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深度文章|扩展的节点电价算法研究(5)

北极星售电网  来源:电网技术    2019/10/17 9:12:20  我要投稿  
所属频道: 售电产业   关键词: 电价 节点边际电价 电力市场 

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图3所示为在CHP/LMP/IRP机制下的最优成本函数,曲线展示了最优成本随负荷增长而变化的特性。其中蓝色曲线为最优成本函数,它具有非凸性(例如当负荷在[125,225] MW区间变化时),这是由新启动机组的固定成本所造成。在CHP和IRP机制下,最优成本曲线均为凸函数。对比两者可以发现CHP曲线构成了最优成本函数的“凸包络”。IRP曲线为CHP曲线的下限,它在区间[25,100] MW内与CHP曲线重合,但当负荷在[325,500] MW区间时,存在较大差别(更加松弛)。

图4展示了不同机制下价格的变化趋势。CHP和IRP定价机制都将满足“边际成本上升”的性质,这确保了当需求增加时系统的边际价格不会降低。但是,随着负荷的增加LMP价格并不是一直单调增长,而在部分区间中出现负荷增大反而LMP减小的情况。这是因为发电机组随着负荷的变化而切换,在切换后可变成本更加经济的发电机可能成为边际机组,导致LMP变小。这样的“价格反转”现象可以使市场参与商通过虚拟报价(virtual bid)等手段推高市场出清价格,产生“套利”的机会,不

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利于市场的公平交易。而扩展的LMP算法不存在这一问题。

图5展示了在CHP/LMP/IRP机制下对偶最优成本的变化趋势。其中在LMP机制下的对偶最优成本可能是负值(例如当负荷为120 MW时),这意味着如果额外支付为零,机组将有非常强烈的动机偏离其调度指令。因为如果此时采用停机策略将优于开机策略,电厂至少不会亏损。

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定理1和定理2不但帮助我们清晰地理解“额外支付”的物理意义,而且更重要的是告诉我们,任意给定一个LMP或者IRP定价向量(在实际中这2个价格相对容易得到),只需要优化求解“拉格朗日对偶函数”一次,就可以得到对应的“额外支付成本”,而无需考虑最优目标函数的凸包络(Convex Hull)。

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据此计算额外支付成本。图6展示了在不同价格机制下的额外支付成本变化趋势。正如第3节的证明与讨论所述,CHP定价机制总是产生最小的额外支付成本(红色曲线)。而在[25,100]MW区间中CHP定价、IRP定价、与LMP定价产生相等额外支付成本;在[225,300]MW区间中,CHP定价与IRP定价产生相等额外支付成本;在[525,575]MW区间中CHP定价与LMP定价产生相等额外支付成本。正如上一节结论所述,在这3种情况下,不同的定价机制恰好产生了相等的价格,如表2所示。

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5 结论

在电力市场运营中,节点电价是实现能量公平交易和管理输电阻塞的核心组件。深刻理解节点电价概念,准确把握其变化规律,既可为政府监管部门在评估市场表现和改进市场设计时提供有力支撑,又将为市场交易者在投标和报价活动中提供竞争优势。

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