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电力市场习题解答


第一章 绪论
1.电力市场的定义 答: 电力市场是采用法律、经济等手段,本着公平竞争、自愿互利的原则,

对电力系统中发电、输电、供电、用电等各环节的成员,组织协调运行的管 理机制和执行系统的总和。 2.电力市场的基本特征和电力市场的构成要素? 答: 电力市场的基本特征:开放性、竞争性、计划性和协调性;电力市场的构 成要素:市场主体:所有市场参与者、实体; 市场客体:买卖对象-电力、 电量商品; 市场载体:电网; 市场电价:电价水平、电价结构; 市场规则: 运行、交易、结算、监管规则; 市场监管:层次、目标、责任、结果。 3.实施电力市场有哪些好处? 答: 1)电价合理、推动经济发展。2)市场交易量及收益巨大。 3)服务质 量提高、投诉减少。 4)有利于 IRP(综合资源规划) 、DSM(需求侧管理)的 实施。 5)有利于吸引投资、建设“强壮”电力系统。6)有利于调度从“命令 型”向“自愿联合型”发展。

第二章
1.什么是供求定律?

电力工业市场化运营的经济学原理

答:需求大于供给,价格将会上升;需求小于供给,价格将会下降。这种现象被 称为供求定律。 2. 什么是均衡价格 答:均衡价格是指,某种商品的需求与供给达到均衡时的价格,也就是这种商品 的市场需求曲线与市场供给曲线相交时的价格。 3. 什么是电力市场的均衡? 答:电力市场的均衡要求电力供应与电力需求实时保持动态平衡, 需电量= 供 即: 电量 = 发电量-厂用电量-供电线损 4. 电力市场均衡的条件? 答:电力市场的均衡是要靠两种调整过程来实现的。供求双方的价格谈判,事实 上是在进行有利于双方的价格调整和数量调整, 通过这些调整去实现电能交易的 供求平衡。价格调整即通过电价的涨落使得供需平衡。 5.解释生产函数 答: 生产函数(Production function)反映投入与产出的关系,它表示在一定 时期内,在一定的技术水平条件下,生产要素的投入与产品的最大产出之间的数 量关系。以 Q 代表总产量,用 x1、x2、…,xn 代表各生产要素,则生产函数可 表示为:
Q = f(x1, x 2 ,L, x n )

生产函数有两个基本特征。第一,若生产要素的投入量不同,则商品的产出 量也不同,一般来讲,投入量越多,产出量也越多。第二,厂商采用的生产技术 决定厂商生产函数的具体形式,生产技术与生产函数之间存在对应关系。

6.解释边际生产力递减规律。 答:通过经济学分析可以发现,在技术给定和其他要素投入不变的情况下,连续 增加 1 单位某一种要素所带来的产量的增量迟早会出现下降 (即使开始阶段可能 会上升) ,这一规律就是边际生产力递减规律,又称为边际报酬递减规律。 6.解释机会成本 答:机会成本(Opportunity cost) ,是指把一定的资源用于生产某种产品时而不 得不放弃的生产另一种产品的价值。 7. 解释会计成本,边际成本 答:会计成本:总成本、固定成本和可变成本;总成本 = 固定成本 + 可变成本。 总成本(短期成本)是固定成本和可变成本的总和。 边际成本(Marginal cost) 。边际成本是指生产者每增加或减少一个单位产 品而使总成本变动的数值。 若用 TC 表示总成本, 表示总产量, Q 则边际成本 (MC) 可用微分公式表示为:
MC = ?TC d TC = ?Q dQ

8. 解释边际收益 答: 边际收益(Marginal revenue)是指增加一单位产品的销售所增加的收益, 即 最后一单位产品的售出所取得的收益。它可以是正值或负值。边际收益是厂商分 析中的重要概念。利润最大化的一个必要条件是边际收益等于边际成本。公式: MR=△TC/△Q。

第三章

电力市场结构及其运营模式

1.电力工业重构产生的新实体有哪些? 答:发电商 G(Generator) ;发电经纪商 PM(Power Marketer) ;电能交易中心 PX(Power Exchange) ;独立系统操作员 ISO(Independent System Operator) ; 辅助服务供应商 AS(Ancillary Service Provider) ;电网拥有者 GC(Grid Company) 计划协调者 SC ; (Scheduling Coordinator) 零售商 R ; (Retail Service Provider) ;配电商 D(Distribution Service Provide) 。 2.对我国电力市场调度运营模式的思考? 答:在电力市场调度运营方面,处理好电网拥有者、系统调度员和市场操作员之 间的关系是十分重要的。比较理想的模式是:组建 IPPs、电网公司、系统操作 员和电力交易中心。 这种模式从改革方案的酝酿阶段就应进行设计。 目前条件下, 可将 SO 和 GC 进行捆绑;并在一个机构内逐步实现 PX 的独立运营,最终过渡到 像英国电力市场那样, PX 的功能移交给由电力监管部门认定的社会机构负责。 将 同时,研究基于 E-commerce 的新型 ISO 的运营模式也是很有必要的。 3. 加州电力危机给我们的启示有哪些? 答:1)仅靠竞争不能解决电力市场的所有问题,如能源短缺、环境保护等。国家

仍应宏观控制和协调,确保能源安全。 2)监管机制要灵敏和灵活。建议我国只对输电环节实行最高限价,对上网 和销售电价实行灵活的监管制度。 3)重视系统规划、鼓励中长期电源和电网投资。 4)重视区域电力市场的发展,实现资源统筹配置。

第四章
1.制定电价的基本原则?

电力市场中的电价

答:最低成本与合理成本原则;合理收益原则;依法计入税金;公平负担、等价 交换原则;促进合理用电与合理利用资源原则。 2.什么是上网电价?分为哪辆部分? 答: 上网电价是指 IPP 向电网经营企业提供上网电量时与电网经营企业之间签订 的结算价格。分为容量电价和电量电价两部分。容量电价又可分为基荷容量电价 和调峰容量电价。 3.简述一部制电价及其特点和适用对象 答:一部制电价结构。电价只与用户的用电量有关,模型最简单:
R = ρ w.d Wd

R --电费; ρ w.d --电价; Wd --用电量。

特点:简单明了,易于理解,计量费用少。 适用对象:大多数用电量较少的客户,如居民用电。 4. 简述两部制电价及其特点和适用对象 答:两部制电价较是我国目前采用的最重要的一种电价制度。两部制电价由电力 电价和电量电价两部分构成,可用公式表示为:
R = ρ p.d Pd + ρ w.d Wd R --电费; ρ p.d --电力电价; Pd --有功容量; ρ w.d --电价; Wd --用电量。

电力电价反映供电的固定成本,即容量电价。即使用户不用电,供方也应作好供 电的准备,从而产生相应的成本,这部分成本只与系统的容量有关。电量电价反 映供电可变成本的大小及其回收情况。 5.简述调节电价及其分类。 答:调节电价是指为保证用户合理用电,借助经济手段改善用电结构、调整用电 时间的一种差别付费政策。目前各地正式实施的调节性电价主要有:峰谷分时电 价、丰枯分季节电价、功率因数调整电价。 6.实现功率因数调整电价在技术上要求采用什么措施? 答:功率因数调整电价。功率因数标准共分三档:0.9,0.85,0.8,适用于不同

的用电对象。这一电价政策在技术上要求单独加装有功电度表和无功电度表,计 算月平均功率因数 cosφ。根据 cosφ高于或低于标准的情况,按照电费调整表 的要求调节电价。 7.电价计算分哪些基本步骤? 答:(1)作未来计算期内的负荷预测,依此作出系统最优发展规划及资金计划。 (2)核算供电成本。(3)计算基础电价,方法有三种:综合成本法;长期边际 成本法;实时电价定价法。(4)根据基础电价,制定分类电价。 8. 长期边际成本方法(LRMC)的特点? 答:长期边际成本法定价具有以下特点: 1)可以反映用户负荷增加时的供电边际成本。2)能体现未来能源的价值。3) 计算周期较长,相对稳定,避免投资高峰时出现较大的电价波动。4)某些与时 间有关的宏观因素会直接影响边际成本法定价的实用性。5)常常造成收支不平 衡。

第五章

动态 OPF 与电力市场经济性能研究

1. 1974 年,Stott 提出的所谓的 XB 标准型快速解耦法是否存在 r>x 时不收敛问 题?而 1989 年, Amerongen 提出的 BX 通用型快速解耦法, Van 是否克服了 r>x 网 络不收敛问题。 答:1974 年,Stott 提出熟知的 P、Q 分解潮流计算方法,即 XB 所谓的标准型快 速解耦法:内存需量、求解速度优于 Newton 法,但遇到 r>x 的网络,常不收敛。 1989 年,Van Amerongen 提出 BX 通用型快速解耦法,基本克服了 r>x 敛问题。 2.松弛节点电压变化对优化结果的影响 网络不收

答:在保证稳定储备的条件下,采用优化工具确定系统的运行方式,并使松弛节 点电压运行在尽可能高的位置,将能最大程度地降低系统发电总成本,获取额外 收益。 3. 松弛节点电压对系统有功网损的影响 答:随着松弛节点电压的增加,系统的有功网损呈单调一致下降的趋势,它与优 化发电费用随松弛节点电压上升而下降的趋势相吻合。 4. 松弛节点电压对系统无功网损的影响 答:对于具有正值无功网损的系统,保持较高的松弛节点电压始终是有利的,它 可同时降低系统的发电功网损和无功网损,带来显著的经济效益。具有负值无功 网损的系统, 在规定电压范围内, 无功网损的绝对值随松弛节点电压的升高而增 加,其补偿设备的容量投资在增高。由于发电成本和有功网损费用之和起主导作 用,因此,系统运行总费用的变化趋势仍是下降的。但当松弛节点电压超过 1.05~1.06 倍时,总费用的降幅大大减缓。也就是说,依靠增加松弛节点电压

改善总体运营效益的作用将会受到影响。 5. 调节平衡节点电压会不同程度地影响不同位置发电机组的有功和无功出力。 这要求调度中心或电力交易中心采取什么措施? 答:调节平衡节点电压可以改善电力系统的经济性能,但会不同程度地影响不同 位置发电机组的有功和无功出力。 这就要求调度中心或电力交易中心向发电厂提 供必要的潮流分布和出力约束信息,校正现货交易的时间和数量,满足效益最大 化的原则。同时,各发电商应有相应的机组调整策略,以保证自己的收益不会受 到负面的影响。

第六章 电力市场的负荷预测与电价预测 第七章 电力市场输电服务分析

1. 基本的输电服务可以分为哪几种种类型? 答:基本的输电服务可以归纳为六种类型:①点对点严格长期交易;②点对点严 格短期交易;③点对点非严格适时执行交易;④点对点非严格适时终止交易;⑤ 网络严格交易;⑥网络非严格交易。 2. 在电力市场中,输电费用包括哪些? 答:包括输电主服务费用、辅助服务费用和管理服务费用。其中,管理服务费用 所占比例很低,不起主要作用。 3. 输电主服务(又称电力输送服务)费用包括哪些? 答:(1)电网设备使用费或占用费。(2)电网扩建费用。(3)网损分摊和维 护费。(4)阻塞费用。 4. 什么是阻塞?FERC(美国能源管制委员会)为此提出了哪两个原则? 答:阻塞是指发电竞争提出的输电服务要求超过了电网的实际输送能力。FERC 为此提出了两个原则,并倾向于采用输电权交易的市场机制缓解系统阻塞。这两 个原则是:发电费用或报价较低者拥有电网使用优先权;最能实现自身价值的受 电者具有优先权。 5. 什么是辅助服务?辅助服务一般包括哪些? 答:在输电服务中,为保证电能质量和系统安全而采取的任何辅助措施,统称为 辅助服务。辅助服务一般包括以下内容:负荷跟踪与频率控制(AGC);有功备 用服务;无功备用和电压控制服务(能向节点注入或从节点汲出无功容量);发 电再计划(校正计划);平衡交易(补偿实际交易与计划交易的差额);黑启动 (事故恢复服务)等。 6. 输电服务研究的主要任务是什么?其算法的核心可概括为哪三个原则? 答:输电成本分摊;输电网损分摊;输电阻塞管理;输电费用结算。其算法的核 心可概括为三个原则:效率优先原则,客观性原则和可操作性原则。 7. 输电定价和网络成本分摊应遵循的原则是什么?输电定价和网络成本分摊方 法可分为哪三类? 答:输电定价和网络成本分摊应遵循的原则是:谁使用,谁付费;所有费用应分 摊到每个交易合同的参与者。输电定价和网络成本分摊方法可以归纳为三类:边 际成本法,嵌入成本法和综合定价法。

8. 简述嵌入成本法的基本思想及主要的嵌入成本法有哪些? 答:嵌入成本法的基本思想是,根据输电网提供输电服务时的总成本,按照某种 分摊原则求解输电的平均成本,然后分摊到合同或每个成员。最流行的嵌入成本 法主要有,邮票法、合同路径法、基于距离的兆瓦-英里法和基于潮流的兆瓦英里法。 9. 下图中, 假设 g1=100MW、 g2=300MW 为发电公司 G1、 的上网电量; G2 c1=250MW、 c2=80MW、c3=50MW 为配电商 C1、C2、C3 的下网电量;P 为电网参考节点(市场及 系统操作者)的实时电价;输电损失系数见图所示。试计算市场各成员的结算电 力并作平衡验算。

答:结算电力如下: (1)发电侧: 发电商 1:输出电力 1000 MW 到参考节点,损失 1%,损失系数为 0.99, 结算电力 100×0.99=99 MW 发电商 2:输出电力 300 MW,损失 3%,损失系数为 0.97, 结算电力 300×0.97=291 MW (2)需求侧: 配电商 1:购电 250MW,损失 2%,损失系数 1.02, 结算电力 250×1.02=255 MW 配电商 2:购电 80 MW,损失 5%, 损失系数 1.05, 结算电力 80×1.05=84 MW 配电商 3:就地计量电力为 50 MW,损失 2%,损失系数为 1.02, 结算电力 50×1.02=51 MW 平衡验算: 发电商 1、2 总的发电出力值: 99+291=390 MW 配电商 1、2、3 消耗的电力:255+84+51=390 MW 平衡!

第八章

电力市场辅助服务分析

1. 简述频率的一次、二次、三次调整 答:频率的一次调整是动力系统的自然属性,依靠调速器完成。所有发电机组承 担一次调频任务,只能做到有差控制。频率的二次调整,即传统的自动发电控制 (Automatic Generation Control,简称 AGC),由系统中的 AGC 机组承担,可 以做到无差调节,为避免系统间联络线的过负荷,可同时对联络线功率进行监视 和调整。频率的三次调整实质是完成在线经济调度,是系统中所有按给定负荷曲 线发电的发电机组分担的调整任务。该任务的分配以系统总耗费最小为目标,受 约束于系统中有功、无功功率的平衡,以及各种状态变量都不能越限。

2. 简述一次调频原理。
Q K L = ?PL / ?f ; KG = ?

?PG ?f 又?P + ?PL =?PG ? -?P = ?PL ? ?PG ?P ?PL ? ?PG ?PL ?PG = = ? P0 P0 P0 P0 f0 P0 f0

∴-

答:Q K L? = (?PL / Po ) /( ?f ) ? ?PL = K L? ?f ;
KG? = ?(?PG / PGe ) /( ?? ∴?f ?f ) ? ??PG = KG? × ( ) × PGe f0 f0

?PG ?f ?f = KG? × ( ) × ( PGe / P0 ) = KG? × ( ) × β P0 f0 f0

?P ?f ?f = ( K L? + βKG? ) = K∑ P0 f0 f0

式中, f 0 --系统在某一运行负荷水平下所对应的起始频率; ?f --频率偏移值 (变化量); β --系统的备用容量系数(机组总出力与总负荷之比); K G --发 电机组的静态频率调节系数; K L --系统负荷的静态频率调节系数; P0 --系统的 运行负荷功率(额定负荷); ?P --系统有功功率负荷变化量。 3. 简述二次调频原理。 答: ?P
? ?PGII = ?( K G + K L )?f

如果 ?PGII = ?P ,则 ?f =0,从而实现无差调节。 式中, ?f --频率偏移值(变化量); K G --发电机组的静态频率调节系数, MW/Hz; K L --系统负荷的静态频率调节系数,MW/Hz; ?P --系统有功功率负 荷变化量; ?PGII -- AGC 启动(二次调频启动),发电机组增发的 ?PGII 。 4. AGC 的基本控制目标包括哪些? 答:AGC 的基本控制目标是:①调整全电网发电出力与全电网负荷平衡;②将电 网频率偏差调节到零,保持电网频率为额定值;③在各控制区域内分配全网发电 出力, 使区域间联络线潮流与计划值相等; ④在本区域发电厂之间分配发电出力, 使区域运行成本最小。 5. 什么是三次调频?经济调度的目的和主要研究内容是什么? 答:频率的三次调整,实际上就是完成在线经济调度。经济调度的目的是在满足 电力系统频率质量和安全的前提下合理利用能源和设备, 以最低的发电成本或费 用获得最多的、有用的电能。 在线经济调度的主要研究内容有:①各类发电厂的运行特点及其合理组合; ②发电设备的经济特性;③经济调度控制的主要算法;④火电厂之间的经济负荷 分配;⑤水、火电厂之间的经济负荷分配;⑥电力系统网损及网损微增率。 6. 简述无功服务的特点 答:(1)供应的地域性。由于远距离输送无功需要发电和接收点之间较大的电 压差,因此无功供应原则上应就地平衡。 (2)控制的分散性。与频率控制需要有功平衡类似,电压控制需要无功的 平衡。但频率是全网统一的,依赖于全网的有功平衡,而电压是各节点不同的,

必须依赖于该节点的电压控制。 (3)手段的多样性。与有功只能由发电机提供不同,无功除发电机外,还 可以由调相机和静止无功补偿器甚至输电线路等多种无功源提供。 (4)分析的复杂性。有功的费用主要是发电费用,而无功的运行费用很小 但投资费用很大,分析起来比有功复杂。 7. 简述 电力市场下无功管理与定价对电网公司的运行和经营的重要意义。 答:首先正确的无功价格信号可以推动电网开放和提高电网经济效益,帮助输电 用户在决定交易电量、投资和设备利用时进行科学决策。其次,无功平衡做得好 可以提高系统运行的可靠性和效率,并通过无功的最优分配降低系统的有功网 损。其三,无功管理可以改善电压波形,减少由于电压引起的系统故障,增加系 统稳定性。

第九章 电力市场中发电厂商的竞价策略 第十章 配电侧电力市场分析 第十一章 电力市场技术支持系统


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