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电力市场辅助服务研究

我国国民经济在新常态下的跃迁式发展导致电力能源的内需口径扩大,电力市场日趋活跃。现代电网为灵活调整功率及频率,大力研究开发出自动发电控制技术,即AGC技术,正发挥着积极的调控辅助服务作用。如今,大量基于AGC技术的机组研发问世并投入运行,展现了强有力的辅助服务功能。只有正确处理AGC技术所携带的经济效能,深度考察AGC机组成本及效益,才是合理推动电力市场AGC服务表现的刚需性要求。

1电力市场AGC服务的交易及调度问题

电力市场复杂环境下应分析更多的内在要素,AGC机组应视作特型商品引入市场并成为交易活动的对象存在。AGC的市场活动涉及的电能服务与调频辅助服务,因而AGC的市场化具有了电能市场与调频辅助服务市场等多路径选择。用户在对电网稳定输出提出更高要求的同时也对电网的网络安全提出了更高标准。讨论交易与调度问题,首先不能偏离公平性与最优性原则。前者针对发电公司侧而言,指的是若机组对外提供的服务一致,则在交易、调度、资费等方面的标准也要一致。后者针对电网侧而言,指的是在保持系统最佳运行状态的同时控制投入成本及损耗最低化。考虑到以众多发电企业为主的电力市场趋于成熟,AGC调频辅助服务欲达到可行经济目标,适宜推行以竞价为首要手段的多合同耦合模式。一般上,应指定AGC机组实施调频辅助服务,同时结合机组成本分析合理给予经济补偿,具有可操作性。

2AGC机组成本构成分析

AGC机组成本构成主要包括:(1)低产机会成本。意指AGC机组投入运行后出现电力商品低产出的概率,具体成本损失可列式计算。(2)机组附加固定成本。包括:改造AGC机组突显AGC功能的叠加成本;具备AGC功能的机组闲置未调试导致后期应用的接口调试成本;AGC商品成型投产自附成本。(3)低效态机组投运损耗成本。若AGC机组运行组态未达到理想值且工况曲线偏差较大,可致煤耗增高进而影响整体效率,损耗成本可自行累加施以周期性计算。(4)AGC机组运行费用以及维修费用因比例较小可不计。(5)AGC机组自损成本,自损标准无法确定且严重程度难于估量而不计。

3AGC机组经济补偿

与发达国家相比,国内电力市场尚处于初级阶段,AGC机组容量占总容量比尚低,需要由电网调度来控制AGC的发电运行,这样就容易在功能上分开不同机组,如电能市场与辅助服务市场的机组要彼此独立。提供AGC服务的发电公司原则上依据电网调度中心的相关办法实施管理,辅助服务接受调度指令安排。AGC机组常规经济补偿基本思路为:AGC经济补偿费用=欠发电量补偿费用(或多发电量补偿费用)+AGC调节成本。

4竞价调频服务市场中的AGC机组

随着AGC机组投入增大,比重抬升且总服务能管力大于系统需求,新的调频辅助服务市场真正成型。事实上,拥有竞价本质的调频服务市场将为AGC机组带来更大经济收益,当然还有赖于发电企业对各方面性能参数与政策的统筹兼顾。通常AGC机组可在混合或分解型市场模式下参入竞价调频服务市场。混合型市场中,调频服务不再另设费用标准与交易渠道,而是仅关注AGC机组的电价,服务收益属于电能收益一部分。AGC机组要对电能价格进行报价,区分AGC的准投运与非投运前提。AGC电能价格与不投运AGC的电能价格。分解型市场的调频服务具备相对独立的交易路径与付费路径。这说明,AGC处于电能市场将执行电能价格,处于调频服务市场则执行服务价格。由于电能市场与调频服务市场的顺序会有不同,因此竞价报价情况也有所不同。

5电力市场中AGC机组的生产应用

(1)提升AGC应用响应速度的有效方法。以火电厂的AGC机组生产应用为例,为提升火电AGC机组运行响应速度,首先可考虑调整机组中PID过程的时间与阶次,控制负荷响应过程的参数波动与实际延迟。其次,在机组中合理增强有效通风量,并积极调整煤量供给比例,以满足负荷变化实际需求。第三是增强AGC指令对机组功率的控制响应灵敏度,有效更新控制方式来增强动态响应效果。第四是确定AGC负荷区间,以定压方式来控制负荷升降从而改善蓄热性能。(2)AGC投入生产应用后对机组的影响。无论是火电厂还是水电厂,为满足电网需求,都需要引入必要的AGC技术来运行机组。随着AGC的投入应用,对机组的影响也愈加凸显。第一,AGC机组随电网负荷变化而变化,风、水、煤等机组内充物质的物化变化,会加重机组内压与温差,大大影响寿命。第二,调度AGC虽有设计的经济分配功能,然而若继续不重视负荷分配的经济性,则调度对各种负荷信息掌握不足,容易使机组运行经济性大大降低。第三,AGC方式下的机组运行,可能存在参数超限问题,无法匹配调度变负荷要求,使得负荷调节易中断暂停。第四,AGC易影响机组运行稳定性,主要是因AGC指令变化过快,使得机组自我调节平率出现紊乱和失误,内压或温度等因素变化更为激烈,机组难以保持稳定运行。

6结束语

具有AGC功能的发电机组可参与到电能市场和调频辅助服务市场中来,并且可通过基于不同合同的公开竞价方式赢得对AGC辅助服务的效益研究。要客观分析可影响AGC经济效益的成本构成,并合理完善经济补偿思路,积极参考混合型与分解型两种模式来研究调整AGC基本报价与限价,使得电力市场下的AGC辅助服务能够发挥更大的经济与社会效益。文章最后提出了电厂生产应用AGC机组在中提升响应速度方面的有效方法,同时指出了不利影响,以期在后期生产中加以规避和调整。

参考文献:

[1]郭华,郑文彬.电力市场下AGC辅助服务计价方法的研究[J].中国高新技术企业,2011(34):125-128.

[2]李璐.电力市场环境下AGC的若干问题研究[D].东南大学,2016.

[3]董伟明.自动发电控制(AGC)的发展与应用综述[J].工程技术:全文版,2016(11):191-192.

作者:高峰 单位:大唐彬长发电有限责任公司

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