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美国电力市场:运行与监管实例分析=Electricity market, operation and regulation: US practice

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本書系統總結分析了過去20年美國電力市場運行實踐的理論依據、政策法規、歷史背景、內在邏輯和實踐效果。全書包括12章,從物理網路、監管網路、市場網路和資訊網路等維度對輸電市場、躉售電力市場、零售電力市場、需求響應、市場監管、可再生能源激勵等電力市場主要內容進行了深入分析,並通過大量翔實的資料和具體案例剖析其經驗和教訓。同時,對新能源並網、智慧電網、儲能技術、資訊物理融合系統等新技術對電力市場的挑戰和美國電力市場未來發展趨勢做出了預測分析。 本書全景式地展現了美國電力市場建設歷程,可以為每位有興趣的讀者提供電力市場的感性認識;也希望能夠使讀者獲得中國電力市場及對應資訊/自動化系統規劃、設計、建設方面的借鑒和參考。


內容簡介來源:


前言
1 競爭與監管——美國電力工業主導模式演變
1.1 早期的電力發展與自由競爭
1.2 壟斷兼併與監管模式形成
1.3 監管模式失效和市場競爭再引入
1.4 電網開放與躉售電力市場形成
1.4.1 888號令
1.4.2 889號令
1.4.3 888/889號令的遺憾和意義
1.4.4 FERC 2000號令
1.5 加州電力危機與美加大停電
1.5.1 加州電力危機
1.5.2 美加大停電
1.6 美國電力工業現狀與混合模式
1.6.1 電力資產產權
1.6.2 電力監管機制
1.6.3 電網協同能力
1.6.4 躉售電力市場
1.6.5 零售側市場
1.7 美國能源戰略與電力行業發展趨勢
1.7.1 美國能源戰略目標
1.7.2 葉岩氣革命改變美國能源格局
1.7.3 能源組合政策促進可再生能源發展
1.7.4 加大智慧電網投資拉動經濟復蘇
1.7.5 市場化仍為長期發展方向
1.7.6 強化電網統一規劃和運行協同
1.7.7 電力公司經營模式面臨挑戰
2 物理網路——電力系統運行
2.1 電力系統規模
2.2 電網可靠性
2.2.1 可靠性標準制定
2.2.2 可靠性標準的監督執行
2.3 控制區與電力平衡
2.3.1 發電計畫
2.3.2 即時控制
2.3.3 運行備用
2.4 電網運行
2.4.1 可靠性協調員
2.4.2 輸電運行員
2.4.3 可用輸電容量
2.4.4 消除潮流越限——阻塞管理
2.4.5 電壓無功控制
2.4.6 事故處理
2.5 電力規劃
2.5.1 發電規劃
2.5.2 輸電規劃
2.5.3 電力規劃面臨的新挑戰
2.6 資訊交換
2.7 輸電專案開發
2.7.1 監管電力公司
2.7.2 公用事業公司在服務區內的合作
2.7.3 公用事業公司在服務區外的合作
2.7.4 獨立輸電專案開發商
2.8 聯邦電力行銷局(PMA)
2.9 配電網可靠性
3 美國電力監管體系
3.1 電力監管的六個階段
3.2 聯邦和州監管職能的劃分
3.3 聯邦能源監管機構
3.3.1 聯邦能源監管委員會
3.3.2 能源部
3.3.3 環保署
3.3.4 核電監管委員會(NRC)
3.3.5 內政部
3.4 州公用事業監管機構
3.4.1 州監管委員會組織和職責
3.4.2 州電力監管的內容
3.4.3 監管流程
3.5 聯邦電力監管重要法律法規[8]
3.5.1 私營電力控股公司業務範圍監管
3.5.2 價格與市場監管
3.5.3 電網安全與可靠性監管
3.5.4 電網擴展與智能電網激勵政策
3.5.5 電力相關環境保護法案
3.6 公營電力公司運行與監管[9]
3.6.1 國有電力公司監管
3.6.2 聯邦國營電力公司
3.6.3 市政公營電力公司
3.6.4 農村電力合作社
4 監管的核心——電價的制定與調整
4.1 監管定價的目標
4.1.1 電價吸引投資的作用
4.1.2 提供價格合理的能源
4.1.3 電價對能效的調節
4.1.4 電價對電力消費的調節
4.1.5 電價對收入的調節
4.2 不同業務間的成本分攤
4.2.1 跨州系統的費用分攤
4.2.2 監管和非監管業務成本分攤
4.2.3 電力和燃氣業務成本分攤
4.3 確定電力公司收入要求
4.3.1 常規電價調整的時間週期
4.3.2 計價基礎的計算
4.3.3 允許回報率
4.3.3.1 資本結構
4.3.3.2 允許回報率
4.3.3.3 普通股成本
4.3.3.4 債務成本
4.3.4 運營成本
4.4 各類消費者的成本分攤
4.4.1 嵌入式成本法和邊際成本法
4.4.2 用戶、需求以及能源分類
4.4.3 成本“同步”
4.4.4 非成本因素
4.5 各類消費者的價格設計
4.5.1 居民用戶價格設計
4.5.2 配電與供電綁定和非綁定服務
4.5.3 動態價格
4.5.4 服務政策和標準
4.5.5 調研
4.6 電價調節機制
4.6.1 天然氣購買調節機制
4.6.2 燃料調節機制
4.6.3 能源效益收費
4.6.4 天氣因素修正
4.7 傳統監管的缺陷與修正
4.7.1 傳統監管的缺陷
4.7.2 脫鉤政策(收入封頂監管)
4.7.3 基於績效的監管
4.7.4 引入更多的競爭
4.8 排放成本的監管
4.8.1 目前受監管的排放物
4.8.2 可能增加的監管排放物
4.8.3 排放成本的監管處理
5 監管網路新發展——可再生能源激勵政策
5.1 國家層面可再生能源激勵政策
5.1.1 投資稅抵扣(ITC)
5.1.2 成本加速補償政策
5.1.3 生產稅抵扣(PTC)
5.1.4 稅務抵扣的變現——稅收股權投資人[11]
5.1.5 財政部現金補助
5.1.6 聯邦貸款擔保
5.1.7 嚴控火電機組發展
5.2 各州可再生能源主要支持政策
5.2.1 可再生能源份額標準
5.2.2 可再生能源證書交易
5.2.3 淨計量政策
5.2.4 州內稅務補貼
5.2.5 直接現金補償政策
5.2.6 上網電價補貼
5.2.7 州內貸款
5.3 美國風電的發展
5.3.1 發展現狀
5.3.2 影響風電發展的因素
5.4 美國太陽能光伏行業的發展
5.4.1 光伏發電總體情況
5.4.2 光伏系統造價
5.4.3 未來光伏市場政策走勢
5.4.3.1 高度依賴政府產業補貼政策
5.4.3.2 動態調整補貼促進光伏產業可持續發展
5.4.3.3 RPS指標逐漸達標使光伏發電增幅放緩
5.4.3.4 低價葉岩氣發電挑戰光伏產業發展
5.4.3.5 光伏面板價格存在上升風險
5.5 加州可再生能源發展實例分析
6 電力市場的基礎——輸電網開放
6.1 輸電網開放
6.1.1 EPA92和FERC 888號令
6.1.2 ISO的特點
6.1.3 FERC 2000號令和RTO
6.2 市場模式
6.2.1 單一買方模式
6.2.2 躉售競爭模式
6.2.3 零售競爭模式
6.3 交易制度
6.3.1 交易制度的核心內容
6.3.2 過網交易
6.3.3 分散交易
6.3.4 一體化交易
6.3.5 三種交易制度的比較
6.4 輸電定價
6.5 輸電服務費
6.5.1 輸電服務分類
6.5.2 網路服務
6.5.3 點對點服務
6.5.4 輸電服務費
6.6 可用輸電容量(ATC)與分配
6.6.1 可用輸電容量計算
6.6.2 輸電服務申請與批准
6.7 輔助服務收費
6.7.1 輔助服務分類
6.7.2 電網調度服務
6.7.3 無功電壓控制服務
6.7.4 黑啟動服務
6.8 電網擴展費
6.8.1 電力市場下的電網擴展費用分攤
6.8.2 基於電量的費用分攤
6.8.3 基於電力的費用分攤
6.8.4 基於潮流的費用分攤
6.8.5 基於經濟收益的費用分攤
7 市場網路的核心——一體化交易模式
7.1 能量市場概述
7.1.1 兩級市場體系
7.1.2 需求側競價的重要性
7.1.3 一體化市場中的雙邊交易合同
7.2 節點邊際電價(LMP)
7.2.1 節點邊際電價[16]的特點
7.2.2 LMP的構成
7.2.3 LMP與市場報價
7.2.4 網損的處理
7.3 金融輸電權(FTR)
7.3.1 金融輸電權與阻塞管理
7.3.2 輸電服務與金融輸電權的關係
7.3.3 如何獲得金融輸電權?
7.3.4 FTR結算與阻塞收入分配
7.3.5 FTR的實踐效果
7.4 發電計畫與日前市場
7.4.1 市場準備?
7.4.2 日前市場流程
7.4.3 安全約束機組組合
7.5 即時市場
7.5.1 即時市場時序
7.5.2 小時前瞻機組組合(RTC)
7.6 調頻與備用市場
7.6.1 輔助服務成本與報價
7.6.2 輔助服務與能量市場聯合優化
7.6.3 輔助服務的實際調用
7.7 長期容量充裕性與容量市場
7.7.1 容量市場的發展
7.7.2 需求曲線
7.7.3 容量拍賣市場
7.7.4 PJM容量拍賣市場實例
7.7.5 能量市場與容量市場關係
7.8 市場外調度及上抬費用
7.8.1 市場外自動調度
7.8.2 市場外人工調度
7.8.3 上抬費用
8 零售市場
8.1 電力零售市場基本情況
8.1.1 零售市場構成
8.1.2 零售電價
8.2 電力零售市場競爭
8.2.1 零售競爭立法
8.2.2 零售競爭服務
8.2.3 零售市場的競爭度
8.3 零售價格的構成
8.3.1 躉售成本
8.3.2 輸配成本
8.3.3 零售商成本
8.3.4 零售商價格管理
8.4 電力零售競爭實施的效果
8.4.1 使用者切換零售商的情況
8.4.2 零售價格變化情況
8.4.3 吸引發電投資情況
8.5 零售准入關鍵問題
8.5.1 逐步實施零售准入
8.5.2 配電公司承擔保底服務
8.5.3 購電底價的設定
8.5.4 零售准入下的結算
8.5.5 零售准入中的計量問題
8.5.6 零售價格控制問題
8.6 零售市場中的幾對關鍵關係
8.6.1 零售市場與躉售市場
8.6.2 零售商與發電
8.6.3 零售商與配電
8.6.4 零售市場與需求回應
9 躉售與零售市場的聯動——需求回應
9.1 需求回應的發展?
9.2 需求回應的分類
9.3 可靠性需求回應
9.3.1 容量專案
9.3.2 能量項目
9.4 經濟需求回應
9.4.1 需求側投標
9.4.2 輔助服務需求回應
9.5 零售側(不可調度)需求回應
9.5.1 分時電價
9.5.2 關鍵峰荷電價
9.5.3 即時電價
9.6 需求回應實施要素
9.6.1 參與者註冊與集成
9.6.2 需求回應調用與結算
9.6.3 技術需求
9.7 需求回應的效果
9.8 需求回應的趨勢——價格回應負荷
9.8.1 價格回應負荷的定義和特徵
9.8.2 PRD用戶的必備條件
9.8.3 PRD參與能量市場
9.8.4 PRD參與容量市場
10 電力市場監管
10.1 ISO治理結構和決策機制
10.1.1 確保ISO的公正性
10.1.2 市場成員委員會
10.1.3 董事會及高管
10.2 市場監督部門設置和職責
10.2.1 資訊披露
10.2.2 運行監督
10.2.3 市場設計
10.3 市場力的判定與消除
10.3.1 市場力的定義及其產生原因
10.3.2 結構性方法
10.3.3 行為和影響測試
10.3.4 參考報價的確定
10.3.5 容量市場中的市場力
10.4 ISO市場運行績效評價
10.4.1 市場競爭性
10.4.2 市場價格指標
10.4.3 系統Lambda
10.4.4 能量市場價收斂性
10.4.5 阻塞管理效率
10.4.6 資源可用性
10.4.7 發電燃料構成
10.4.8 可再生能源穿透率
10.4.9 市場深度
10.5 ISO系統運行指標
10.6 ISO組織有效性評價
10.7 FERC電力市場監管與執法
10.7.1 制定公平公正的市場規則/價格政策
10.7.2 合規、市場操控監測和調查執法
10.7.3 FERC績效評價指標
11 新技術的挑戰——智慧電網與電力市場
11.1 美國智慧電網的發展
11.1.1 美國政府對智能電網的投資
11.1.2 用戶側智慧電網技術
11.1.3 政府智慧電網投資對國民經濟的影響
11.2 需求回應促進可再生能源並網
11.2.1 可再生能源對系統回應特性的要求[36]
11.2.2 需求回應促進可再生能源消納
11.2.3 得州案例分析
11.3 可再生能源參與電力市場
11.3.1 基於節點電價的能量市場有利於可再生能源消納
11.3.2 輔助服務市場中引入新的服務類型
11.3.3 容量市場中考慮風電影響
11.3.4 以競爭方式開展輸電送出工程建設
11.3.5 提升系統運行靈活性
11.4 儲能技術與電力市場
11.4.1 儲能技術在電網中的應用
11.4.2 儲能的效益
11.4.3 儲能參與調頻市場
11.4.4 儲能參與需求回應
11.4.5 美國儲能技術應用典型案例
11.5 微電網與電力市場
11.5.1 微電網技術背景
11.5.2 美國微電網發展現狀
11.5.3 影響微電網發展的關鍵技術
11.5.4 微電網參與電力市場
12 美國電力市場五大發展趨勢
12.1 電力市場規模擴大
12.1.1 非市場區域參與市場的聯合調度
12.1.2 區域市場促進控制區的整合
12.1.3 跨州輸電網規劃建設機制趨於成熟
12.2 監管電力公司演化新的商業模式
12.2.1 分散式電源的重要性日益凸顯
12.2.2 電力公司應對“死亡螺旋”
12.2.3 電力監管模式向績效監管轉變
12.2.4 未來電力公司商業模式之一——智慧集成商
12.2.5 未來電力公司商業模式之二——能源服務公用事業公司
12.3 電網運行靈活性需要與之適應的市場設計
12.3.1 增強系統柔性成為電力市場設計的核心問題
12.3.2 增強短期系統柔性的措施
12.3.3 增強長期系統柔性的措施
12.4 電力市場需要更強大的優化引擎
12.4.1 基於混合整數規劃的SCUC
12.4.2 在SCUC中考慮全交流潮流模型
12.4.3 多級SCUC
12.4.4 概率機組組合
12.5 資訊物理融合推動能源互聯網發展
12.5.1 資訊物理融合系統
12.5.2 電力與天然氣的聯合優化
12.5.3 能源互聯網
參考文獻

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