(3)按約定的合同補償

 

澳大利亞市場中，對因為網絡約束造成的限上和限下部分出力，根據發電機組和電網公司事前簽訂的合同中約定的方法結算。

 

6) 阻塞成本

 

約束出清下，由于考慮了網絡約束，無法執行無約束出清價下的最優調度結果，需要調度限上、限下機組，增加了系統的發電成本，這就是阻塞成本。比如本例中，如果對限上限下部分出力采用英國POOL的補償方式，限上成本：40*(300-200)=4000元;限下補償：情形1下為0，情形2下為80*20=1600元;總阻塞成本：情形1下為4000元，情形2下為4000+1600=5600元。

 

7)用戶參與市場

 

在市場中，用戶可以作為價格接受者，不參與報價，也可以類似于發電側參與報價。實際中，由于電力用戶的價格彈性一般比較低，大多用戶作為價格接受者，不參與報價。隨著智能電網、需求側管理技術等的發展，越來越多用戶參與市場的報價。

 

3、事前的阻塞管理方法

 

1)市場出清

 

事前阻塞管理方法下，市場僅需要進行一次出清，即有約束出清。

 

情形1和情形2下的結果基本一致：市場出清結果為G1a、G1b和G2的出力分別為230MW、0MW和40MW，與事后方法中的有約束出清結果一樣。該結果已經滿足了線路傳輸約束的要求，因此可以作為最終的調度方案(實際中還需要考慮穩定等其他方面的約束，這里為了簡化分析暫時忽略)實施。實際上，如果G1a、G1b和G2的報價與其成本一致，則在集中調度情況下的結果也是一樣，即G1a、G1b和G2的出力分別為180MW、0MW和140MW。

 

2)系統電價計算

 

(1)節點實時電價

 

節點實時電價的計算可以參考 電力市場經濟學基礎 (三 實時電價理論及在電力市場中的應用1)中的方法。可以得到該算例中A、B兩個節點的電價分別是：200元/MWh和300元/MWh。簡單分析如下：在當前情況下，如果在A節點增加單位負荷(1MW)，則應該由A節點的發電機G1增加出力，成本為200元，因此A節點的節點電價為pA=100元/MWh;如果在節點B增加單位負荷(1MW)，則應該由B節點的發電機G2增加出力(由于此時線路AB上的潮流已達極限，G1的電雖然便宜，但送不過來)，成本為300元，因此B節點的節點電價為pB=300元/MWh。

 

(2) 系統統一能量價

 

在有些情況下，在進行有約束出清時，會同時計算出一個不考慮約束的系統統一的能量價作為結算用，具體的算法與事后阻塞管理辦法中無約束價格的計算方法相同。本算例中，不考慮約束的系統統一能量價格為200元/MWh。

 

(3)區域加權平均價

 

將若干節點劃為一個區，一個區內的價格等于各個節點實時價格的加權平均價。一般按照各節點發電或負荷的市場出清量加權。這種電價主要用于用戶的定價。比如，本算例如果將A、B作為一個區域，則區域用戶的加權平均價為Pave=(170*200+100*300)/(170+100)=237元/MWh。

 

4)市場結算

 

市場結算需要確定以下四種價格：A節點的發電價格pGA、A節點的用電價格pLA、B節點的發電價格pGB及B節點的用電價格pLB。一般來說，發電側按節點電價結算，用戶側按節點電價或區域加權平均價結算。下面給出幾種常見的結算方法。

 

(1)發電和負荷均按所在節點的實時電價結算(結算方法1)，即

 

 

由于節點的實時電價等于該節點供電的邊際成本，這是理論上的最優的定價方式。

 

本例中，支付給G1和G2的費用分別為230*200=46000元和40*300=12000元，共計58000元，從L1和L2收的電費分別為170*200=34000元和100*300=30000元，共計64000元。可以看到，從用戶收取的費用大于付給電廠的費用：64000-58000=6000元。這就是阻塞盈余，是由兩個節點之間的價格差造成的。另外，如果將用戶支付的總費用與無約束下的對比，可以計算其阻塞成本：10000元。

 

(2)無約束發電機按照系統統一能量價結算，約束機組按報價結算(結算方法2)

 

對報價低于系統統一能量價格的，按統一能量價結算，其他的按報價結算。這樣，本算例中，G1的230MW全部按照200元結算，G2按300元結算，負荷按無約束下的系統統一能量價200元結算，同時分攤阻塞費用4000元(G2發電40MW，沒MW的阻塞費是100元)。這種方法下，實現了事后的阻塞管理，同時避免了阻塞盈余的分攤問題。

 

(2)發電按所在節點的實時電價結算，負荷按分區加權價結算(結算方法3)。

 

實際中，考慮到負荷的價格彈性較小等原因，多數市場中對用戶采用分區加權價格結算。本算例中，只有兩個節點，如果將A、B兩個節點設為一個區，負荷的價格等于A、B價格的加權價。

 

 

5、討論

 

1)阻塞管理方法的分類

 

如果將事后的阻塞管理根據有約束出清是否重新報價分為兩種，阻塞管理方法可以具體分為以下幾類：

 

(1)事后阻塞管理：一次報價，兩次出清(無約束出清和約束出清)，如英國POOL模式;

 

(2)事后阻塞管理：兩次報價，兩次出清(無約束出清和約束出清)，如英國BETTA模式，平衡市場前的雙邊交易市場(包括日前的集中交易市場)屬于無約束出清，平衡市場為有約束出清;

 

(3)事前阻塞管理：一次報價，一次出清(約束出清)，目前美國大多數市場屬于這種模式，無論日前市場還是實時市場，都是直接計算考慮阻塞的出清結果。

 

(4)分區阻塞管理：這是一種介于事前阻塞管理和事后阻塞管理之間的方法，也是進行兩次出清，但第一次出清不是完全無約束出清，而是考慮部分約束，如美國加州、德州早期的市場模式。

 

對每種阻塞管理方法，根據對市場成員結算方式的不同，又可細分為不同的方法，具體見前文的分析。

 

2)無約束出清的討論

 

在事后阻塞管理方法中，首先進行了一次無約束出清。由于實際電力系統的網絡約束總是存在的，因此最終有約束出清的結果一般與無約束出清有一定差別。設置無約束出清主要考慮以下幾個方面的因素：

 

(1) 無約束出清原理簡單，容易被市場成員理解，特別是不懂復雜的電力系統分析計算方法的市場成員。

 

(2) 整個市場只有一個價格，有利于市場的流動性，增加交易的活躍性。(3) 在一些市場，如英國，認為市場成員繳納了輸配電費后，就具有平等的得到輸配服務的權利，不能因為電網的原因造成其無法交易。因此，首先按照無約束出清方法確定每個市場成員的交易量和價格，有約束出清結果如果與無約束出清結果有差異，對差異部分進行補償。

 

3)事前和事后阻塞管理的購售電成本分析

 

采用不同的阻塞管理方法會影響總的購、售電成本。

 

 

注：

 

阻塞費=約束出清負荷費用-無約束出清負荷費用

 

阻塞盈余=負荷費用-電廠收入

 

事前阻塞管理1：指按結算方法1結算的事前阻塞管理方法

 

事前阻塞管理2：指按結算方法2結算的事前阻塞管理方法

 

阻塞盈余又稱輸電權收益，一般將其按一定的方法分給負荷。考慮輸電權的分配，事后阻塞管理的凈阻塞管理成本為4000元(10000-6000)。

 

注意，這里是假設幾種情況下，各發電企業都按成本報價的情況。實際上，不同的市場模式下市場成員的策略會有很大不同。比如對情形2，在事后阻塞管理方法下，G1a如果知道其很大概率會被調減，會故意報一個很低的價格以增加“限下”的補償。比如，如果其報價從120元改為20元，則其得到的補償從1600元增加到3600元(20*180)，并使系統總的阻塞費增加到7600元。在采用事后阻塞管理的市場，發電商比較容易行使市場力，監管機構不僅要限制發電的最高報價，還要密切關注其最低報價。另外，本算例是采用一次報價，兩次出清的模式，也就是說，進行無約束出清時，市場成員沒有另外報價，這也在一定程度上增加了市場力。通過將其改為兩次報價、兩次出清的模式，如英國2000以后的市場模式(雙邊交易市場是無約束出清，平衡市場是約束出清，平衡市場另外申報Bid/Offer)，可以在一定程度上降低市場成員的市場力。

 

結論

 

阻塞管理的方法是區分不同市場模式的重要角度。按照約束的處理方式將阻塞管理方法分為事前管理和事后管理兩大類，每類中，又根據其發電、負荷結算價格機制的不同分為不同的子類。目前美國大多數地區的電力市場是采用的事前的阻塞管理方法，按節點電價或區域電價結算，這種機制下會產生阻塞盈余，需要通過另外的機制分配該阻塞盈余;英國和歐洲很多地區的電力市場是采用的事后的阻塞管理方法，首先無約束出清，然后再進行約束出清，對約束出清下出力變化的機組進行補償，會造成一部分阻塞費，需要通過某種機制分攤到市場成員。美國加州、德州早期采用的分區定價的方法可以認為是介于事前和事后兩種方法之間的一種方法，首先考慮部分約束進行出清，然后再考慮全部約束進行出清。事后方法的好處是無約束出清比較簡單，在市場建設的初期比較容易、可以迅速實施，價格信號也很簡單。其存在的問題主要是發電商比較容易行使市場力。一些地區在市場建設初期采用事后的阻塞管理方法，后期隨著阻塞成本的增加而改為事前的阻塞管理方法。

 

我國電力市場建設中，目前由于主要是中長期交易，阻塞問題不突出。進入現貨市場后，必須綜合考慮電網結構、發電市場力情況、市場目標等確定合適的阻塞管理方法。