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南京南瑞继保电气有限公司施雄华,陈根军等:清洁能源消纳的利器——广西电力调峰辅助服务市场实践

2026-03-24 17:41:33

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施雄华,薛忠,唐健,等/考虑火电调峰资源协调优化的广西调峰辅助服务市场实践/2021,45(22):183-190.

广西电网汛期统调电源调峰能力严重不足，造成大量弃水。为解决广西电网调峰的迫切需要，南方电网决定在广西试点区域内首个省级调峰辅助服务市场。广西先行构建独立的调峰市场，其实施难度相对现货电能量市场低，更易在短期内实现，对清洁能源消纳有立竿见影的效果。同时，通过调峰市场建设，逐步累积现货市场机制设计、系统建设及调度运行等经验，可以增强广西现货市场建设能力，促进市场化改革的平稳推进。

市场组织

2.1 交易品种

机组深度调峰服务，指根据电网运行需要，在运机组按照电力调度机构要求主动调减出力至负荷率小于有偿调峰基准（目前为机组额定容量的50%），所提供的调峰服务。

机组启停调峰服务，是指发电机组由于调峰需要而停运，并在规定的时间内再次启动，所提供的调峰服务。原则上，机组启停调峰辅助服务交易单次连续停机时间不低于标准时长（目前为10 h）；如果机组停机超过标准时长，可额外获得停机热备用补偿。

2.2 交易组织

日前出清在实际调用日（D日）前一日组织开展，包括深度调峰和启停调峰。其中深度调峰为预出清，不具有执行效力；启停调峰为正式出清，具有执行效力。调峰出清生成的日前发电计划随机组日前调度计划一并发布。

日内出清在D日组织开展，只进行深度调峰正式出清，日内出清结果发送至调度运行控制系统执行。

2.3 结算分摊

结算方面，D+1日根据D日各机组深度调峰日内出清及实际执行情况计算各档实际调峰电量，并结合该机组的各档报价计算D日的深度调峰收益费用；同时，D+1日根据D-1日计算的D日启停调峰出清结果及D日机组实际启停情况，并结合机组的启停调峰报价计算启停调峰费用。

分摊方面，目前市场主体按加权上网电量比例分摊调峰服务费用。对于非燃煤火电机组市场主体，加权系数等于当日系统实际峰谷比与该市场主体发电峰谷比的比值；对于燃煤火电机组，加权系数由其交易时段平均负荷率决定。

算例分析

10机系统参照广西调峰辅助服务市场实际机组参数和调峰需求构建，申报数据为模拟报价。另外，为测试模型和算法的性能，本文将上述10机系统复制扩展成100～500机系统，调峰需求也按比例增大。

3.1 10机系统验证

日前出清测试结果表明：与优先顺序法相比，混合整数线性规划（MILP）法可节约调峰费用4.42%，优化效果优于优先顺序法；日内出清时，两种出清方法的调峰费用相等，说明优先顺序法和线性规划（LP）法优化效果相当。从图1可以看出，在调峰需求最大时刻04:30，优先顺序法才开始调用启停调峰，而MILP法在第1个时段就提前调用了启停调峰，减少了00:00至04:15时间段的深度调峰调用，从而在全局上节约了调峰费用。

图1 两种日前出清方法的机组出力计划比较

为进一步验证机组启停调峰热备用约束的有效性，设置机组9初始状态为已停机4 h。从图2可以看出：至04:00，机组9已停机满8 h，但后续时段调峰需求仍较大，需要继续停机，进入机组启停调峰热备用状态；至05:00，调峰需求减小，系统深度调峰资源足够，机组9进入启动过程。

图2 机组9启停调峰热备用调用情况

3.2 性能测试

100～500机系统日前出清性能测试：计算时间上，MILP法明显长于优先顺序法，但最长时间也小于7 min，满足工程上对日前出清的时间要求；优化效果上，采用MILP法时，100～500机系统调峰费用均明显小于优先顺序法。

100～500机系统日内出清性能测试：两种算法计算时间都非常短，LP法小于100 ms；两种算法调峰费用相等，优化效果相当。

工程实践

截至2020年底，基于本文模型和方法开发的PCS-9000调峰辅助服务市场技术支持系统已在广西电网投入运行超过半年，实现了对调峰市场申报、出清、调用和结算的全过程技术支撑。

4.1 出清及实际调用情况

广西调峰辅助服务市场于2020年5月25日正式启动，5月27日完成首单实时交易。调峰需求从凌晨00:45开始出现，技术支持系统正式根据机组调峰报价和调峰需求量调用有偿调峰资源,调峰调用持续时长4.5 h。

另外，系统于2020年6月12日完成首次启停调峰调用。该日日前调峰需求在03:45达到最大值2021 MW，深度调峰资源出现不足，日前出清1台次启停调峰。到交易日内，根据日内实际调峰需求，该机组按调度指令于06:15停机，完成启停调峰实际调用。

4.2 结算分摊情况

截至2020年底，共11家省内燃煤火电厂及1家省内核电厂参与广西调峰辅助服务市场，参与分摊的市场主体100余家。

自2020年7月系统投入实际结算至2020年底，已累计结算启停调峰5台次，结算深度调峰电量约160 GW∙h，其中核电机组约4 GW∙h。与原先按“两个细则”结算相比，市场主体调峰收益提高5%左右。最大单一市场主体累计承担调峰费用约占总费用的15%左右，汛期水电调峰费用分摊比例在50%以上，风电分摊比例约10%，非汛期水电及风电分摊比例均在20%左右。

结语

出清算例分析表明，本文模型和方法出清结果合理，计算时间可接受，能满足实际工程需要。研发的技术支持系统的成功应用有力支撑了南方区域首个省级调峰辅助服务市场的试点实施，表明系统可在现货市场起步阶段独立建设的省级调峰辅助服务市场应用。

广西调峰市场目前独立建设，现货市场建立后调峰市场是否作为独立的市场运行值得商榷。因此，电能量与深度调峰的联合优化问题值得后续进一步研究。出清算法方面，算例分析及工程实践均表明优先顺序法解的质量较差，而且难以考虑网络安全等复杂约束，调峰市场运行成熟后建议使用MILP法。

延伸阅读

杨寅平,曾沅,秦超,等.面向深度调峰的火电机组灵活性改造规划模型[J].电力系统自动化,2021,45(17):79-88.

任景,薛晨,马晓伟,等.源荷联动调峰辅助服务市场两阶段模型[J].电力系统自动化,2021,45(18):94-102.

史普鑫,史沛然,王佩雯,等.华北区域电力调峰辅助服务市场分析与运行评估[J].电力系统自动化,2021,45(20):175-184.

原文发表在《电力系统自动化》2021年第45卷第22期，欢迎品读！

引文信息

施雄华,薛忠,唐健,等.考虑火电调峰资源协调优化的广西调峰辅助服务市场实践[J]. 电力系统自动化, 2021, 45(22): 183-190. DOI: 10.7500/AEPS20201122001.

SHI Xionghua, XUE Zhong, TANG Jian, et al. Practice of Peak Regulation Ancillary Service Market in Guangxi of China Considering Coordinative Optimization of Thermal Power Peak Regulation Resources[J]. Automation of Electric Power Systems, 2021, 45(22): 183-190. DOI: 10.7500/AEPS20201122001.

作者简介

施雄华

硕士，高级工程师，主要从事电网调度自动化系统及电力市场技术支持系统高级应用的研发工作，曾参与南网总调、云南省调、广西壮族自治区调电网运行监控系统及南方区域电力现货市场技术支持系统、广西电力调峰辅助服务市场技术支持系统等多个重大工程的研发和实施。

陈根军

工学博士，研究员级高工，南京南瑞继保电气有限公司电力市场类系统产品负责人，IEEE PES 中国区电力系统保护控制技术委员会电网运行控制技术分委会常务理事，CIGRE中国国家委员会会员，主要从事调度自动化高级应用、配网自动化高级应用、电力市场相关研发工作，发表论文50余篇，获得授权专利12项。

团队介绍

南京南瑞继保电气有限公司电力现货市场技术支持系统研发团队成立于2017年初，现有人员23人，其中正高级工程师3人，副高级工程师5人。团队紧紧围绕电力市场化改革的发展需求，依托南瑞继保具有自主知识产权的软件支撑平台，圆满完成了PCS-9000电力现货市场技术支持系统的研制。团队负责建设实施的南方区域调频辅助服务市场技术支持系统、广西电力调峰辅助服务市场技术支持系统已投入实际运行，南方区域电力现货市场技术支持系统已具备试运行条件，同时还在建内蒙古备用（双活）电力现货市场技术支持系统等多个重大工程。

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