Sufficiency Evaluation and Guarantee Mechanism for Generation Capacity of Diversified Resources in New Power System

HUANG Haitao; JIA Xiufeng; CHENG Kai; XU Jiadan

doi:10.7500/AEPS20231008009

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Sufficiency Evaluation and Guarantee Mechanism for Generation Capacity of Diversified Resources in New Power System

Research and Practice on Key Issues of Electricity Market for New Power System | 更新时间：2025-06-16

- Sufficiency Evaluation and Guarantee Mechanism for Generation Capacity of Diversified Resources in New Power System
- Automation of Electric Power Systems Vol. 48, Issue 11, Pages: 77-87(2024)
- 作者机构：
  
  1.上海电力大学电气工程学院,上海市 200090
  2.国家电网公司华东分部,上海市 200120
  3.国网浙江省电力有限公司温岭市供电公司,浙江省温岭市 317500
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(U2066214)
- DOI：10.7500/AEPS20231008009
  CLC：
- Received：08 October 2023，
  
  Revised：2024-02-28，
  
  Published Online：28 April 2024，
  
  Published：10 June 2024
- 稿件说明：
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黄海涛,贾秀锋,程凯等.新型电力系统下多元资源发电容量充裕性评估与保障机制[J].电力系统自动化,2024,48(11):77-87.

HUANG Haitao,JIA Xiufeng,CHENG Kai,et al.Sufficiency Evaluation and Guarantee Mechanism for Generation Capacity of Diversified Resources in New Power System[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(11):77-87.
黄海涛,贾秀锋,程凯等.新型电力系统下多元资源发电容量充裕性评估与保障机制[J].电力系统自动化,2024,48(11):77-87. DOI： 10.7500/AEPS20231008009.

HUANG Haitao,JIA Xiufeng,CHENG Kai,et al.Sufficiency Evaluation and Guarantee Mechanism for Generation Capacity of Diversified Resources in New Power System[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(11):77-87. DOI： 10.7500/AEPS20231008009.

摘要

为了适应新型电力系统下容量资源多元化新趋势与投资激励新要求，针对中国发电容量充裕性保障机制建设问题，构建了考虑源储荷多元资源的容量补贴价格机制与容量评估方法。首先，基于边际发电成本理论，揭示了纯电能量市场“缺钱问题”与容量定价原理，提出容量补贴价格制定方法，引入容量调整系数有效激励投资。然后，紧密结合源储荷资源为系统峰荷容量提供支撑的不同特征，建立风光水可再生电源和新型储荷主体有功出力与调度模型，与两态法融合构建各类元件模型，采用序贯蒙特卡洛模拟建立了多元化资源充裕容量的可靠性评估方法。在此基础上，提出分类差别实用化评估方法，克服风光储荷传统评估方法的缺陷，较为科学地反映各类资源对容量支撑的实际贡献，兼顾计算简单透明。最后，算例验证表明

该机制能够实现公平补偿，提供科学的发电投资信号并确保回收，保障发电容量充裕与电价稳定，并且实用化评估方法较好平衡了评估精度与政策实施间的关系。

Abstract

In order to adapt to the new trend of capacity resource diversification and the new requirements of investment incentive in the new power system

aiming at the construction problem of sufficiency guarantee mechanism for generation capacity in China

the capacity subsidy electricity price mechanism and capacity evaluation method are constructed with consideration of diversified source

storage and load resources. First

based on the theory of marginal generation cost

the “lack of money” problem in the pure electric energy market and the principle of capacity pricing are revealed

the method of setting capacity subsidy electricity price is put forward

and the capacity adjustment coefficient is introduced to effectively stimulate investment. Then

combined with the different characteristics of source

storage and load resources

the peak load capacity support is provided for the system

the active power output and scheduling models of wind

solar and water renewable power sources and new load storage entities are established

and the two-state method is integrated to construct various component models. The reliability evaluation method of sufficient capacity of diversified resources is established by using the sequential Monte Carlo simulation. On this basis

a practical evaluation method for classification differences is proposed

which overcomes the defects of traditional evaluation methods of wind

solar

energy storage and load

scientifically reflects the actual contribution of various resources to capacity support

and takes into account the simplicity and transparency of calculation. Finally

the case verification shows that the mechanism can realize fair compensation

provide scientific power generation investment signal

and ensure cost recovery

sufficient generation capacity and stable electricity price. The practical evaluation method better balances the relationship between evaluation accuracy and policy implementation.

关键词

Keywords

references

肖云鹏，王锡凡，王秀丽，等 . 面向高比例可再生能源的电力市场研究综述［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 3 ）： 663 - 674 .

XIAO Yunpeng ， WANG Xifan ， WANG Xiuli ， et al . Review on electricity market towards high proportion of renewable energy ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 3 ）： 663 - 674 .

李军徽，安晨宇，李翠萍，等 . 计及调峰市场交易的储能-新能源-火电多目标优化调度［J］. 电工技术学报， 2023 ， 38 （ 23 ）： 6391 - 6406 .

LI Junhui ， AN Chenyu ， LI Cuiping ， et al . Multi-objective optimization scheduling method considering peak regulating market transactions for energy storage-new energy-thermal power ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2023 ， 38 （ 23 ）： 6391 - 6406 .

侯孚睿，王秀丽，锁涛，等 . 英国电力容量市场设计及对中国电力市场改革的启示［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 24 ）： 1 - 7 .

HOU Furui ， WANG Xiuli ， SUO Tao ， et al . Capacity market design in the United Kingdom and revelation to China’s electricity market reform ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 24 ）： 1 - 7 .

王睿，刘瑞丰，刘庆，等 . 英美发电容量市场及建设触发条件对我国的启示［J］. 价格理论与实践， 2020 （ 6 ）： 72 - 75 .

WANG Rui ， LIU Ruifeng ， LIU Qing ， et al . Construction experience， trigger conditions & reference significance of generation capacity market in UK and US ［J］. Price （Theory & Practice）， 2020 （ 6 ）： 72 - 75 .

朱继忠，喻芸，谢平平，等 . 美国稀缺定价机制及对我国现货市场建设的启示［J］. 南方电网技术， 2019 ， 13 （ 6 ）： 37 - 43 .

ZHU Jizhong ， YU Yun ， XIE Pingping ， et al . Scarcity pricing of United States and its enlightenment to China ［J］. Southern Power System Technology ， 2019 ， 13 （ 6 ）： 37 - 43 .

GALETOVIC A ， MUÑOZ C M ， WOLAK F A . Capacity payments in a cost-based wholesale electricity market： the case of Chile ［J］. The Electricity Journal ， 2015 ， 28 （ 10 ）： 80 - 96 .

陈大宇 . 电力现货市场配套容量机制的国际实践比较分析［J］. 中国电力企业管理， 2020 （ 1 ）： 30 - 35 .

CHEN Dayu . Comparative analysis of international practice of supporting capacity mechanism in power spot market ［J］. China Power Enterprise Management ， 2020 （ 1 ）： 30 - 35 .

黄海涛，许佳丹，郭志刚，等 . 发电容量充裕性保障机制国际实践与启示［J］. 中国电力， 2023 ， 56 （ 1 ）： 68 - 76 .

HUANG Haitao ， XU Jiadan ， GUO Zhigang ， et al . International practice of generation capacity adequacy guarantee mechanism and its implications for China’s electricity market ［J］. Electric Power ， 2023 ， 56 （ 1 ）： 68 - 76 .

喻芸，荆朝霞，陈雨果，等 . 电力市场环境下典型发电容量充裕性机制及对我国的启示［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2734 - 2742 .

YU Yun ， JING Zhaoxia ， CHEN Yuguo ， et al . Typical generation resource adequacy mechanism in electricity market and enlightenment to China ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 8 ）： 2734 - 2742 .

王一，朱涛，张玉欣，等 . 适应中国电力现货市场发展的容量补偿机制初探［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 6 ）： 52 - 61 .

WANG Yi ， ZHU Tao ， ZHANG Yuxin ， et al . Preliminary study on capacity compensation mechanism adapted to development of electricity spot market in China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 6 ）： 52 - 61 .

孙启星，尤培培，李成仁，等 . 适应中国现行电力市场环境下的容量市场机制设计［J］. 中国电力， 2022 ， 55 （ 8 ）： 196 - 201 .

SUN Qixing ， YOU Peipei ， LI Chengren ， et al . Capacity market mechanism design under electricity market mechanism in China ［J］. Electric Power ， 2022 ， 55 （ 8 ）： 196 - 201 .

尚楠，张翔，宋艺航，等 . 适应清洁能源发展和现货市场运行的容量市场机制设计［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 22 ）： 174 - 182 .

SHANG Nan ， ZHANG Xiang ， SONG Yihang ， et al . Design of capacity market mechanism adapting to clean energy development and spot market operation ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 22 ）： 174 - 182 .

李琪瑞，杨知方，李文沅 . 面向差异化电源成本结构的容量市场机制设计［J/OL］. 电工技术学报［ 2023-11-14 ］. https：//doi.org/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.231474 https://doi.org/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.231474 .

LI Qirui ， YANG Zhifang ， LI Wenyuan . Capacity market mechanism design for power sources with differentiated cost structures ［J/OL］. Transactions of China Electrotechnical Society ［ 2023-11-14 ］. https：//doi.org/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.231474 https://doi.org/10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.231474 .

鲁刚，元博，赵琮皓，等 . 计及系统惯量需求的发电容量市场定价方法［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 14 ）： 12 - 20 .

LU Gang ， YUAN Bo ， ZHAO Conghao ， et al . Pricing method for generation capacity market considering system inertia demand ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 14 ）： 12 - 20 .

张粒子，许通，宋少群，等 . 电力市场中发电容量充裕性评估方法及保障机制［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 18 ）： 55 - 63 .

ZHANG Lizi ， XU Tong ， SONG Shaoqun ， et al . Evaluation method and guarantee mechanism of power generation capacity adequacy in electricity market ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 18 ）： 55 - 63 .

武昭原，周明，王剑晓，等 . 激励火电提供灵活性的容量补偿机制设计［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 6 ）： 43 - 51 .

WU Zhaoyuan ， ZHOU Ming ， WANG Jianxiao ， et al . Mechanism design of capacity payment for incentivizing flexibility of thermal power ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 6 ）： 43 - 51 .

柴玮，杜首行，陈愚，等 . 现货市场中实现保供目标的容量补偿定价方法［J/OL］. 电力系统自动化学报［ 2023-07-26 ］. https：//doi.org/10.19635/j.cnki.csu-epsa.001305 https://doi.org/10.19635/j.cnki.csu-epsa.001305 .

CHAI Wei ， DU Shouhang ， CHEN Yu ， et al . Capacity compensation pricing method in power spot market for capacity adequacy of power system ［J/OL］. Journal of Automation of Power Systems ［ 2023-07-26 ］. https：//doi.org/10.19635/j.cnki.csu-epsa.001305 https://doi.org/10.19635/j.cnki.csu-epsa.001305 .

陈政，尚楠，张翔 . 兼容多目标调控需要的新型容量市场机制设计［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 1 ）： 198 - 207 .

CHEN Zheng ， SHANG Nan ， ZHANG Xiang . Design of capacity market mechanism with multi-objective regulation ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 1 ）： 198 - 207 .

张宁，康重庆，肖晋宇，等 . 风电容量可信度研究综述与展望［J］. 中国电机工程学报， 2015 ， 35 （ 1 ）： 82 - 94 .

ZHANG Ning ， KANG Chongqing ， XIAO Jinyu ， et al . Review and prospect of wind power capacity credit ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2015 ， 35 （ 1 ）： 82 - 94 .

王榆楗，吴琼，柳璐，等 . 新能源运行容量可信度的精细化评估方法［J］. 可再生能源， 2023 ， 41 （ 1 ）： 90 - 98 .

WANG Yujian ， WU Qiong ， LIU Lu ， et al . Finely evaluation method of new energy operational capacity credit ［J］. Renewable Energy Resources ， 2023 ， 41 （ 1 ）： 90 - 98 .

张硕，李庚银，周明，等 . 风电场可靠性建模［J］. 电网技术， 2009 ， 33 （ 13 ）： 37 - 41 .

ZHANG Shuo ， LI Gengyin ， ZHOU Ming ， et al . Reliability modeling of large-scale wind farms ［J］. Power System Technology ， 2009 ， 33 （ 13 ）： 37 - 41 .

汪海瑛，白晓民，马纲 . 并网光伏电站的发电可靠性评估［J］. 电网技术， 2012 ， 36 （ 10 ）： 1 - 5 .

WANG Haiying ， BAI Xiaomin ， MA Gang . Reliability assessment of grid-integrated solar photovoltaic system ［J］. Power System Technology ， 2012 ， 36 （ 10 ）： 1 - 5 .

吴孟雪，房方 . 计及风光不确定性的电-热-氢综合能源系统分布鲁棒优化［J］. 电工技术学报， 2023 ， 38 （ 13 ）： 3473 - 3485 .

WU Mengxue ， FANG Fang . Distributionally robust optimization of electricity-heat-hydrogen integrated energy system with wind and solar uncertainties ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2023 ， 38 （ 13 ）： 3473 - 3485 .

张硕，李庚银，周明 . 考虑输电线路故障的风电场容量可信度计算［J］. 中国电机工程学报， 2010 ， 30 （ 16 ）： 19 - 25 .

ZHANG Shuo ， LI Gengyin ， ZHOU Ming . Calculation of wind-farm capacity credit considering transmission line faults ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2010 ， 30 （ 16 ）： 19 - 25 .

孙万珺 . 新能源发电容量可信度研究及其应用［D］. 北京：华北电力大学， 2018 .

SUN Wanjun . Research on capacity credit of renewable energy sources and its application ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2018 .

栗文义，张保会，巴根 . 风/柴/储能系统发电容量充裕度评估［J］. 中国电机工程学报， 2006 ， 26 （ 16 ）： 62 - 67 .

LI Wenyi ， ZHANG Baohui ， BA Gen . Capacity adequacy evaluation of wind-diesel-storage system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2006 ， 26 （ 16 ）： 62 - 67 .

陈熙，程瑜，丁肇豪 . 低碳驱动的长时储能容量补偿机制［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 7 ）： 32 - 41 .

CHEN Xi ， CHENG Yu ， DING Zhaohao . Low-carbon-driven capacity payment mechanism of long-term energy storage ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 7 ）： 32 - 41 .

National Grid EMR . Electricity capacity report ［EB/OL］.（ 2015-03-22 ）［ 2023-09-14 ］. https：//www.emrdeliverybody.com/Capacity%20Markets%20Document%20Library/Electricity%20Capacity%20Report%202015.pdf https://www.emrdeliverybody.com/Capacity%20Markets%20Document%20Library/Electricity%20Capacity%20Report%202015.pdf .

NEWBERY D . Missing money and missing markets： reliability， capacity auctions and interconnectors ［J］. Energy Policy ， 2016 ， 94 ： 401 - 410 .

郭永基 . 电力系统可靠性分析［M］. 北京：清华大学出版社， 2003 .

GUO Yongji . Power system reliability analysis ［M］. Beijing ： Tsinghua University Press ， 2003 .

国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会 . 电力系统安全稳定控制技术导则： GB/T 26399—2011 ［S］. 北京：中国标准出版社， 2011 .

General Administration of Quality Supervision ， Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China ， Standardization Administration of the People’s Republic of China . Technical guide for electric power system security and stability control ： GB/T 26399—2011 ［S］. Beijing ： Standards Press of China ， 2011 .

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