1电力市场概论1-new.ppt
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1、电力市场概论主讲人主讲人何永秀博士何永秀博士教授教授华北电力大学华北电力大学经济管理学院经济管理学院2021/9/211课程内容课程内容电力工业概况电力工业概况-电力供给电力供给电力工业概况电力工业概况-电力负荷电力负荷电力市场交易理论基础电力市场交易理论基础-电力市场结构与商业化运营模式电力市场结构与商业化运营模式电力市场交易理论基础电力市场交易理论基础-电力市场交易模式与交易类型电力市场交易模式与交易类型电力市场交易理论基础电力市场交易理论基础-电力拍卖与电力辅助服务市场电力拍卖与电力辅助服务市场案例分析案例分析:电力市场改革模式:电力市场改革模式电力市场技术支持系统与国际电力市场案例分析
2、电力市场技术支持系统与国际电力市场案例分析电价电价概论:用户电价概论:用户电价电价概论:输电电价和上网电价电价概论:输电电价和上网电价竞价上网与博弈竞价上网与博弈竞价上网模拟实验竞价上网模拟实验电力监管与市场力电力监管与市场力概论概论电力市场案例分析电力市场案例分析2021/9/212参考书目参考书目国内外期刊相关内容国内外期刊相关内容国内外信息网络新闻及分析国内外信息网络新闻及分析电力市场电力市场(第二版)第二版),杜松怀等编著,中国电力出版社,杜松怀等编著,中国电力出版社,2008EnergyEconomics,StevenStoft,Wiley,2002电力市场竞争电力市场竞争,萨莉,萨
3、莉.亨特著,中信出版社,亨特著,中信出版社,2004电力市场理论研究与应用,尚金成等,中国电力出版社,电力市场理论研究与应用,尚金成等,中国电力出版社,2002竞价决策,陈永权,中国电力出版社,竞价决策,陈永权,中国电力出版社,2009电力市场标准化设计和评价体系,电监会,电力市场标准化设计和评价体系,电监会,2010电力金融市场,施泉生,中国电力出版社,电力金融市场,施泉生,中国电力出版社,2008电力经济与电力市场,甘德强,机械工业出版社,电力经济与电力市场,甘德强,机械工业出版社,2010F:2014讲义讲义新电改波澜再起新电改波澜再起.docF:2014讲义讲义中国人民大学教授吴疆中国
4、人民大学教授吴疆-电力市场改革电力市场改革.doc2021/9/213 国际性的综合期刊uEnergyuEnergy PolicyuEnergy EconomicsuInternationalJournalofGlobalEnergyIssuesuInternational Journal of Electrical Power and Energy SystemsuEnergyConversionandManagementuJournal of Energy EngineeringuRenewable and Sustainable Energy Reviewsu.2021/9/214国内主
5、要期刊u中国电机工程学报中国电机工程学报u电工技术学报电工技术学报u电力系统自动化电力系统自动化u电力自动化设备电力自动化设备u中国电力中国电力u电网技术电网技术u管理科学学报u管理工程学报u系统工程理论与实践u数量经济技术经济研究u等等2021/9/215课件资源网址用户名:用户名:dlscgl2007密码:密码:1234562021/9/216 作业、考试和成绩评定作业、上课提问与讨论等平时成绩占总评作业、上课提问与讨论等平时成绩占总评成绩的成绩的40%。期末考试,占总评成绩的期末考试,占总评成绩的60%。2021/9/217 第一章第一章 电力工业概况电力工业概况 一、电力工业的功能电力
6、工业的功能 二、电力工业的传统组织结构电力工业的传统组织结构 三三、电电力工力工业业特有的关特有的关键键因素因素 四、电力需求侧四、电力需求侧-负荷理论负荷理论2021/9/218人类对人类对“电电”的感知和研究始于的感知和研究始于“静电静电”公公元元前前600600年年,古古希希腊腊哲哲学学家家和和历历史史学学家家塞塞勒勒斯斯(ThalesThales)记记录录了了“快快速速摩摩擦擦琥琥珀珀后后,可可以以吸吸附附轻轻微物体微物体”的现象。的现象。十十七七世世纪纪初初期期,英英国国皇皇家家医医学学院院院院长长吉吉尔尔伯伯特特(William(William Gilbert)Gilbert)试试
7、验验发发现现:大大量量坚坚硬硬的的物物体体经经过过摩摩擦擦都都能能够够带带电电,发发现现了了“电电”是是可可以以产产生生的的。他他套套用用希希腊腊语语中中琥琥珀珀(elektronelektron)这这个个词词汇汇,创创造造了了“电电”(electricelectric)这一词汇。这一词汇。2021/9/21918221822年年英英国国科科学学家家法法拉拉第第发发现现“磁磁可可以以转转化化成成电电”,并并于于1010年年后后提提出出了了著著名名的的电电磁磁感感应应定定律律,制制造造出出世世界界上第一台上第一台原型发电机和变压器原型发电机和变压器。十九世纪初期基础研究的成果,催生了电力在工商业
8、十九世纪初期基础研究的成果,催生了电力在工商业的实际应用,出现了电镀、电报。同时为电力工业在的实际应用,出现了电镀、电报。同时为电力工业在十九世纪后期的蓬勃发展奠定了技术理论基础。十九世纪后期的蓬勃发展奠定了技术理论基础。2021/9/2110电力设备和用电设备的电力设备和用电设备的发明发明法拉第定律和电机发明法拉第定律和电机发明3535年后,比利时工程师年后,比利时工程师格格拉默拉默在法国设计制造出了真正实用的在法国设计制造出了真正实用的直流发电机直流发电机和电动机和电动机,其后又改进为,其后又改进为交流发电机交流发电机。随着电力设备的实用化和用电领域的拓展,各类随着电力设备的实用化和用电领
9、域的拓展,各类直流、交流供电系统在欧洲、北美和世界各地大直流、交流供电系统在欧洲、北美和世界各地大量涌现。量涌现。2021/9/2111欧洲电力技术的起源欧洲电力技术的起源世界上第一座火电厂:法国世界上第一座火电厂:法国巴黎巴黎(18751875)世界上第一座水电站:英国世界上第一座水电站:英国戈德尔明戈德尔明(18811881)第一次远距离直流输电试验:第一次远距离直流输电试验:法国法国(18821882)第一次三相制交流电输送:第一次三相制交流电输送:法国法国劳奋水电站至劳奋水电站至德国法兰克福(德国法兰克福(18911891)2021/9/2112美国电力工业的革命美国电力工业的革命n从
10、从18821882年年至至19021902年年,美美国国共共建建成成36213621座座电电厂厂,到到2020世世纪三四十年代,美国已成为电力工业的先进国家。纪三四十年代,美国已成为电力工业的先进国家。技技术术引引进进和和创创新新:欧欧洲洲的的技技术术一一出出现现,很很快快就就在在美美国国得到应用和推广;得到应用和推广;商商业业运运作作和和规规模模生生产产:美美国国重重视视技技术术的的实实用用价价值值,善善于进行商业投资,形成大规模生产。于进行商业投资,形成大规模生产。n美美国国率率先先实实现现了了电电力力工工业业革革命命,与与此此同同时时,科科学学技技术术中中心心逐逐渐渐从从欧欧洲洲转转移移
11、到到美美国国。电电力力对对于于经经济济发发展展起起到到重要作用。重要作用。2021/9/211310-110kV220-1000kV锅炉锅炉汽轮机汽轮机电力网电力网电力系统电力系统动力部分动力部分热网热网G动力系统动力系统负荷负荷10-0.4kV降降 压压 变变 压压器器降降 压压 变变 压压器器升升 压压 变变 压压器器发电机发电机2021/9/2114一、电力工业的功能2021/9/21152021/9/21162021/9/2117一、电力工业的功能电力工业的功能1 1、电力工业的物理功能、电力工业的物理功能1 11 1 发电发电(生产)(生产)2021/9/2118一、电力工业的功能电
12、力工业的功能1 1、电力工业的物理功能、电力工业的物理功能1 11 1 发电(生产)发电(生产)1.1.1 发电(生产)成本在电力最终成本中的比例(?)n发电(生产)成本约占售出电力最终成本的35%35%到到50%50%。1.1.2 发电过程(与石油工业的区别?)2021/9/2119电力结构电力结构截至截至2013年末,全国发电装机总量达年末,全国发电装机总量达12.47亿亿kW,同比,同比增长增长9.3%。从电源类型上看,。从电源类型上看,水电装机水电装机2.8亿亿kW,同比,同比增长增长12.3%;火电火电8.6亿亿kW,同比增长,同比增长5.7%;核电核电1461万万kW,同比增长,同
13、比增长16.2%;并网风电并网风电7548万万kW,同比增,同比增长长24.5%;并网太阳能发电装机容量并网太阳能发电装机容量1479万万kW,增长,增长3.4倍。新能源和可再生能源发电装机占比倍。新能源和可再生能源发电装机占比31%,较上,较上年提高年提高5.76个百分点。个百分点。秦山核电站秦山核电站290万万kW(浙江海盐县秦山镇)(浙江海盐县秦山镇),大亚湾,大亚湾岭澳核电站岭澳核电站612万万kW.三三峡峡水水电电站站共共安安装装32台台70万万kW水水轮轮发发电电机机组组,其其中中左左岸岸14台台,右右岸岸12台台,地地下下6台台,另另外外还还有有2台台5万万kW的的电电源源机机组
14、组,总总装装机机容容量量2250万万kW,远远远远超超过过位位居居世世界界第第二二的的巴巴西西伊伊泰泰普普水水电电站站,三三峡峡水水电电站站一一年年发发电电量量约约1000亿度亿度.2021/9/2120分布式电源图图1 按电能产生方式的分布式电源分类按电能产生方式的分布式电源分类2021/9/2121分布式电源图图2 按电源性质的分布式电源分类按电源性质的分布式电源分类2021/9/2122分布式电源图图3 分布式发电并网后的电力市场状况分布式发电并网后的电力市场状况2021/9/2123一、电力工业的功能电力工业的功能1.1.31.1.3各类电厂成本不同各类电厂成本不同TCATCBQTC2
15、021/9/2124一、电力工业的功能电力工业的功能1.1.31.1.3各类电厂成本不同各类电厂成本不同发电机类型发电机类型固定成本固定成本$/kW$/kW 可变成本可变成本$/MWh$/MWh高级核动力发电机高级核动力发电机17294.16燃煤发电机燃煤发电机102111.77燃气轮发电机燃气轮发电机31534.40高级联合循环发电机高级联合循环发电机53320.78风力发电机风力发电机91902021/9/2125一、电力工业的功能电力工业的功能1.1.4 电厂在负荷曲线中的位置 2021/9/21262021/9/2127一、电力工业的功能电力工业的功能1 12 2 输电输电 2021/
16、9/2128一、电力工业的功能电力工业的功能1 12 2 输电输电 1.2.1 1.2.1 输电成本约占电力最终成本的比例?输电成本约占电力最终成本的5%5%到到15%15%。1.2.2 输电限制1965年著名的美国西北部大停电事故。2021/9/2129一、电力工业的功能电力工业的功能1.3 1.3 系统运行系统运行 系统运行的功能:保持发电厂与负荷(所有用户瞬时用电的总和)平衡,以确保保持输电系统稳定。电以光速(每秒约186,000英里)传输 2021/9/2130一、电力工业的功能电力工业的功能提前安排电厂运行计划提前安排电厂运行计划?系统调度员的管辖范围:?多国:北欧一国:法国、英格兰
17、和威尔士、新西兰、阿根廷、墨西哥法国、英格兰和威尔士、新西兰、阿根廷、墨西哥省或地区省或地区 :澳大利澳大利亚亚、中国、中国、宾宾西法尼西法尼亚亚-新新泽泽西西-马马里里兰兰或或PJMPJM 2021/9/2131一、电力工业的功能电力工业的功能1.4 1.4 配电配电2021/9/2132一、电力工业的功能电力工业的功能1.4 1.4 配电配电1.4.1 1.4.1 配电成本约占电力最终成本的比例?配电成本约占电力最终成本的30%50%。1.4.2 配电的基本任务其基本任务是“线路业务”将电从输电系统输送给用户。但是配电的功能实际上不是单一的,因为它属于本地业务,通常包括用户服务、计量、计费
18、和零售。1.4.3 输电与配电的比较 2021/9/21332021/9/2134一、电力工业的功能电力工业的功能比较项目比较项目传输特点比喻传输特点比喻电压等级电压等级 结构特点结构特点潮流潮流输电输电高速公路高速公路高高网络网络双向双向配电配电地方道路地方道路低低辐射辐射单向单向2021/9/2135一、电力工业的功能电力工业的功能2.电力工业的商业功能2.12.1零售零售:零零售售是是面面向向终终端端用用户户的的销销售售,它它包包括括一一系系列列商商业业职职能能购购电电、定定价价和和售售电电,还还包包括括用用电电计计量、量、计费计费和收和收费费。2.2 2.2 电力趸售电力趸售:对转售者
19、的电力销售。对转售者的电力销售。销售额销售额销售人数销售人数利润利润2021/9/2136二二.电力工业的传统组织结构电力工业的传统组织结构 电力工业的传统组织结构形式是什么?电力工业的传统组织结构形式是什么?2021/9/2137二二.电力工业的传统组织结构电力工业的传统组织结构 1.垂直一体化垂直一体化2.2.垂直一体化和垄断的原因垂直一体化和垄断的原因 配电的配电的自然垄断自然垄断特性特性 输电的自然垄断特性输电的自然垄断特性 协协调调发发电电和和输输电电所所面面临临的的技技术术挑挑战战要要求求发发电电和和输输电电之之间保持如此紧密的联合间保持如此紧密的联合 输输电电和和发发电电的的垂垂
20、直直一一体体化化也也有有利利于于输输电电和和发发电电的的长长期期规划。规划。发发电电的的规规模模经经济济,当当电电厂厂越越来来越越大大,发发电电价价格格越越来来越低越低2021/9/2138规模经济和自然垄断规模经济和自然垄断长期平均成本长期平均成本企业不同的规模对应的可实现的最低平均成本。企业不同的规模对应的可实现的最低平均成本。规模经济性规模经济性企企业业的的平平均均成成本本随随着着规规模模的的增增加加而而降降低低,随随规规模模的的增增加加而而效率提高效率提高原因:技术和设备的规模效率;生产组织的规模效率;原因:技术和设备的规模效率;生产组织的规模效率;最小经济规模:是能够实现最低平均成本
21、的最小企业规模。最小经济规模:是能够实现最低平均成本的最小企业规模。自然垄断自然垄断成成本本次次可可加加性性:一一个个企企业业提提供供的的服服务务或或产产品品比比多多个个企企业业提提供引起成本的成本最低。供引起成本的成本最低。2021/9/2139LAC 长期平均成本长期平均成本 U型型最小最优规模最小最优规模Q 产量产量市场规模市场规模LAC 长期平均成本长期平均成本 L型型最小最优规模最小最优规模Q 产量产量市场规模市场规模2021/9/2140行业特点行业特点公用事业、自然垄断、基础和能源公用事业、自然垄断、基础和能源产业产业经济效益和社会效益(政治目标)经济效益和社会效益(政治目标)2
22、021/9/2141能源产业能源产业我国我国3.853.85亿千瓦支撑着亿千瓦支撑着1.41.4万亿美金的万亿美金的GDPGDP,美国,美国8.58.5亿千瓦支撑亿千瓦支撑了了1111万亿美金的万亿美金的GDPGDP,日本只有,日本只有2 2亿千瓦,支撑了亿千瓦,支撑了4 4万亿美金的万亿美金的GDPGDP(0303年)。年)。公用事业和基础产业公用事业和基础产业公共品:公共品:具有非竞争性和非排他性具有非竞争性和非排他性非竞争性:可以共享,消费数量与消费者无关。非竞争性:可以共享,消费数量与消费者无关。非排他性:不能将某个消费者排除在外。非排他性:不能将某个消费者排除在外。准公共品:准公共品
23、:具有非竞争性或非排他性具有非竞争性或非排他性规规模模经济经济性和外部性性和外部性经济效益、社会效益(政治目标)经济效益、社会效益(政治目标)福利分析福利分析福利:效用或幸福度福利:效用或幸福度帕雷托最优:增加效用不能以牺牲别人的幸福为代价帕雷托最优:增加效用不能以牺牲别人的幸福为代价社会福利函数社会福利函数罗尔斯和边沁的福利函数罗尔斯和边沁的福利函数2021/9/2142二二.电力工业的传统组电力工业的传统组织结构织结构3.3.垄断的经济管制垄断的经济管制现现有两种基本模式:有两种基本模式:美国模式美国模式:回回报报率管制率管制企业收入成本投资回报率企业收入成本投资回报率投资回报率基数投资回
24、报率基数美美国国 3 35 5年年,垄垄断断和和服服务务产产品品调调整整,申申请请、价价格格听听证证会会,供供求求双双方方和和监监管管机机构构,投投资资的的确确立立(原原始始资资本成本法、现行价格水平资产价值)本成本法、现行价格水平资产价值)2021/9/2143二二.电力工业的传统电力工业的传统组织结构组织结构3.3.垄断的经济管制垄断的经济管制现现有两种基本模式:有两种基本模式:英英国国模模式式:RPI-XRPI-X确确定定给给定定时时期期的的平平均均价价格格,并并允允许许每每年年根根据据通通货货膨膨胀胀率率(零零售售价价格格指指数数或或RPIRPI)减减去去电电力力企企业业生生产产效效率
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