3）電價(jià)計(jì)算

 

前面講到，電價(jià)計(jì)算的基本思路是計(jì)算邊際成本。本例中，G1的發(fā)電成本較低，應(yīng)該盡量由G1多發(fā)電來滿足增加的負(fù)荷。但單獨(dú)G1增加出力會(huì)增加線路AB的潮流，引起線路功率越限，因此需要進(jìn)行再調(diào)度。

 

G1增加單位出力，比如1MW，在線路AB上引起的潮流為1*FAB,G1。線路AB越限，越限值為ΔPAB=1*FAB,G1。

 

需要通過再調(diào)度解決該潮流越限問題。假設(shè)G1的調(diào)整值為Δ’PG1，，G2的調(diào)整值為ΔPG2。則G1總的出力變化為ΔPG1=1+Δ’PG1。調(diào)度方案需要滿足以下條件：

 

（1）ΔPG1+ΔPG2=1

 

（2）ΔPG1*FAB,G1+ΔPG2*FAB,G2≤0

 

將FAB,G1=1/3及FAB,G2=-1/3帶入（2）式，得到：

 

ΔPG1*(1/3)+ΔPG1*(-1/3)≤0

 

進(jìn)一步簡(jiǎn)化為

 

ΔPG1-ΔPG1≤0

 

因此，調(diào)度的約束可表達(dá)為

 

（1）ΔPG1+ΔPG2=1

 

（2）ΔPG1-ΔPG2≤0

 

滿足以上兩個(gè)約束的調(diào)度方案有很多種，比如

 

[1]ΔPG1=0.5；ΔPG2=0.5

 

[2]ΔPG1=0；ΔPG2=1

 

這兩種方案都是滿足約束的調(diào)度方案。我們需要的是找到成本最低的方法。

 

MinΔC=C1*ΔPG1+C2*ΔPG2

 

s.t ΔPG1+ΔPG2=1

 

ΔPG1-ΔPG2≤0

 

本算例中可以知道，成本最低的方案在邊界達(dá)到，滿足

 

（1）ΔPG1+ΔPG2=1

 

（2）ΔPG1-ΔPG2=0

 

因此求解上述方程組可以得到調(diào)度方案：ΔPG1=ΔPG2=0.5MW。

 

這樣，就可以根據(jù)邊際成本的概念計(jì)算節(jié)點(diǎn)C的電價(jià)：增加單位負(fù)荷時(shí)，成本最低的調(diào)度方法是G1和G2分別增加0.5MW的出力，總成本增加為

 

ΔC=300*0.5+500*0.5=400￥/MWh

 

因此，節(jié)點(diǎn)C的電價(jià)為400￥/MWh。

 

4）價(jià)格分量計(jì)算

 

上面是直接按照邊際成本的概念計(jì)算的節(jié)點(diǎn)電價(jià)。節(jié)點(diǎn)電價(jià)中的能量分量和阻塞分量應(yīng)如何計(jì)算呢？

 

(a)選擇參考節(jié)點(diǎn)

 

本例中，選擇A為參考節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)A增加負(fù)荷，應(yīng)該由G1承擔(dān)，因此節(jié)點(diǎn)A的電價(jià)為300￥/MWh。這也就是所有節(jié)點(diǎn)的電價(jià)中的能量分量。

 

(b)計(jì)算阻塞線路的影子價(jià)格

 

本例中，僅有線路AB阻塞，因此僅需要計(jì)算線路AB的影子價(jià)格。

 

計(jì)算線路AB的影子價(jià)格，也可按照類似邊際成本的方法計(jì)算，即計(jì)算線路AB的容量增加1MW，系統(tǒng)成本的變化量，即為線路AB的影子價(jià)格。

 

本例中，如果線路AB的容量增加1MW，則可以增加G1的出力，增加值為1/FAB,G1。本例中，F(xiàn)AB,G1=1/3，因此線路AB的容量增加1MW，G1可以增加3MW出力，發(fā)電成本為3*300=900￥/MWh。

 

如果線路AB的容量沒有變化，如果負(fù)荷增加3MW，根據(jù)上面的分析，應(yīng)該由G1和G2各發(fā)一半即1.5MW，總成本為1200￥/MWh。

 

因此，線路AB的影子價(jià)格為：

 

cAB=1200-900=300￥/MWh。

 

(c)計(jì)算阻塞分量

 

節(jié)點(diǎn)A的1MW出力流向節(jié)點(diǎn)C，將在線路AB產(chǎn)生1/3的潮流，阻塞分量為

 

ρ阻塞=FAB,G1*cAB=1/3*300=100￥/MWh

 

實(shí)際電力市場(chǎng)出清中，線路的阻塞分量可以直接由優(yōu)化程序計(jì)算得到。

 

(d)計(jì)算總電價(jià)

 

ρC=ρ能量+ρ阻塞= 300+100=400￥/MW

 

可以看到，計(jì)算結(jié)果與直接按照邊際成本方法的結(jié)果是一樣的。

 

6、約束出清【情景III-3】AC阻塞

 

1）參數(shù)設(shè)置

 

如圖5所示，設(shè)線路AC的最大傳輸容量為80MW，其他參數(shù)不變。

 

圖5 三節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)【情景III-3】

 

 

2）最優(yōu)調(diào)度結(jié)果

 

根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)，在本情景下，最佳的出力組合方案是G1出力90MW，G2出力60MW。線路AC的潮流達(dá)到限值80MW。具體分析如下：

 

G1的90MW出力在線路AC上產(chǎn)生的潮流為90*(2/3)=60MW,G2的60MW出力在線路AC上產(chǎn)生的潮流為60*(1/3)=20MW,線路AB上的總潮流為60+20=80MW。

 

3）節(jié)點(diǎn)電價(jià)計(jì)算

 

計(jì)算節(jié)點(diǎn)C增加單位負(fù)荷（1MW）時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度方案。按照【情景III-2】中類似的方法，求解以下方程組

 

（1）ΔPG1+ΔPG2=1

 

（2）ΔPG1*FAC,G1+ΔPG2*FAC,G2=0

 

將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入，得到

 

（1）ΔPG1+ΔPG2=1

 

（2）ΔPG1*(2/3)+ΔPG2*(1/3)=0

 

求解得到：ΔPG1= -1MW，ΔPG1= 2MW

 

邊際成本計(jì)算

 

ΔC=-1*300+2*500=700￥/MWh

 

節(jié)點(diǎn)C的電價(jià)為700￥/MWh。

 

同理，如果G2的發(fā)電成本/報(bào)價(jià)為800￥/MWh，則可以計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)C的電價(jià)為1300￥/MWh；如果G2的發(fā)電成本/報(bào)價(jià)為1000￥/MWh，則可以計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)C的電價(jià)為1700￥/MWh。

 

從本算例看到，系統(tǒng)中一些節(jié)點(diǎn)的電價(jià)可能會(huì)高于，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電廠的最高報(bào)價(jià)。

 

4）線路AC的影子價(jià)格

 

線路AC增加1MW容量，可用G1發(fā)電3/2MW的方案（總發(fā)電成本450元）代替（G1發(fā)電-3/2MW，G2發(fā)電3MW）的方案（總發(fā)電成本1050元），成本降低600元，因此線路AC的影子價(jià)格為600￥/MWh。

 

5）價(jià)格分量計(jì)算

 

節(jié)點(diǎn)C的阻塞分量為：600*2/3=400￥/MWh。系統(tǒng)的能量?jī)r(jià)格仍然為節(jié)點(diǎn)A的價(jià)格300￥/MWh，因此節(jié)點(diǎn)C的總電價(jià)為：300+400=700￥/MWh。

 

７、約束出清【情景III-４】CB阻塞

 

１）參數(shù)設(shè)置

 

如圖６所示，設(shè)線路CB的最大傳輸容量為30MW，節(jié)點(diǎn)B的負(fù)荷L2為150MW，節(jié)點(diǎn)C的負(fù)荷L１為零。其他參數(shù)不變。

 

圖6三節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)【情景III-4】

 

 

2）最優(yōu)調(diào)度結(jié)果

 

根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)，在本情景下，最佳的出力組合方案是G1出力90MW，G2出力60MW。線路CB的潮流達(dá)到限值30MW。具體分析如下：

 

G1的90MW出力在線路AC上產(chǎn)生的潮流為90*(１/3)=30MW,G2的60MW出力在線路CB上產(chǎn)生的潮流為0MW,線路CB上的總潮流為30MW。

 

3）節(jié)點(diǎn)電價(jià)計(jì)算

 

計(jì)算節(jié)點(diǎn)C增加單位負(fù)荷（1MW）時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度方案。按照【情景III-2】中類似的方法，求解以下方程組

 

（1）ΔPG1+ΔPG2=1

 

（2）ΔPG1*FCB,G1+ΔPG2*FCB,G2=0

 

將相關(guān)數(shù)據(jù)帶入，得到

 

（1）ΔPG1+ΔPG2=1

 

（2）ΔPG1*(-1/3)+ΔPG2*(-2/3)=0

 

求解得到：ΔPG1=2MW，ΔPG1=-1MW

 

邊際成本計(jì)算

 

ΔC=2*300-1*500=100￥/MWh

 

節(jié)點(diǎn)C的電價(jià)為100￥/MWh。

 

同理，如果G2的發(fā)電成本/報(bào)價(jià)為800￥/MWh，則可以計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)C的電價(jià)為-200￥/MWh；如果G2的發(fā)電成本/報(bào)價(jià)為1000￥/MWh，則可以計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)C的電價(jià)為-400￥/MWh。

 

從本算例看到，系統(tǒng)中一些節(jié)點(diǎn)的電價(jià)可能會(huì)低于電廠的最低報(bào)價(jià)，一些情況下可能出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)電價(jià)為負(fù)的情況。

 

4）線路CB的影子價(jià)格

 

線路BC增加1MW容量，可用G1發(fā)電3MW的方案（總發(fā)電成本900元）代替G2發(fā)電3MW的方案（總發(fā)電成本1500元），成本降低600元，因此線路BC的影子價(jià)格為600￥/MWh。

 

5）價(jià)格分量計(jì)算

 

節(jié)點(diǎn)C的阻塞分量為：600*(-1/3)=-200￥/MWh (-1/3為從A到C傳送功率對(duì)線路CB的分布因子)。系統(tǒng)的能量?jī)r(jià)格仍然為節(jié)點(diǎn)A的價(jià)格300￥/MWh，因此節(jié)點(diǎn)C的總電價(jià)為：300-200=100￥/MWh。

 

總結(jié)

 

本文通過三節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了節(jié)點(diǎn)電價(jià)及相關(guān)能量分量、阻塞分量的計(jì)算方法。在簡(jiǎn)單系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)電價(jià)可以直接利用邊際成本的概念計(jì)算：在該節(jié)點(diǎn)增加負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)成本的增加量。如果采用“價(jià)格=能量?jī)r(jià)格+阻塞價(jià)格”的方法計(jì)算，需要首先選擇參考節(jié)點(diǎn)，計(jì)算參考節(jié)點(diǎn)的價(jià)格；其次計(jì)算阻塞線路的影子價(jià)格，并將線路影子價(jià)格及“參考節(jié)點(diǎn)到所在節(jié)點(diǎn)對(duì)阻塞線路的分布因子”相乘得到阻塞分量；最后能量分量和阻塞分量相加就得到總的節(jié)點(diǎn)價(jià)格。線路的影子價(jià)格的含義是：線路增加單位傳輸容量，系統(tǒng)成本的變化量。