水電站的類型

1、水電站競價策略研究哈建強(滄州水文水資源勘測局河北滄州061000)摘要：本文較詳細(xì)的介紹了水電站競價策略的相關(guān)問題，提出有必要提供一種有效機制，協(xié)調(diào)水 電廠與其他類型發(fā)電廠的發(fā)電計劃，實現(xiàn)水能資源的合理利用，而且需研究設(shè)計合理的輔助服務(wù)補 償或競爭機制，通過價格杠桿引導(dǎo)和激勵水電廠仍然能夠為系統(tǒng)提供充足的輔助服務(wù)支持。因此， 為保證水電在完成年度合約電量后，遇到枯水年份時還有一定的電量能夠用來參與市場競爭，應(yīng) 合理確定競爭電量比例。關(guān)鍵詞：水電站；價格杠桿；系統(tǒng)；競價Strong hydroelectric station price tactics studiesHA Jian-qiang

2、(Cang Zhou City hydrology water resource surveys bureau, Hebei Cang Zhou City, 061000)Abstract: Strong hydroelectric station price tactics relevance problem the main body of a book has been introduced comparatively detailedly, suggest that being necessary providing one kind of effective mechanism, h

3、armonize water and electricity factory comparing with other type power plant electric power generation plan, the reasonableness realizing hydroenergy resource makes use of , need and studying sufficient assisting designing that rational assisting serves compensation or competitive system , providing

4、 by the fact that the lever of price guiding water and electricity to be able to be system and stimulating serves support. Therefore, be guarantee after water and electricity accomplishing year contract quantity of electric charge , come across to still have certain quantity of electric charge time

5、low water age being able to be used to participate in market competition, should ascertain the quantity of electric charge competing rationally proportion.Keywords:1水電站的類型1.1當(dāng)前水電站的分類根據(jù)不同的分類方式，水電站可分為多種類型。按綜合利用情況分類，可分為單一發(fā)電水電站、以發(fā)電為主兼顧綜合利用功能的水電站、以 綜合利用為主兼顧發(fā)電的水電站。按調(diào)節(jié)性能分類，可分為徑流式水電站（含日、周調(diào)節(jié)電站）、季調(diào)節(jié)水電站和年調(diào)節(jié)水電

6、站（含多年調(diào)節(jié)水電站）。按水文聯(lián)系分類，可分為孤立水電站和梯級水電站。圖1水電站類型示意圖1.2水電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性水電是可再生的清潔能源，是國家鼓勵開發(fā)和優(yōu)先利用的能源。水力發(fā)電受河川天然徑流年際和季節(jié)性豐枯變化的影響，來水具有較大的不確定性，同 時受水情預(yù)見期及預(yù)報精度的限制，水電站對發(fā)電出力和發(fā)電量的可控性不高。許多水電站除了發(fā)電以外，一般還擔(dān)負(fù)有防洪、航運、灌溉、供水等綜合利用任務(wù)，發(fā) 電調(diào)度受到不同程度的制約。水電站具有流域梯級分布的特點，上下游梯級水電站之間存在天然的水力聯(lián)系，電站的 發(fā)電效益與水庫或梯級水庫群的調(diào)度運行方式密切相關(guān)。水電機組啟停靈活、響應(yīng)速度快，是電力系統(tǒng)理想的調(diào)峰

7、、調(diào)頻和備用電源。水電成本構(gòu)成主要是固定成本，由于水電站投資巨大，電站投運初期財務(wù)費用較高，電 站經(jīng)營較為困難，變動成本所占的比重較小，而火電成本中變動成本所占的比重較大。1.3我國水電站基本情況從目前最新的數(shù)據(jù)來看，截至2005年底，水電份額已占華中電網(wǎng)43%，占南方電網(wǎng)32%，其 他如華東和東北電網(wǎng)的水電分額都在15%以下。我國水電資源大多處于西部，通過市場競爭也有 利于西電東送，促進(jìn)資源的優(yōu)化配置。2水電加入電力市場面臨的問題由于水電站存在來水的不確定性、上下游梯級調(diào)度和競爭的協(xié)調(diào)、水庫調(diào)節(jié)性能的差異、電 能主市場與輔助服務(wù)市場的關(guān)系、水庫綜合利用要求等問題，加上水火電之間、新老電站之間

8、的 電價差別及省(區(qū))經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡等問題，使水電參與競爭變得非常復(fù)雜。2.1水電站來水的不確定性水電站的來水在時間上的變化是一種隨機過程，具有很大的不確定性，既表現(xiàn)在年際間，也 體現(xiàn)于年內(nèi)各時段。在年際間，各年的徑流量有很大差別，雖可發(fā)現(xiàn)有連續(xù)若干豐水年和若干枯 水年相間的周期，但周期長短不定，具有隨機性質(zhì)；年內(nèi)徑流變化具有明顯的季節(jié)性，有豐水期 和枯水期之分，且各時段徑流的變化仍是隨機的。由于水電站的出力過程預(yù)測精度很差。就會造成水電站簽訂的中長期合約電量、日前交易電 量與電站的實際發(fā)電能力存在偏差，可能會出現(xiàn)出力不足或者出力富余甚至大量棄水的情況，而 使競爭水電站面臨較大的市場風(fēng)險。因此

9、，有必要提供一種有效機制，協(xié)調(diào)水電廠與其他類型發(fā)電 廠的發(fā)電計劃，實現(xiàn)水能資源的合理利用。2.2水庫調(diào)節(jié)性能的差異問題受來水年際及年內(nèi)季節(jié)性豐枯變化的隨機性影響，水庫調(diào)節(jié)能力越差發(fā)電出力的不確定性越 大，在電力競爭市場越處于不利地位，因此需要根據(jù)不同調(diào)節(jié)性能的電站的電能分布特性，研究 其適宜的交易品種及交易方式。市場規(guī)則設(shè)計應(yīng)為各類水電站自主確定參與交易的品種提供相對 靈活的選擇機會。2.3梯級水電競爭交易協(xié)調(diào)與梯級調(diào)度協(xié)調(diào)問題梯級水電站在運行方式和發(fā)電量方面有著緊密的水力聯(lián)系，通過水電群的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度可 以獲得較大的庫容補償和水文補償效益。但一些梯級水電站由于隸屬于不同的業(yè)主，如果各梯 級水

10、電站參與市場交易時缺乏協(xié)調(diào)，一方面由于信息不全或者上下游電站中標(biāo)電量不匹配，可能 會帶來較大的市場風(fēng)險，另一方面由于各自追求自身利益的最大化，將影響水力資源的優(yōu)化利用。 需深入研究梯級水電參與競爭交易時的報價方式問題、中標(biāo)電量協(xié)調(diào)和兼顧水庫優(yōu)化調(diào)度協(xié)調(diào)的 機制。2.4水電電能量主市場與輔助服務(wù)市場的關(guān)系協(xié)調(diào)問題水電機組出力調(diào)節(jié)范圍大，啟停機速度快，運行方式靈活，是電力系統(tǒng)內(nèi)重要的調(diào)峰、調(diào)頻、 旋轉(zhuǎn)備用容量。如果參與市場競爭交易，水電廠為了追求最大的經(jīng)濟(jì)利益，可能不愿意承擔(dān)傳統(tǒng) 的輔助服務(wù)任務(wù)，這樣會對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生不利影響。因此，需研究設(shè)計合理的輔助服 務(wù)補償或競爭機制，通過價格杠桿引

11、導(dǎo)和激勵水電廠仍然能夠為系統(tǒng)提供充足的輔助服務(wù)支持。 2.5水電棄水電量問題現(xiàn)狀條件下水電產(chǎn)生棄水的原因可分為兩類，一類是來水的隨機性不能適應(yīng)市場負(fù)荷需求的 變化引起的，另一類是受輸電網(wǎng)絡(luò)、調(diào)度和市場機制等因素限制，造成在區(qū)域電力供應(yīng)不足的同 時，水電還有大量棄水的現(xiàn)象。水電是清潔的可再生能源，是國家提倡優(yōu)先利用的資源，如何利 用市場機制解決水電棄水電量問題，是提高電力市場優(yōu)化配置水電資源的一個重要組成部分。3水電競價策略相關(guān)的問題這里對水電競價策略的研究主要是針對水火電同一市場的競爭方式，不同類型水電站在市 場中的策略(遠(yuǎn)期合約，現(xiàn)貨交易市場，金融交易市場)。包括水火電競價方式，現(xiàn)貨市場的報

12、 價，風(fēng)險規(guī)避等。3.1水火電競價方式的選擇水電如何進(jìn)入市場參與競價，是當(dāng)前和今后一段時間我國電力市場建設(shè)必須面臨的重要課題 之一。水電參與市場競爭可以有“水水單獨競爭”和“水火同臺競爭”兩種模式。如果單獨為水電構(gòu)建一個競爭平臺，則在豐水期水電同處于大發(fā)、滿發(fā)階段，由于我國 水電調(diào)節(jié)性較差，因此相互之間難以配合運行，相互競爭勢必會產(chǎn)生大量棄水。而水火電在同一個平臺上競爭有利于資源優(yōu)勢互補?！八鹜_競爭”的交易模式，一 方面有利于水電參與市場競爭后市場的平穩(wěn)過渡和市場交易模式的良好銜接；另一方面也可以實 現(xiàn)水火互濟(jì)，充分利用可再生的水能資源，減少水電棄水調(diào)峰損失電量，在更大的范圍、更有效 的平

13、臺上實現(xiàn)區(qū)域電力市場的資源優(yōu)化配置。所面臨的問題：如果水電與火電采取統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)在同一個平臺排序競價，在充分競爭(供大于 求)的市場環(huán)境下，水電較火電有更強的競爭力，水火電的上網(wǎng)電價將趨近于兩者的平均價格，整 體電價水平將下降，但在目前供不應(yīng)求的情況下，必然會導(dǎo)致水電的上網(wǎng)電價上漲到與火電相當(dāng) 的水平，導(dǎo)致銷售電價的整體上漲，從而影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。制定規(guī)則應(yīng)有利于防止電價 的暴漲，通常有以下三種方案。在水火電統(tǒng)一限價的前提下，水火電同一個平臺排序競價，按照市場交易規(guī)則確定市場 出清價格。水電結(jié)算價格為市場出清價格與水電結(jié)算價格修正系數(shù)的乘積。水電結(jié)算價格修正系 數(shù)為各水電廠核定上網(wǎng)電價與省區(qū)

14、內(nèi)競爭水火電加權(quán)平均上網(wǎng)電價的比值。a = PA/PW式中，。為水電結(jié)算價格修正系數(shù)；PW為水電廠核定上網(wǎng)電價；PA為省區(qū)內(nèi)競價水火電加權(quán)平均 上網(wǎng)電價。水電設(shè)立獨立價格上限，價格上限為國家核定上網(wǎng)電價上浮一定比例。水火電同一個平 臺排序競價，按照市場交易規(guī)則確定市場出清價格。水電結(jié)算價格超過價格上限時，按照價格上 限結(jié)算，超出部分不予結(jié)算。設(shè)置水火價格協(xié)調(diào)系數(shù)。在水電申報價格基礎(chǔ)上考慮水火價格協(xié)調(diào)系數(shù)后和火電在同一 個平臺排序競價，按照市場交易規(guī)則確定市場出清價格。3.2現(xiàn)貨市場的報價策略在現(xiàn)貨市場中，市場將按照每個發(fā)電廠的報價進(jìn)行排序，從而確定市場出清價。在實際電力 市場運作中報價是電力市

15、場中電廠的基本行為。電廠的報價反映了電廠的運行成本和市場供求， 決定著機組能否上網(wǎng)發(fā)電及其上網(wǎng)電量。從電網(wǎng)的角度看科學(xué)的報價可以為電網(wǎng)提供良好的運行 條件，最大程度地優(yōu)化安排機組出力。因此，研究電廠報價策略是發(fā)電商和供電商都是有實用價 值的。制定電廠報價策略要考慮以下兩個因素：一是電廠的成本，成本加合理的利潤構(gòu)成了電能 這一商品的價值；二是市場的供求狀況和電能資源的邊際價格。因此，嚴(yán)格核算成本和捕獲市場 中獲利的商機是電廠報價系統(tǒng)的核心。按照目前學(xué)術(shù)界的普遍的分類，研究發(fā)電商競價策略共有 以下3種主要的方法。 基于預(yù)測市場出清價(MCP)的策略性報價方法。如果一個發(fā)電商可以準(zhǔn)確預(yù)測出市場的出清

16、價，那么他只要報出稍微低于市場MCP的價格即 可獲利。由于在大多數(shù)的電力市場中可供查詢的公開數(shù)據(jù)十分有限因而精確地預(yù)測MCP十分困難。 如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。基于預(yù)測其他競爭對手的報價行為的方法。這種方法需要對整個市場中所有競爭對手的報價策略和費用函數(shù)的分布函數(shù)的各項參數(shù)進(jìn)行 預(yù)測，然后利用概率論或者模糊數(shù)學(xué)的方法得到報價曲線和收益函數(shù)的期望值最終決定己方的報 價策略?；诓┺恼摰牟呗孕詧髢r方法。博弈論是研究市場經(jīng)濟(jì)的重要工具。由于電力市場采用的封閉式拍賣交易方式可以被描述成 一個近似的不完全信息非合作博弈過程，所以用博弈論來進(jìn)行策略性報價其模擬的結(jié)果可能更加 接近實際。3.3水電廠風(fēng)險規(guī)避水

17、電廠在市場中面臨的電價風(fēng)險主要包括以下幾個兩個部分：1由于市場供需的變化引起的 電價的波動；2由于來水的不確定性所帶來的風(fēng)險。需要建立一個考慮到電力實物雙邊合同以及金融交易的模型，在原來的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上考 慮到雙邊合約以及金融交易對它的影響。由于市場供需的變化引起的市場價格波動圖2市場類型結(jié)構(gòu)圖可以運用期貨和期權(quán)等金融衍生工具來對電價的波動來進(jìn)行回避。水電廠由于來水的不確定性所帶來的風(fēng)險考慮來水的不確定性和水情預(yù)測精度較低等因素，一旦水電進(jìn)入市場，必不可少就要開展水 火電發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓交易。當(dāng)來水偏枯，客觀原因無力完成既定電量時，可將該時段部分或全部電量 轉(zhuǎn)讓給其他發(fā)電廠；當(dāng)突發(fā)性來水，既定電量

18、未達(dá)到發(fā)電能力且將有棄水發(fā)生時水電可申報購 買其他發(fā)電廠的發(fā)電權(quán)，爭取多發(fā)電，減少棄水。這種水火電發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓交易也就是目前我國部分 省市電網(wǎng)公司開展的“水火電量置換”交易，這種交易本質(zhì)上是發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓交易的一種特殊形式。3.4水電參與現(xiàn)貨市場的電量比例分析簽訂合約和進(jìn)行競爭交易之前，首先需要確定全年可競爭電量的總量。水電與火電的全年可 競爭電量之和組成水火電共同的競爭空間。無論來水如何波動變化，水電站都能保證的發(fā)電量稱為可靠電量，其它電量為不確定電量， 隨來水豐、枯變化。在電力市場中，可靠電量可簽訂長期合約或期貨合約。水電由于來水的不確定性，豐水年與枯水年發(fā)電量相差懸殊。因此，為保證水電在完成年

19、度 合約電量后，遇到枯水年份時還有一定的電量能夠用來參與市場競爭，應(yīng)合理確定競爭電量比例。3.5不同類型水電站適宜選擇的交易類型以綜合利用要求為主兼顧發(fā)電的水電站由于其主要開發(fā)任務(wù)是滿足綜合利用要求，發(fā)電為輔助功能，所以此類水電站不適合參與市 場競爭，應(yīng)按電力市場中的非競爭機組處理。以發(fā)電為主兼顧防洪、航運等綜合利用要求的水電站該類水電站在參與市場競爭時必須首先滿足綜合利用的要求，適合多種交易類型，在某些時 段可能以合約電量為主。在確定合約電量比例時必須進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。徑流式水電站徑流式水電站的特點是對來水的調(diào)節(jié)性能差，導(dǎo)致水電站對發(fā)電出力的調(diào)整和對負(fù)荷的適應(yīng) 能力低。單獨報價的徑流式水電站沒有月度來水的調(diào)節(jié)能力，適宜參與日前競爭交易、發(fā)電權(quán)交 易和實時平衡。季及以上調(diào)節(jié)性能的水電站季、年和多年調(diào)節(jié)性能水電站的特點是水庫的調(diào)節(jié)性能較好，對發(fā)電出力的控制性較強。此 類水電站可以參與市場中的所有交易品種。3.6梯級水電站的競價策略問題梯級水電站之間存在水文聯(lián)系，上下游之間的發(fā)電量是相互影響的。如果水電參與競價，可 以分成兩種情況討論。梯級上、下游電站屬于同一業(yè)主的情況。可以有各電站分開單獨競價和集中申報兩種方 式。如果各水電站分開單獨競價，就會出現(xiàn)上游中標(biāo)而下游未中標(biāo)，或者下游中標(biāo)而上游未中標(biāo)， 或者上、下游電站中標(biāo)電量不匹配等情況。如果上