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电力市场集中竞价的经济学原理分析:节点电价的计算-功率平衡约束及网络约束的影响

北极星售电网  来源:走进电力市场  作者:荆朝霞  2019/6/17 9:18:19  我要投稿  
所属频道: 售电产业   关键词: 电力市场 电力现货市场 电价

北极星售电网讯:【内容提要】

现货市场下,节点电价受到很多约束的影响,今天的文章分析线路传输极限、功率平衡约束的影响,并分析市场出清模型中影子价格、惩罚因子等的含义。

(来源:微信公众号“走进电力市场” ID:gh_aef23ab4d1d9 作者:荆朝霞)

一、系统概况

1、系统结构

以图1所示的两节点系统为例进行分析。系统中两个节点A和B,通过线路AB连接。A节点有发电机G1和负荷L1,B节点有发电机G2和负荷L2。G1和G2的发电成本分别为C1和C2,额定发电容量为Pmax1和Pmax2,L1和L2的负荷分别为PL1和PL2,G1和G2的发电分别为PG1和PG2。假设发电机在电力市场中按成本C1和C2报价。其中,G1、G2可以代表实际的一台机组,也可以代表多台机组的集合。线路AB可以是真实的一条线路,也可以代表多条线路组成的一个断面。

图1简单2节点系统

微信图片_20190617090741.png

2、基本参数(【情景1】)

系统在某个时刻的相关参数如下,

P1max= 1200MW,P2max=500MW

C1= 300¥/MWh,C2= 500¥/MWh

PL1= 400MW,PL2= 600MW

PmaxAB=800MW

3、市场出清

市场出清包括两个步骤,1)计算系统总成本最小或总福利最大的调度方案;2)计算各节点的节点电价。

1)调度方案

本算例中,满足负荷的最小成本方案是所有负荷由G1承担,即PG1= 1000MW,PG2=0MW。此时线路AB的潮流PAB=600MW。

2)电价计算

节点定价方法中,每个时刻每个节点的电价等于该节点供电的边际成本。本例中,G1尚有剩余的容量,线路AB的潮流尚未达到限值,因此无论A节点的负荷还是B节点的负荷,都应该由G1来发电,边际成本均为300¥/MWh,因此A、B节点的电价均为300¥/MWh。

4、市场结算

市场结算也包括两个步骤,1)根据节点电价计算各市场主体的收支情况;2)对市场阻塞盈余、收入不足等情况进行处理,计算总结算情况。

1)基于节点电价的结算

根据以上调度结果和节点电价,各市场主体的结算结果如表1所示。其中,出清量流出系统为正,流入系统为负;收支中负值表示需要由市场运营机构支付给市场主体,正值表示需要由市场运营机构向市场主体收取。

表1【情景1】的基于节点电价的结算

微信图片_201906170907411.png

最后一行的第3列为所有负荷按节点负荷加权的用户侧平均购电价。

2)市场平衡费

本算例中总体的收支平衡,因此不需要另外分摊/分配。

二、线路阻塞下的出清及结算

1、基本参数【情景2】

【情景2】在【情景1】的基础上,改变线路AB的最大传输容量,改为400MW。可以认为AB之间原来有两条完全一样的并联的线路,本情景下断开了一条,因此最大传输容量减半。

图2情景2系统图

微信图片_201906170907412.png

该系统的相关参数如下,

P1max= 1200MW,P2max=500MW

C1= 300¥/MWh,C2= 500¥/MWh

PL1= 400MW,PL2= 600MW

PmaxAB=PmaxAB1= 400MW

2、市场出清

1)调度方案

由于线路AB2断开,AB间的输电容量只有400MW,因此G1出力为L1的400MW加上通过AB1送到L2的400MW,共800MW。G2出力为200MW。

2)电价计算

A节点增加负荷,应该由G1发电,边际成本为300¥/MWh;B节点增加负荷,应该由G2发电,边际成本为500¥/MWh。因此,节点A和节点B的电价分别为300¥/MWh和500¥/MWh。节点A和节点B的电价差为200¥/MWh,本例中,也就是线路AB的影子价格:线路AB的输电容量增加1MW,系统发电成本可以降低的值,反映了线路的价值。

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