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來源變蔫渾︰ www.sblunwen.com 作者膽蒲︰lgg 發布時間楮粳事︰2018-06-13 論文字數漸填︰34745字
論文編號彤情報︰ sb2018013113594519586 論文語言抵︰中文 論文類型繞︰碩士畢業論文
本文是管理論文榷,本文對多年來國內調峰輔助服務實踐經驗和國外成熟電力市場的現貨平衡機制進行了梳理和總結母挨鍍,並在此基礎上設計適合冀北電網的調峰輔助服務正向激勵機制烷橋率。
第 1 章 緒 論
 
1.1 課題背景及研究的目的和意義
能源是人類社會生存和發展的重要物質基春廾弧,經濟和社會的持續發展離不開安全可靠的能源供應體系狼臍,也離不開高效覆鉑、清潔擺、經濟的能源利用[1-7]汐嚼。近年來康舒焊,能源安全和氣候變化問題對人類經濟社會發展帶來了嚴峻挑戰都貓,因此蓄呻,人類需要在能源問題上尋找到一條新的出路鮮亢,減少污染排放孫課,實現可持續發展[8-9]跑。2015 年 12 月亂匠鐳,對于日趨嚴峻的氣候失常現象琶,第二十一屆聯合國氣候變化大會期間形成了在世界範圍內“有目標和約束力度”的協議鴕。中國政府向聯合國提交了《強化應對氣候變化行動》奠剁,此項行動方案明確了 2020 年及 2030 年的預期調整目標瘟版僕,即非化石能源在 2020 年達到佔一次能源消費總額的 15%烽臥,在 2030年達到一次能源消費總額的 20%;二氧化碳排放比于 2020 年較 2005 年數值下浮 40%至 45%姑瓖,2030 年較 2005 年數值下浮 60%至 65%寬艦。2015 年底逢草,冀北電網新能源裝機容量 10521MW梯蛋滑,佔統調裝機容量的比例超過 46.2%萌酪傅,新能源裝機佔比在全國省級電網系統位居前列譏,其裝機主要集中在河北省西北部的張家口市架騎。張家口市地處“三北”交匯處對稀,被列為“一帶一路”中蒙俄經濟走廊重要節點城市玖酗,也作為京津冀地區重要的生態涵養區和國家規劃的新能源基地之一叛亨。隨著《張家口市可再生能源示範區發展規劃》正式獲得國家批準嘉,張家口利用獨特的地理優勢和戰略優勢廉,著手開展可再生能源應用的綜合示範梆,一方面為冀北電網繼續保持新能源領域的引領地位提供了良好機遇凜炕訟,另一方面也因新能源裝機規模與全網負荷相當襖捶溜,對電網運行控制帶來前所未有的挑戰勿固。新能源裝機佔比大幅提升舶堡,預計 2020 年僅張家口市的可再生能源裝機規模將達到 2000 萬千瓦都豁,需進一步提升風電並網發電運行控制技術[10-13]和完善跨省交易機制恢勢杠、輔助服務模式及風電上網電價機制片碑,促進張家口和冀北地區風電在更大範圍的市場消納娟烹沏。因此掄,大規模風電接入和相應配套的消納政策將對電網的經濟運行產生重大的影響[14-20]胖,有必要分析風電接入對電網運行經濟性的影響勝。
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1.2 國內外風力發電發展趨勢
據《全球風電統計數據 2015》顯示擂謊濃,全球風電產業 2015年新增裝機 63.0GW氏村姆,實現了 22%的年度市場增長率銅,年新增裝機首次超過 6000 萬千瓦大關犢前。經統計計算筷,全球範圍風電裝機容量增長迅速擬磋,至 2015 年底累計年均增長率為 17%券蓋免,總裝機容量達 432419MW羔存玲,首次超過核能發電汾扦。目前黔縴,全球風力發電呈現出以下主要發展趨勢辜估滬︰憑借著技術優勢與政策導向優勢敘安寄,歐洲與美洲是全球風電發展最早的地區去醇。尤其是歐洲鴕,自上世紀 90 年代起便開始大力發展風電恕。同時窗,隨著亞洲新興市場國家風電的發展及各國對清潔能源重視程度的提高嗎闢締,近幾年來撼趴,世界風電的發展中心已經從歐美轉向以中國監惦、印度耍、日本為首的亞洲地區媒。其中具酵,中國作為世界風電發展的主要力量逼齲,在近幾年內實現了爆發式的增長滇盾。從單個市場來看挎,2015 年膽甘讕,中國風電新增裝機 30.5GW夏,累計裝機容量 129GW陷裳碎,位居全球風電市場首位;亞洲熟險乃、歐洲和北美地區分別以累計裝機容量 175.6GW布、147.8GW和 88.7GW 位居全球風電市場前三位屏,其中亞洲地區已經超過歐洲躍居全球累計裝機容量第一位瑪蕊忌。隨著風電技術的進步與成熟礙慚吭,風電的發電成本將逐漸降低筆唇。在未來垢嫩龔,亞洲死、北美及歐洲等主要風電市場將成為推動全球風電發展的主要力量架撈撇。在各國鼓勵政策及清潔能源需求增長的推動下覆,全球風電市場將持續增長[21-27]觀。據預測供簧廢,從 2016 年至 2020 年佛,全球新增裝機容量將以 10%-13%的速度增長班,到 2020年棚垢掣,全球累計裝機容量將達到約 800GW捅伯,到 2030 年匣擅態,全球累計裝機容量將接近 2000GW桑該。
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第 2 章 調峰輔助服務實踐經驗
 
2.1 引言
2009 年 1 月份汾,為推進區域電力市場建設滔、規範市場秩序刪爛、消除電力系統運行中的安全隱患, 國家電力監管委員會在全國範圍內推廣了《輔助服務管理實施細則》和《發電廠並網運行管理實施細則》(簡稱“兩個細則”)盼磁。在我國六個區域電力系統分別結合本區域內電源每、負荷和網絡結構等實際情況瓤,制定了相應的“兩個細則”渙耙扳。六個區域電力系統的輔助服務中渾充境,基本輔助服務包含的種類相同咐奶敖,即一次調頻肯淪譬、基本調峰掛昏瘧、基本無功調節;有償輔助服務的種類略有不同嚏齊,都包括自動發電控制(AGC)袱嗣、有償調峰體、有償無功調節菠、旋轉備用佩、黑啟動艱界矛,但華北區域和華東區域還有自動電壓控制(AVC)洗膘拉。其中針對調峰服務從段,根據《並網發電廠輔助服務管理暫行辦法》(電監市場[2006]43 號)規定冀,分為基本調峰和有償調峰服務唾板,基本調峰是指發電機組在規定的出力調整範圍內瘓署,為了跟蹤負荷的峰谷變化而有計劃的潦梢背、按照一定調節速度進行的發電機組出力調整所提供的服務;有償調峰是指發電機組超過規定的調峰深度進行調峰康沏,及火力發電機組按電力調度交易機構要求在規定時間內完成啟停機(爐)進行調峰所提供的服務鬧豐美。我國六大區域針對基本調峰和有償調峰的定義和補償標準存在一定差異圍,將在下一節進行介紹筐謀惰。可以看出廂,國內外對于輔助服務的分類定義和技術標準存在一定異同撓。我國輔助服務分類中的一次調頻俺、AGC 服務和備用服務與歐美電力市場中的三種頻率調節服務相對應爍勤。尤其是針對調峰服務環節粱,國內將其定義為輔助服務的一類吧,而國外成熟電力市場並無對應交易品種武溯旅,一般通過現貨市場交易來解決系統調峰問題啃妥陀。
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2.2 國內實踐經驗
“兩個細則”對各地電監局和省電監辦提出具體要求闌桔,首先要結合本區特點,嚴格按照電監會發布的兩個文件精神棠,制定出適合本區域的並網發電廠輔助服務和運行管理的實施細則伍繁,其次要必須獲得國家電監會審核批準後再進行試行完善識弦門,最後替篙,條件成熟後正式運行叫。華北區域按照“兩個細則”的要求, 參與首批試點並研發了與“兩個細則”相對應的並網電廠管理考核系統, 從 2009 年 5 月開始正式結算處罰與補償, 系統運行穩定, 實現了對華北電網所有火電襪霧儲、水電機組發電計劃戒、一次調頻局費、自動發電控制(AGC)沽興薊、自動電壓控制(AVC)以及調峰等功能的投入和運行情況的實時監視及性能統計分析示。京津唐電網以火電裝機為主控媒,近幾年隨著風電快速發展以及供熱機組容量佔比的逐年增加江,京津唐電網調峰手段比較單一孫薊、調峰能力有限的問題凸顯獨,電網低谷調峰問題非常突出多,同時制約了風電等可再生能源的充分利用杰孤。為保障電力系統安全棋彩、優質拷透、經濟運行狠安某,規範京津唐電網調峰輔助服務管理負假,發揮電網調峰潛力憤協熊,提高電網新能源消納能力村,根據《並網發電廠輔助服務管理暫行辦法》(電監市場﹝2006﹞43 號)和國家有關法律法規倉逝,華北電監局會同華北電網有限公司制定了《京津唐電網並網發電廠調峰輔助服務補償實施細則(征求意見稿)》肚,並在充分征求各級調度機構和發電企業的意見後肺瓤,對細則進行了修訂鉚。自 2009 年 1 月起貧侮,華北電監局在京津唐電網開始啟動實施細則的模擬運行旁微慷,40 家發電企業久鼓琴、近 130 台機組粉袙v、近 3800 萬千瓦的裝機容量在範圍之內且遂帽。經過近4 個月的模擬試運行兔,華北區域輔助服務與並網運行管理實施細則在全國率先于2009 年 5 月 1 日起進入試運行階段馬脖暖。華北電監局根據實施情況對《華北區域並網發電廠輔助服務管理實施細則(試行)》的有關條款進行了修改焦︰2009 年 10月 1 日簽撫攘,調整京津唐電網的 AGC 輔助服務補償標準渮橋想,補償標準 YAGC 從原先的30 元/MWh 調整為 20 元/MWh;2011 年 8 月列夠,對《華北區域並網發電廠輔助服務管理實施細則(試行)》的有關條款進行了修改(華北電監市價﹝2011﹞88 號);2012 年 12 月店橫,在《關于修訂華北區域“兩個細則”有關條款的通知》(華北電監市價﹝2012﹞200 號)中隊,對《華北區域並網發電廠輔助服務管理實施細則(試行)》及《華北區域發電廠並網運行管理實施細則(試行)》的有關條款進行了較大修改頒悶韶,自 2013 年 1 月 1 日起執行寄繼珊。新修訂的細則強調“隨行就市”申,即以每天京津唐電網負荷曲線為基準萍,量化出各台機組的調峰貢獻淮卵屋,正貢獻的機組獲得調峰補償叔曬,負貢獻的機組承擔相應補償費用梳瞧。細則比較準確地表征出機組在電網日前動態運行過程中的調峰貢獻唯酗剮,通過經濟手段悲完,引入市場信號李帕顆,促進火電廠主動參與電網調峰的積極性壁成靖。
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第 3 章 冀北電網調峰輔助服務資源與需求匹配研究 .......22
3.1 引言 ...........22
3.2 冀北電網電源及負荷預測 .........22
3.2.1 冀北電源結構分析 ..............22
3.2.2 冀北電源結構發展趨勢 ......23
3.2.3 冀北負荷發展趨勢 ..............24
3.3 冀北電源特性蔡覆、發電技術潛力分析 ....24
3.3.1 火電機組出力特性及發電技術潛力分析 ...........24
3.3.2 風電出力特性及發電技術潛力分析 ........27
3.3.3 其他機組出力特性分析 ......30
3.4 冀北電網調峰輔助服務資源與需求匹配模型 ...........32
3.4.1 冀北電網十三五輔助服務需求分析的總體思路 ............32
3.4.2 資源與需求匹配測算 ...........34
3.4.3 不同場景下調峰資源需求預測 ......36
3.5 基于輔助服務調峰市場的激勵機制 ....38
3.5.1 輔助服務調峰市場機制設計 ..........38
3.5.2 算例分析 ........41
3.6 本章小結 ..............46
第 4 章 可再生能源發電配額研究......48
4.1 引言 ...........48
4.2 可再生能源配額制剖析 .............48
4.2.1 國外可再生能源發電配額制(RPS) .....49
4.2.2 國內可再生能源發電配額制度 .....51
4.3 消納體系基本結構 ..........51
4.4 市場交易與激勵機制 ......52
4.4.1 激勵機制初探...........52
4.4.2 華北區域算例分析 ..............54
4.5 本章小結 ..............56
第 5 章 結論與展望.......57
 
第 4 章 可再生能源發電配額研究
 
4.1 引言
大規模的風電並網消納問題一直是世界性難題仿乘潑,我國在這方面的問題尤為突出港,總結起來啃隸糠,主要有以下幾方面的原因竿暴︰(1)我國風能資源普遍具有集中度高伎肋、總規模大俱、遠離負荷中心的特點鉀心,大多數風能資源所在地區的電能需求小效屑盆、難以就地消納通牟卵。(2)風電出力具有隨機性湯將廉、波動性與不確定性特點瞪憨,對于並網電力系統的調節能力有較高需求且對電力系統安全穩定運行提出挑戰馬潰蹄,而我國風電集中的“三北”地區電源結構單一踏頂,抽蓄與燃氣電站等調節電源比重不足勝,特別是冬季由于供熱機組比重大畫暢,調節能力十分有限訛欽骸。(3)我國跨區輸電能力不足鈉,從全國來看實呂,風電佔電源裝機的比重為 5%導釁,中東部等地區調節能力較強騰絛持,擁有較高的消納風電潛力澆霞,而目前鉤籬僥,大區電網之間的聯系還較為薄弱比界士,還不具備可實現大範圍跨區消納乃至全國範圍內消納風電的聯網能力陶寬,無法實現風電在更大範圍內優化配置步。
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結論
 
本文研究了在可再生能源快速發展與風電大規模接入的背景下為碑桿,電網調峰矛盾突出風電消納困難的形勢下伴投涕,為保證經濟性與公平性諧,建立的適應大規模風電消納的輔助服務機制與發電配額制體系點境辭。為探索並設計適應當前冀北電網發展需求的調峰輔助服務正向激勵機制佃互莫,本文對國內外調峰輔助服務的實際經驗進行了總結和梳理侮毯。我國將調峰服務納入了輔助服務範圍即兌瓤,並包括了基本調峰和有償調峰兩類坷,而國外成熟電力市場的輔助服務並無對應交易品種仿體伸,其相應的工作一般通過現貨市場解決貌己。立足于冀北電網自身的電源結構及電源技術特性函席卻,對未來冀北電網的電源特性及發電技術潛力進行分析建立了冀北電網調峰輔助服務資源與需求匹配模型並進行測算欣。根據測算結果強,十三五期間冀北電網的調峰輔助服務將面臨更加嚴峻的挑戰握,在維持現狀不變的情況下腳艦,風火矛盾將進一步加深芍韌,風電的棄風現象將更為普遍鞠膩。在進行一定程度的靈活性改造後頂蔽降,風電的消納水平有了較為明顯的提高羞。最後錠趁,本文對可再生能源的消納與發電配額機制進行了說明與研究效舜。通過對各層面風電消納技術界煤、評估評價方法歌去、市場機制與配套政策的整合鍬睫,以實現風電消納過程的良性運作為主旨瓷,使針對風電消納所形成的技術與政策能夠發揮出最佳效用怖匯,實現風能資源的高效利用透。最後根據系統內的間歇式能源發電的裝機比例越高吳朽騎、容量因子越高闢扒、棄電比例越高憲、配額完成情況越好範害看,則對其給予的正向激勵越大;對虛報裝機規模粳寢溯、裝機質量低婪滑、棄電較多氫、配額完成較差的行為要給予相應的懲罰蝦剛。目前團被拌,冀北調峰輔助服務機制在激勵各類電源提高調節能力霉恃蕾,積極參與靈活性改造與提供調峰服務方面存在著較大的不足睫肋,可再生能源發電配額制的實施還需時日惹滔溝。後續將深入研究調峰輔助服務和發電配額制在冀北地區政策落地的實施方案傲疤們,以適應當前及未來的冀北電網發展需要催斃啦,更好的處理各電源間的矛盾褪皋,緩解常規電源的調峰壓力卸耐全,減小風電棄風損失困睫、促進清潔能源經濟消納和節能減排搓。
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參考文獻(略)

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