【南京工程学院】风力发电参与调频市场的机制优化及收益研究报告_13页_3mb

风力发电参与调频市场的机制优化及收益研究总结

核心内容

本文围绕风力发电参与调频市场的机制优化与收益分析展开研究，旨在解决当前调频辅助服务市场机制无法有效衡量风电真实调频容量的问题，提升风电在调频市场中的参与积极性与系统稳定性。

主要观点

1. 研究背景

   • 随着可再生能源发电量的增加，电力系统对调频辅助服务的需求上升，但现有市场机制主要针对常规电源设计，未能有效激励风电参与调频。
   • 国内外对风电调频的研究多集中于技术层面，缺乏对调频市场机制和补偿政策的系统分析。

2. 研究内容

   • 提出风电调频可信度指标与综合调频性能指标，用于衡量风电的实际调频能力。
   • 优化调频报价机制，降低优质调频资源的报价，以实现优质资源优先出清。
   • 建立包含风电与传统能源的调频市场出清模型，以最小化电网调度的调频成本为目标。
   • 分析风电参与调频的成本与收益，包括设备投资成本、效率损失成本、机会成本等，以及市场出清收益和补偿收益。

3. 研究结论

   • 引入可信度与性能指标有助于更准确地衡量风电的调频能力。
   • 优化报价机制可使优质调频资源优先出清，提高系统运行的安全性与稳定性。
   • 风电通过提高可信度与调频性能指标，可以获得更高的调频收益，从而提升其参与调频的积极性。

关键信息

• 补偿机制
  当前我国调频市场采用两部制补偿机制：容量补偿 + 里程补偿。
  容量补偿公式：
  $$
  F_{a,c} = 0.4 \times \lambda_a \cdot R_a \cdot Y_{a,c}
  $$
  里程补偿公式：
  $$
  F_{a,m} = M_a Y_{a,m}
  $$
  优化后的补偿机制调整了容量与里程补偿的计算方式，以更好地反映调频资源的性能与可信度。

• 出清模型
  以电网调度购买调频辅助服务费用最小为目标，构建出清模型。
  约束条件包括系统运行约束、传统能源约束、风电机组运行约束等。

• 风电参与调频的成本

  • 设备投资成本：与AGC控制装置相关。
  • 效率损失成本：因预留调频容量导致机组偏离最佳运行点。
  • 机会成本：因参与调频而无法完全参与能量市场。

• 风电参与调频的收益

  • 市场出清收益：根据调频服务中标情况计算。
  • 补偿收益：根据优化后的补偿机制计算。
  • 净收益：市场出清收益 + 补偿收益 - 各类成本。

• 收益算例分析

  • 未调整报价时，优质资源未能优先出清，系统无法获取高质量调频服务。
  • 调整报价后，优质传统能源机组和配置储能的风电优先中标，提升了整体调频质量。
  • TH1在优化后收益增加713.5元，W1收益减少76元，W4因储能成本高，收益低于W2和W3。

研究展望

• 本文仅针对风电参与调频市场机制进行研究，未来可进一步探讨风储配合参与调频市场的机制设计。
• 需要更深入地研究不同调频资源之间的协同机制，以及如何制定更合理的补偿政策以激励多种能源类型参与调频市场。

总结

本文通过引入风电调频可信度与综合调频性能指标，优化了调频市场机制与报价模式，提高了优质调频资源的优先出清率，从而保障了系统运行的安全性与稳定性。同时，通过分析风电参与调频的成本与收益，为提升风电在调频市场中的积极性提供了理论依据和实践指导。研究结果表明，合理的机制优化可以显著提升风电参与调频的经济效益与市场价值，为未来可再生能源在调频市场中的广泛应用奠定基础。