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3 实例分析
3.1 算例基础
本文结合中国某省 A 的电源、电网结构及负 荷分布情况模拟设计了 30 节点输电系统进行输电 价格测算和电力现货市场仿真,仿真系统的电网 拓扑结构、电源分布情况如图 4 所示。
其中,该省存在明显的资源富集区电源中 心、负荷中心以及远距离输电工程,节点 1、2、 10 和 15 处在资源富集区,存在低价水电机组; 节点 17、20、23 和 26 靠近负荷中心地区,存在 火电机组。水电发电存在峰枯两季,丰季所有水 电机组均可发电,枯季仅可调节性水电机组能够 发电。
参与省 A 电力现货市场的发电机组均按照其 发电短期边际成本采取分段报价,在现货市场运 行的各机组各段报价不进行修改,各机组的发电 出力极限以及各段发电报价如表 10 所示。
其中,市场仿真系统中的水电机组采取两段报价,火电机组采取 4 段报价,G1、G2 为径流式 水电机组,作为价格接受者;G3 和 G4 为可调节 机组,丰期和枯期均按照发电的短期边际成本报 价。省 A 电力用户的典型日负荷曲线如图 5 所示。
3.2 仿真结果分析
通过 GAMS 进行现货市场仿真计算,省 A 在 丰、枯季典型负荷日各节点边际电价如图 6 所示。
从 图 6 可以看出,在丰水期的负荷低谷时 段,由于系统无阻塞,水电机组的发电出力能够 完全满足全系统的负荷需求,市场出清价格接近 水电机组发电的短期边际成本;在负荷高峰时 段,由于资源富集区送出工程发生阻塞,负荷中 心地区的火电机组被调用,使得负荷中心地区的 节点边际电价接近火电机组发电的短期边际成 本,由于阻塞的存在,资源富集区的节点边际电 价始终保持在低水平。此时,节点边际电价既为 电网用户提供了明确的价格信号,又实现了收入 分配功能的补偿原则,发挥了电价作为公用事业价格的功能,无需分区输电价格机制的配合。
系统枯水期的径流式水电机组难以发电,为 满足系统负荷需求,需要长时间调用火电机组。 此时,由于资源富集区送出工程不再阻塞,市场 出清价格为系统边际电价,低价水电机组将获得 相当于系统边际电价与发电短期边际成本差的超 额利润。各机组的平均度电利润如表 11所示。
可以看出,在系统枯水期,节点边际电价提 供的位置信号不充分,既难以促进输电成本的公 平分摊,也无法实现收入分配的补偿原则,需要 分区输电定价机制进行配合。为此,本文 以 DCLFICRP 模型为例,按照枯水期系统高峰时段 的潮流分布情况测算发电侧分区输电价格,为便 于分析,简化分区过程,将每个节点作为一个输 电价区,各机组所在节点的输电价格如表 12 所示。
在发电侧实施分区输电价格前后,各机组实 际的度电发电利润情况如图 7 所示。
从图 7 可知,在实施分区输电价格机制后, 资源富集区水电的实际度电利润有了较为明显的 下降,使各机组实际获得的度电发电收入与发电的短期边际成本更为接近,有助于实现收入分配 功能的补偿原则。同时,分区输电价格为电网用 户,特别是电源中心电厂提供了与输电网使用程 度相关的、更为明确的价格信号,促进了输电成 本的公平分摊,进一步证明了节点边际电价机制 和分区输电价格机制配合提供的位置信号在算例 系统枯水期的有效性。
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