命若相惜2c1 发表于 2018-11-9 10:21:00

电力市场设计|能量定价和输配电定价之间的协调2:能量...

本帖最后由 hxiao_daqin 于 2018-11-9 11:34 编辑



《走进电力市场》
作者:
荆朝霞,华南理工大学,教授/博士生导师

上篇文章对输电定价和能量定价的基本理论和方法进行了简要介绍。本篇进行对上篇内容进行总结的基础上对能量市场的定价进行进一步的分析和讨论。

1、系统概况

对上篇文章中(参考文章: :)的简单两节点系统的能量市场定价方法进行进一步的分析。




图1 简单两节点系统


2、场景设置

考虑机组最大出力、输电极限等不同的情况,主要对以下几种场景进行分析。

表1 简单系统典型场景

场景
PmaxG1
MW
PmaxG2
MW
L1
MW
L2
MW
PmaxAB
MW
阻塞

MCP0
¥/MW
LMPA
¥/MW
LMPB
¥/MW

1
280
120
170
100
100

200
200
200

2
250
120
170
100
100

300
300
300

3
280
120
170
100
60

200
200
300

4
250
120
170
100
60

300
200
300


3、阻塞管理模式

考虑以下几种阻塞管理方式

(1)模式1)对无约束出清出力按无约束出清电价结算,对由于约束造成的出力变化进行补偿。
① 按照根据报价计算的机会成本补偿(模式1-1);
② 按照申报的上调、下调报价补偿(模式1-2);
③ 按照合同约定的价格补偿(模式1-3);
④ 按照核定的成本进行补偿(模式1-4)。

(2)(模式2)对所有的发电和负荷按照其所在(区域)节点的LMP结算
① 分配输电权给负荷,将阻塞盈余分配给输电权所有者(模式2-1);
② 不进行输电权的分配,将阻塞盈余分配给所有用户(模式2-2);
③ 分配输电权给发电,将阻塞盈余分配给输电权所有者(模式2-3);
④ 将一部分输电权分配给发电,另外一部分分配给用户,将阻塞盈余分配给输电权所有者(模式2-4)。

模式1和模式2可以分别称为事后阻塞管理和事前阻塞管理方式,也可以称为统一定价模式和节点定价模式。

模式1:事后阻塞管理、统一定价。这里,事后的含义是能量市场的出清和网络约束的考虑分开,先能量市场出清后再考虑网络约束进行阻塞调度。这里,出清指的是广义的市场出清,交易可以是在集中的交易机构形成的,也可以是双边协商形成的。统一定价的含义是能量市场的价格没有空间位置的信息,不同的区域、节点同等对待,在集中交易的市场中,会产生统一的价格。

模式2:事前阻塞管理、区域(节点)定价。这里,事前的含义是指在能量市场出清时就考虑了各种网络约束,出清的结果是满足网络约束的,不用另外进行阻塞调度。这个出清实际上相当于能量市场和输电市场的一起的出清,考虑到电网的特殊属性,相关交易必须要集中进行。由于能量市场出清时考虑了网络约束,出清的结果必然包含了网络的信息,网络不同位置(区域或节点)的价格将不同。

4、不同模式下的阻塞成本比较

1)变量说明

表2给出了四种场景下两种市场模式下的系统总的发电成本(假设报价为真实成本)Ccost、负荷购电成本C1L和C2L、发电发电收益C1Gen和C2Gen、阻塞盈余C2cong。以上变量中上标1表示阻塞管理模式1下的结果,上标2表示阻塞管理模式2下的结果。

2)计算结果

表2 简单系统典型场景下的阻塞成本

场景
PmaxG1
MW
PmaxAB
MW
Ccost

C1L

C1Gen

C2cong

C2Gen

C2L

C2cong


1
280
100
54000
54000
54000
0
54000
54000
0

2
250
100
56000
81000
81000
0
81000
81000
0

3
280
60
58000
58000
58000
4000
58000
64000
6000

4
250
60
58000
83000
83000
2000
58000
64000
6000


场景1、2和场景3、4的区别主要是联络线的传输极限,场景1、2下不会发生阻塞,场景3、4下会发生阻塞。

场景1、3和2、4的区别主要是电厂G1的最大发电容量不同,场景1、3下电厂G1可以满足整个系统所有节点的负荷,场景2、4下电厂G1的发电容量能够满足本地并部分外送,但不能满足全系统的负荷需求。

阻塞管理模式1和模式2分别代表能量市场的事后/统一定价和事前/节点定价的阻塞管理和定价模式。模式1和模式2都又有多种子模式,这里模式1主要指模式1-1。模式2下面不同的子模式的区别主要在于输电权或阻塞盈余的分配方式的不同。后续文章在详细分析。

3)结果分析

(1)系统总发电成本主要与电网的拓扑、电力的供需等情况有关(场景1、2、3、4的区别),阻塞管理方式(模式1和模式2的区别)对其没有影响,或者不应该有影响(不同阻塞管理模式下,都应实现总成本的最低,或社会福利的最大)。

(2)不同的阻塞管理和阻塞成本分摊模式的区别,主要是价格机制不同,不同市场主体的利益分配不同。在系统没有发生阻塞的情况下,一般各种方法的结果都是一样的。发生阻塞的情况下,不同市场主体利益的分配会有较大的变化。

(3)事后阻塞管理方法下(模式1-1)会产生阻塞成本(场景3和场景4下分别为4000元和2000元),主要是补偿给限上和限下机组的费用,需要按一定方式分配给相关的市场成员,比如:英国Pool模式中,按照邮票法以Uplift的形式分摊给所有用户。

(4)事前阻塞管理方式下(模式2)会产生阻塞盈余(场景3和场景4下均为6000元,由于是盈余,在表格中写为了负值),需要按照一定方式分配给相关的市场成员。

(5)事前阻塞管理方式下(模式2),用户的购电成本(场景3和场景4下均为64000元)可能比事后阻塞管理方式的高(场景3下模式1下的购电成本为58000),也可能比事后阻塞管理方式的低(场景4下模式1下的购电成本为83000元)。

(6)相对事前阻塞管理方式,事后阻塞管理方式下,市场总购电成本对供需变化更敏感。(场景4与场景3相比G1的发电能力下降,事后阻塞管理方式下购电成本有较大差别,事前阻塞管理方式下两种场景下的购电成本相同)。

总结

这里对简单两节点系统不同场景下、不同阻塞管理方式下的发电成本、阻塞成本、购电成本、售电收益等进行了进一步的分析,主要是从市场整体的角度分析的。分析与输电定价之间的关系,需要进一步分析每个市场主体的利益的变化。


论文引用格式:荆朝霞. 电力市场设计|能量定价和输配电定价之间的协调2:能量市场定价的进一步分析[EB/OL]. 走进电力市场, 2018-10-13.
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