深度丨電力市場集中競價的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理分析

2017-12-04 10:47:57 走進(jìn)電力市場　點(diǎn)擊量：評論 (0)

電力市場與其他市場的一個最主要的區(qū)別是電不易儲存，需要保持實(shí)時平衡，因此如何保持實(shí)時的供需平衡、如何對平衡進(jìn)行定價、結(jié)算也是電力市場設(shè)計的核心內(nèi)容之一。本系列文章中前面的文章對電力市場中對平衡的處

第一個例子考慮傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，沒有風(fēng)電、光伏等可再生能源的情況。假設(shè)系統(tǒng)中有兩個發(fā)電主體，發(fā)電商G1擁有一個額定容量為30MW的火電機(jī)組，最小出力為15MW;發(fā)電商G2擁有一個額定容量為100MW的火電機(jī)組，最小出力40MW。G1、G2的微增發(fā)電成本分別為0.5元/kWh及0.2元/MWh。假設(shè)市場競爭充分，G1、G2的微增發(fā)電報價等于其真實(shí)的成本。表1給出了幾個時段下系統(tǒng)出清的結(jié)果。

表1 算例1.1下的出清結(jié)果

可以看到，時段1下，僅G2發(fā)電，市場出清價等于G2的微增成本報價，G2的收益僅能補(bǔ)償其發(fā)電可變成本，無法補(bǔ)償其啟停等成本。

時段2下，G1和G2發(fā)電，由于G1最小出力的限制，其出力為15MW，在此情況下增加負(fù)荷時應(yīng)該由G2增加出力，邊際成本是0.2元/kWh，因此此時的LMP也為0.2元/kWh。

時段3、4下，G2已經(jīng)達(dá)到了其最大出力，因此如果增加負(fù)荷應(yīng)該由G1增加出力，邊際成本是G1的報價0.5元/kWh，因此此時的LMP為0.5元/kWh。這種情況下，G1、G2都按照0.5元/kWh的價格結(jié)算。對于G1來說，除了補(bǔ)償其可變成本，還有0.3元/kWh的額外收益，可以用來補(bǔ)償其啟停等費(fèi)用。對于G2來說，0.5元/kWh的價格仍然只能補(bǔ)償其可變成本。

【算例1.2】

第二個例子考慮有風(fēng)電等可再生能源參與的情況。同樣假設(shè)系統(tǒng)中有兩個發(fā)電主體，發(fā)電商G1擁有一個額定容量為30MW的火電機(jī)組，最小出力為15MW;發(fā)電商G3擁有一個風(fēng)電廠，最大出力10MW。G1、G3在市場中的微增發(fā)電報價分別為0.5元/kWh及0元/MWh。表2給出了幾個時段下系統(tǒng)出清的結(jié)果。

表2 算例1.2下的出清結(jié)果

從表中看到：當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷在15MW至25MW之間時，G3單獨(dú)不能滿足全部負(fù)荷，因此需要G1開機(jī)。考慮到G1的最小出力，在系統(tǒng)負(fù)荷為16MW、20MW、24MW時，G1的出力均為15MW，G3的出力分別為1MW、5MW及9MW。由于G3仍有剩余容量，在這幾種情況下，如果增加負(fù)荷，都仍然由G3來增加出力滿足負(fù)荷的需求，因此系統(tǒng)的微增(邊際)成本為零，也就是說，這幾個時段的LMP均為零。當(dāng)負(fù)荷達(dá)到25MW以后，G3已經(jīng)滿發(fā)，新增的負(fù)荷應(yīng)該由G1滿足，因此LMP變?yōu)镚1的報價：0.5元/kWh。

【算例1.3】

第三個例子考慮稍微復(fù)雜一些的情況，系統(tǒng)中有三個發(fā)電主體，發(fā)電商G1、發(fā)電商G2以及發(fā)電商G3，三個發(fā)電商的參數(shù)情況與前兩個算例相同：G1為30MW的火電，G2為100MW的火電，G3為10MW的風(fēng)電。表1.3給出了不同負(fù)荷水平下的市場出清結(jié)果。

表3 算例1.3下的出清結(jié)果