美国东北部六个州(缅因州、佛蒙特州、马萨诸塞州、罗得岛州、新罕布什尔州、康涅狄格州)被称作为新英格兰地区。1965年美国东北部大停电事故之前,这六个州的供电是由不同的电力公司来独立承担的。每个电力公司都有自己的用户,公司向用户提供从发电到输电再到配电的一体化服务。
大停电事故之后,这些电力公司意识到了互联电网统一调度统一规划对保证系统可靠性的重要作用。1971年,新英格兰电力联营体(NewEnglandPowerPool),即NEPOOL成立,其主要职责是负责各个电网之间的可靠性协调和控制性能考核。1997年,根据美国最新通过的法律,NEPOOL开始建立电力市场。新英格兰电力市场的发展经历了两个阶段。在第一阶段(1999年～2003年),其市场结构采用全网统一出清的电价体系,并建设有完整复杂的辅助服务市场,以及容量市场。在这个阶段还完成了“厂网分离”。在第二阶段(2003年至今),市场结构采用了节点电价体系,建立了固定输电权市场,并改进了AGC和容量市场,目前正在建设新的备用市场。在新英格兰市场建设的两个阶段,市场结构差别较大,我们将分两期介绍。本期介绍第一阶段的新英格兰电力市场。1999年4月,FERC通过NEPOOL的市场规则和手续;1999年5月,市场开始正式运行。
1.新英格兰ISO的组织结构及其职能新英格兰ISO的机构是按照FERC为ISO拟定的十一条准则来设置的,共包括十个部门:董事会。系统运行。系统规划。市场开发。IT。客户服务和培训。财务。人力资源。公共事务和内部审计。其中系统运行部门负责管理电力系统的日常运行,包括短期和长期的负荷预测及系统调度;市场开发部门负责维持一个公平的。充满竞争和高效的电力市场,具体工作包括市场力监测与消除。市场规则及操作程序制定。输电费用分摊研究等,该部门还负责研发下一阶段新英格兰的电力市场结构。
2.市场设计与构成新英格兰电力市场运营计划的设计。实施基于市场参与方的投招标竞价机制。整个新英格兰电力市场包括如下几部分;1)能量市场; 2)自动发电控制(AGC); 3)10分钟旋转备用(TMSR); 4)10分钟非旋转备用(TMNSR); 5)30分钟运行备用(TMOR); 6)可用容量市场; 7)装机容量市场。在这7个市场中,除了能量市场以外其他的都属于辅助服务。能量市场是所有市场中最主要的部分,能量报价必须包括申报者的整个容量范围,报价可分为10个时段,零价格则认为是自发电价格。AGC指调频容量,即自动发电控制。这个容量能够使新英格兰ISO能量供应与每分钟负荷变化之间保持持续的平衡,并使之符合NERC和NPCC的执行控制标准(CPS)。TMSR。TMNSR。TMOR都属于运行备用市场。
3.能量市场的统一出清体系新英格兰ISO基于统一出清价格的原理来调度电力资源。通过统一出清价格方法可以制定使每日能量。备用和调频能量报价最优化的调度计划。结算用的大部分信息来自市场数据和调度结果。调度和计划子系统和能量管理系统(EMS)交互,可以实现报价。结算和资源管理申请的功能。统一出清第一步,对有功报价进行排序,价格相对较低者中标;统一出清第二步,考虑AGC,根据AGC报价排序选择价格低者;统一出清第三步,解出AGC容量,考虑TMSR。TMNSR。TMOR,确定最终的能量出清价格。
4.AGC市场 AGC辅助服务是从10分钟旋转备用(TMSR)中分离出来的一种辅助服务。辅助服务市场要求AGC能够连续自动地响应独立系统操作员的指令。动态地平衡控制区内的电力供应与需求。满足北美电力可靠性委员会和东北电力协调委员会的技术标准。AGC投标必须在每日交易的截止期限(14:00)之前提交,报价的形式是$╱每小时供应AGC服务。调频容量在AGC概念下被称之为“Reg”,是10分钟和60分钟的MW反应的加权平均值。ISO每5分钟按机组提供AGC服务的投标价($╱Reg-h),由低到高排列一次,得到边际价格。本交易时段(1h)过后,取上述每5分钟边际价格的加权平均值作为AGC的市场清算价格。
5.备用市场 TMSR是指在线运行机组在10分钟内能够即刻增加的容量或在10分钟内可以被卸载的电力负荷,并且能够持续最少30分钟的供应紧急事故保护用电。TMSR的报价由市场参与方提交,形式为($╱MW)。TMNSR是指非在线运行的机组在10分钟内能被启动而增加的容量(KW)或在10分钟内可以被卸载的电力负荷,并且能够持续最少30分钟的供应紧急事故保护用电。以及其它有能力提供但在该时段内没有被ISO采用的TMSR资源。报价规则同上。TMOR是指在30分钟内能被调度加载的备用容量(KW)或在30分钟内可以被卸载的电力负荷,并且能够持续最少60分钟的供应紧急事故保护用电。以及其它有能力提供但在该时段内没有被ISO采用的TMSR或TMNSR资源。
6.辅助服务市场运行的经验教训新英格兰辅助服务市场可能是世界各国市场中最复杂的一个。带来的问题是整个电力市场运行透明度低。软件编制费时费力。结算过程和系统运行难度大。备用市场采用全网统一价格,但客观上系统的确存在局部备用需求,是否需要考虑局部备用需求并建立局部备用价格曾引起争论。市场由于采用序列优化,有时会出现各个备用价格的错乱。例如10分钟旋转备用的价格低于30分钟旋转备用的价格,可用联合优化技术方法来解决这一问题。7.负荷侧响应负荷侧响应是允许用户在系统可靠性存在风险或者系统电力出清价格过高的时候削减用电量而能够得到补偿的一种机制。参与需求侧响应的用户,在收到新英格兰ISO发送的减负荷请求之后30分钟之内,必须能够按照规定的容量削减用电量。参加这个程序的用户,每个月按照30分钟运行备用(TMOR)的小时出清价格来结算,为负荷侧响应所支付的费用被视为一种备用费用。并且这种需求侧响应的资产可以作为装机容量市场的保证金。此外,新英格兰还有一种基于爬坡率的“第二类负荷中断”程序,参与这种程序的用户在系统的爬坡率不能满足系统要求的时候削减负荷。有功系统调度员在一定的环境下有权削减第二类负荷中断的容量。
