。同时将各个分量的预测偏差也考虑到算法中去。影响自动发电控制的因子，包含负荷特性，水电厂发电能源占比等，鉴于影响因子的所占比例不同，所以根据电网特性会引入不同的评价比重。在市场中购买调频容量时不仅需要满足每个时段所需的调频容量，还要对提供调频服务的机组调节速率提出一定的要求。
2 水轮发电机组在辅助调频市场下的控制策略
2.1 建立调频辅助水轮发电经济补偿措施
参与电能市场、执行发电计划的机组和用于调频、调联络线偏差的水轮发电机组分开，某一时段内相对固定若干台水轮发电机组专用于调频和调联络线偏差，这些水轮发电机组将不再参与电能市场。各提供水轮发电服务的发电公司要根据机组技术规范、水轮发电投运试验所得的数据等向电网调度中心申报机组的性能参数，包括机组的最大可调容量，最小可调容量、最大和最小的加减负荷速度等。提供水轮发电服务的发电公司在认可电网调度中心制定的费用结算和考核办法后，要严格执行调度命令，调度没有发布调整命令时，不能主动参与频率调整，只能按计划曲线发电;而调度要求投运水轮发电时，必须按调节要求履行提供辅助服务的义务。电网对提供辅助服务的水轮发电机组进行合理的经济补偿，并有一系列考核办法针对辅助服务质量的优劣实施奖励和惩罚，以提高水轮发电机组的积极性。在水轮发电机组达到了考核要求的条件下，可以采用如下的补偿办法：
2.2 完善水轮发电机组竞价调频服务市场措施
竞价模式的调频服务市场的开展为水轮发电机组提供了一条可能较大幅度地增加收入的途径，但这必须基于发电公司对机组性能、控制技术和对市场规则更透彻的了解和运用，调频服务市场将是水轮发电机组面临经济风险最大也可能是收益最高的地方。竞价模式下的调频服务市场绝不是完全孤立的市场，它与电能市场有着必然的联系，水轮发电机组可以根据是否投运水轮发电来参加或退出调频服务市场，而无论是否投运水轮发电都可以进入电能市场。下面提出几种不同的竞价模式。
（1）提高水轮发电机组混合型市场的措施
在混合型市场中调频服务不单独交易，不单独付费，仅进行机组电能价格的竞争，机组调频服务收益蕴含于电能收益中。在电能市场中区分水轮发电机组与非水轮发电机组，水轮发电机组和非水轮发电机组分开来竞价。水轮发电机组要报两种价格，第一报价为投运水轮发电时的电能价格，第二报价为不投运水轮发电仅作为普通机组时的电能价格。
（2）强化水轮发电机组分解型市场的措施
在分解型市场中调频服务单独交易，单独付费，电能市场和调频服务市场中分别进行机组电能价格和调频服务价格的竞争。水轮发电机组除了按普通机组上报基本电能电价外，还可以按照市场规则上报水轮发电机组的性能指标及附加的调频服务电价，上报的附加电价受价格上限的限制。根据电能市场和辅助服务市场的先后顺序的不同又可以分为以下两种情况。
其一，辅主序市场，即市场顺序为：辅助服务市场→电能市场。电网首先根据系统要求与附加电价高低排序选择提供调频服务的机组。辅助服务市场中落选的水轮发电机组可以按照基本报价与普通机组一同在电能市场中竞价上网。辅、主市场中均按各自的边际价格结算。最终提供调频服务的水轮发电机组得到的基本收入部分将与电能市场中其它机组的竞价结果相关。
其二，主辅序市场，即市场顺序为：电能市场→辅助服务市场。电能市场中先不区分水轮发电机组与非水轮发电机组，电网根据系统需求及发电机的基本报价高低排序选择发电机组，电能市场供需平衡后，再进行辅助服务市场交易。调频服务的选择要考虑系统要求与附加电价的高低。电能市场和辅助服务市场的预交易分别完成后，进入二者的统一协调阶段。电网可以选择不同调节方式，也可以循环交替调节，调节的最终目标是：满足系统需求、电能市场和辅助服务市场的总付费最低。最终的主、辅市场中均按各自的边际价格结算。
2.3 完善水轮发电机组进入辅助调频市场的考核方式
对于水轮发电机组的考核分为两种情况：在水轮发电投入期间考核调节效能，在水轮发电退出期间考核发电计划合格率。其中水轮发电投入期間的考核即为对水轮发电机组提供的调频服务质量的考核。建议将考核的各项指标最终量化，体现在辅助服务费用结算时的奖惩因子或者附加的奖惩金上，按照水轮发电机组对系统的实际贡献支付辅助服务费用，这种方法对于实施经济补偿办法和采用竞价模式的辅助服务市场是同样适用的。
3 结束语
本文主要对电力市场中水轮发电机组面临的交易和调度问题进行了分析，分别提出了在当前电网现状和未来发展情况下，交易和调度水轮发电机组的基本原则;在水轮发电机组成本分析的基础上，提出了电力市场初期对提供辅助服务的水轮发电机组的经济补偿办法，并分析电能和调频服务存在的混合型和分解型两种市场模式，对水轮发电机组的考核办法完善给出了参考意见。
参考文献
[1]刘心雄，皮文博.一次调频辅助服务功能的考核方法研究[J].科技传播，2010（1）.
[2]陈达鹏，荆朝霞.美国调频辅助服务市场的调频补偿机制分析[J].电力系统自动化，2017（18）：1-9.
[3]何良超，冯国柱.广西水电机组一次调频辅助服务考核状况及分析[J].广西电力，2013，36（2）：69-72.
作者简介
覃宝，男 ，广西省东兰县，1971年4月生，大学本科，工程师
关键词：电力市场;辅助调频;水轮发电机组;控制策略
0 引言
在电力市场推进的情况下，系统频率调整已经成为了利益主体、行政关系、经济隶属关系、运行调度的综合问题，上述因素的加入无疑是增加了频率调整的复杂性。当前，电力市场环境下的辅助调频服务越来越受到市场关注，成为当下研究热点。
1 辅助调频市场对水轮发电机组带来的影响
1.1 水轮发电机组具有调频市场的权利
就水力发电厂而言，在辅助调频服务市场中的参与主体包含了水电厂、电力用户以及辅助调频服务供应商。水电厂安装自动发电控制的水轮机，并且要求能够实时调控市场的调频机组参与到主能量市场中，预留一定的调频能力。若是有意愿参与到调频市场的其他调频厂商需要在一周之前向市场运营机构提交申请，并在市场运营准入机构的考核批准下进入市场。电力用户为10kV及以上电压等级的用户，市场鼓励优先购电企业以及用户资源加入市场。针对独立辅助调频服务供应者鼓励其以电能储备装置以及需求侧的方式加入到电力市场中。
1.2 水轮发电机组具有调频市场的需求
调频需求的计算主要考虑到了负荷的变化分量、水力发电出力分量、联络线计划分量及机组计划分量。同时将各个分量的预测偏差也考虑到算法中去。影响自动发电控制的因子，包含负荷特性，水电厂发电能源占比等，鉴于影响因子的所占比例不同，所以根据电网特性会引入不同的评价比重。在市场中购买调频容量时不仅需要满足每个时段所需的调频容量，还要对提供调频服务的机组调节速率提出一定的要求。
2 水轮发电机组在辅助调频市场下的控制策略
2.1 建立调频辅助水轮发电经济补偿措施
参与电能市场、执行发电计划的机组和用于调频、调联络线偏差的水轮发电机组分开，某一时段内相对固定若干台水轮发电机组专用于调频和调联络线偏差，这些水轮发电机组将不再参与电能市场。各提供水轮发电服务的发电公司要根据机组技术规范、水轮发电投运试验所得的数据等向电网调度中心申报机组的性能参数，包括机组的最大可调容量，最小可调容量、最大和最小的加减负荷速度等。提供水轮发电服务的发电公司在认可电网调度中心制定的费用结算和考核办法后，要严格执行调度命令，调度没有发布调整命令时，不能主动参与频率调整，只能按计划曲线发电;而调度要求投运水轮发电时，必须按调节要求履行提供辅助服务的义务。电网对提供辅助服务的水轮发电机组进行合理的经济补偿，并有一系列考核办法针对辅助服务质量的优劣实施奖励和惩罚，以提高水轮发电机组的积极性。在水轮发电机组达到了考核要求的条件下，可以采用如下的补偿办法：
2.2 完善水轮发电机组竞价调频服务市场措施
竞价模式的调频服务市场的开展为水轮发电机组提供了一条可能较大幅度地增加收入的途径，但这必须基于发电公司对机组性能、控制技术和对市场规则更透彻的了解和运用，调频服务市场将是水轮发电机组面临经济风险最大也可能是收益最高的地方。竞价模式下的调频服务市场绝不是完全孤立的市场，它与电能市场有着必然的联系，水轮发电机组可以根据是否投运水轮发电来参加或退出调频服务市场，而无论是否投运水轮发电都可以进入电能市场。下面提出几种不同的竞价模式。
（1）提高水轮发电机组混合型市场的措施
在混合型市场中调频服务不单独交易，不单独付费，仅进行机组电能价格的竞争，机组调频服务收益蕴含于电能收益中。在电能市场中区分水轮发电机组与非水轮发电机组，水轮发电机组和非水轮发电机组分开来竞价。水轮发电机组要报两种价格，第一报价为投运水轮发电时的电能价格，第二报价为不投运水轮发电仅作为普通机组时的电能价格。
（2）强化水轮发电机组分解型市场的措施
在分解型市场中调频服务单独交易，单独付费，电能市场和调频服务市场中分别进行机组电能价格和调频服务价格的竞争。水轮发电机组除了按普通机组上报基本电能电价外，还可以按照市场规则上报水轮发电机组的性能指标及附加的调频服务电价，上报的附加电价受价格上限的限制。根据电能市场和辅助服务市场的先后顺序的不同又可以分为以下两种情况。
其一，辅主序市场，即市场顺序为：辅助服务市场→电能市场。电网首先根据系统要求与附加电价高低排序选择提供调频服务的机组。辅助服务市场中落选的水轮发电机组可以按照基本报价与普通机组一同在电能市场中竞价上网。辅、主市场中均按各自的边际价格结算。最终提供调频服务的水轮发电机组得到的基本收入部分将与电能市场中其它机组的竞价结果相关。
其二，主辅序市场，即市场顺序为：电能市场→辅助服务市场。电能市场中先不区分水轮发电机组与非水轮发电机组，电网根据系统需求及发电机的基本报价高低排序选择发电机组，电能市场供需平衡后，再进行辅助服务市场交易。调频服务的选择要考虑系统要求与附加电价的高低。电能市场和辅助服务市场的预交易分别完成后，进入二者的统一协调阶段。电网可以选择不同调节方式，也可以循环交替调节，调节的最终目标是：满足系统需求、电能市场和辅助服务市场的总付费最低。最终的主、辅市场中均按各自的边际价格结算。
2.3 完善水轮发电机组进入辅助调频市场的考核方式
对于水轮发电机组的考核分为两种情况：在水轮发电投入期间考核调节效能，在水轮发电退出期间考核发电计划合格率。其中水轮发电投入期間的考核即为对水轮发电机组提供的调频服务质量的考核。建议将考核的各项指标最终量化，体现在辅助服务费用结算时的奖惩因子或者附加的奖惩金上，按照水轮发电机组对系统的实际贡献支付辅助服务费用，这种方法对于实施经济补偿办法和采用竞价模式的辅助服务市场是同样适用的。
3 结束语
本文主要对电力市场中水轮发电机组面临的交易和调度问题进行了分析，分别提出了在当前电网现状和未来发展情况下，交易和调度水轮发电机组的基本原则;在水轮发电机组成本分析的基础上，提出了电力市场初期对提供辅助服务的水轮发电机组的经济补偿办法，并分析电能和调频服务存在的混合型和分解型两种市场模式，对水轮发电机组的考核办法完善给出了参考意见。
参考文献
[1]刘心雄，皮文博.一次调频辅助服务功能的考核方法研究[J].科技传播，2010（1）.
[2]陈达鹏，荆朝霞.美国调频辅助服务市场的调频补偿机制分析[J].电力系统自动化，2017（18）：1-9.
[3]何良超，冯国柱.广西水电机组一次调频辅助服务考核状况及分析[J].广西电力，2013，36（2）：69-72.
作者简介
覃宝，男 ，广西省东兰县，1971年4月生，大学本科，工程师