第2節(jié) 日前市場(chǎng)

日前電量市場(chǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)日前市場(chǎng)），顧名思義，是實(shí)際運(yùn)行的前一天對(duì)電量進(jìn)行交易的市場(chǎng)通過(guò)日前電量市場(chǎng)的交易，系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)可以確定次日系統(tǒng)的運(yùn)行方式和調(diào)度計(jì)劃；發(fā)電廠可以調(diào)整機(jī)組的出力，獲得更多的發(fā)電量；用戶(hù)（不一定直接參與日前電量市場(chǎng)，可能通過(guò)配電公司、零售商或者單一買(mǎi)電機(jī)構(gòu)）可以購(gòu)買(mǎi)合同電量之外所需電量。

因?yàn)樗械暮霞s電量必須在日前市場(chǎng)交割，在合約市場(chǎng)沒(méi)有考慮的一些約束，在日前市場(chǎng)必須考慮。所以日前市場(chǎng)最大的特點(diǎn)是電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律緊密的交織在一起。

日前市場(chǎng)是由交易中心每天組織，其主要目的在于滿足短期負(fù)荷不平衡。日前市場(chǎng)反映的是短期的供需平衡關(guān)系和生產(chǎn)成本。由于信息越來(lái)越明確，市場(chǎng)成員更容易操縱市場(chǎng)，所以一般日前市場(chǎng)的價(jià)格高于合約市場(chǎng)。

日前市場(chǎng)能夠提供剩余發(fā)電容量的機(jī)組已經(jīng)不多了，在加上機(jī)組開(kāi)停的物理約束，機(jī)組的市場(chǎng)力會(huì)更大。為了控制市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，競(jìng)價(jià)空間不宜過(guò)大，一般控制在總電量的10%左右。

2.1日前市場(chǎng)的設(shè)計(jì)原則

前文已經(jīng)提及，日前市場(chǎng)最大的特點(diǎn)是電網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律緊密的交織在一起。因此，在日前市場(chǎng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，兼顧電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的特殊性和經(jīng)濟(jì)規(guī)律的普適性這一原則。

1、日前市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)空間

日前的競(jìng)價(jià)空間是預(yù)測(cè)短期負(fù)荷曲線減去合約發(fā)電計(jì)劃為日前的競(jìng)價(jià)空間，合約電量的分解，考慮電網(wǎng)約束和負(fù)荷曲線，公平性必須保證。

2、以短期電量市場(chǎng)中的總購(gòu)電費(fèi)用最低為目標(biāo)，并考慮所有機(jī)組約束條件和電網(wǎng)約束條件，以保證經(jīng)濟(jì)規(guī)律和電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)律通過(guò)有約束的優(yōu)化問(wèn)題得到統(tǒng)一的解決。

3、為了避免發(fā)電機(jī)組的頻繁啟停，在短期電量市場(chǎng)交易中，采用盡量保證機(jī)組連續(xù)開(kāi)機(jī)的機(jī)制。

2.2日前市場(chǎng)的競(jìng)價(jià)原理

一、競(jìng)爭(zhēng)標(biāo)的

日前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)標(biāo)的是日負(fù)荷預(yù)測(cè)結(jié)果與合約出力的余額。按電量報(bào)價(jià)的機(jī)組的合約出力在日前市場(chǎng)開(kāi)市前公布，調(diào)度中心對(duì)這部分機(jī)組的合約出力分配應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化。因?yàn)殡娏恳逊峙涞礁鲿r(shí)段，所以電廠一般按出力報(bào)價(jià)。

二、電廠報(bào)價(jià)

機(jī)組按出力報(bào)價(jià)，可只申報(bào)一條報(bào)價(jià)曲線，也可按時(shí)段申報(bào)報(bào)價(jià)曲線。澳大利亞和英國(guó)早期電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)均為分時(shí)段競(jìng)價(jià)。

請(qǐng)讀者思考：以上兩種方式有什么區(qū)別？

按時(shí)段報(bào)價(jià)由于在高峰和低谷的供求關(guān)系的影響，電價(jià)的波動(dòng)非常大。經(jīng)濟(jì)學(xué)上認(rèn)為：當(dāng)商品漲價(jià)的速度超過(guò)了需求增長(zhǎng)的速度，這就是一種投機(jī)行為。投機(jī)行為是不能創(chuàng)造任何價(jià)值的。機(jī)組在不同時(shí)段如只能申報(bào)一條曲線，就可以較好的遏制這種投機(jī)。一條報(bào)價(jià)曲線，使得機(jī)組的高峰和低谷的報(bào)價(jià)進(jìn)行了聯(lián)動(dòng)。當(dāng)機(jī)組想在高峰時(shí)段投機(jī)時(shí)，將在低谷時(shí)段損失中標(biāo)的機(jī)會(huì)。

請(qǐng)讀者思考：能否只申報(bào)一條曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)本章第一節(jié)中介紹的王錫凡教授的分段競(jìng)價(jià)思想？

2.3日前市場(chǎng)的交易決策

我們反復(fù)強(qiáng)調(diào)，日前市場(chǎng)最大的特點(diǎn)是電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的特殊規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律緊密的交織在一起。在日前市場(chǎng)上，受電力商品的特殊性的制約，交易方式會(huì)發(fā)生了多大的扭曲呢？日前市場(chǎng)上，我們分別制定兩個(gè)交易計(jì)劃，即不受電力商品的特殊性約束的“無(wú)約束交易計(jì)劃”和增加了電力商品的特殊性約束的“有約束交易計(jì)劃”。兩相比較，我們就能回答上面的問(wèn)題了。

日前市場(chǎng)的電力運(yùn)行有哪些約束呢？我們來(lái)看日前市場(chǎng)決策的數(shù)學(xué)模型。這是一個(gè)多約束條件的優(yōu)化問(wèn)題。我們以發(fā)電機(jī)最大和最小出力約束和線路傳輸容量約束為例進(jìn)一步作解釋。

我們知道，一般的火電受爬坡率的限制，是沒(méi)有辦法瞬間啟停的。那么可能會(huì)出現(xiàn)這種情況，某一機(jī)組報(bào)價(jià)較高，在上一時(shí)段能夠中標(biāo)，而下一時(shí)段由于負(fù)荷減小，無(wú)法中標(biāo)了。在這種情況下，若要保證這臺(tái)高價(jià)機(jī)組的連續(xù)運(yùn)行，其他機(jī)組必須減出力，此時(shí)購(gòu)電費(fèi)用必然增加。即由于物理規(guī)律的約束，商品的價(jià)格發(fā)生了扭曲。我國(guó)一開(kāi)始在六省市進(jìn)行省級(jí)電力市場(chǎng)運(yùn)行試點(diǎn)時(shí)，由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，山東的電力市場(chǎng)運(yùn)行中沒(méi)有考慮機(jī)組的啟停約束條件，曾出現(xiàn)過(guò)上述情況。2006年華東電力市場(chǎng)日前調(diào)電試運(yùn)行期間，浙江某電廠甚至出現(xiàn)了中標(biāo)結(jié)果七次啟停的局面，可見(jiàn)機(jī)組性能約束對(duì)于日前巾^場(chǎng)交易的影響之大。

除了機(jī)組的約束之外，日前市場(chǎng)交易還要考慮電網(wǎng)的約束條件。

上圖中由于線路傳輸容量的限制，A區(qū)域的部分發(fā)電機(jī)組雖然中標(biāo)，但卻無(wú)法安排其出力，不得不調(diào)用B區(qū)域原來(lái)未中標(biāo)的機(jī)組。

對(duì)于這種情況，英國(guó)電力市場(chǎng)的處理方式是對(duì)阻塞線路的兩端機(jī)組的出力均勻的進(jìn)行調(diào)整。美國(guó)的電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)部門(mén)認(rèn)為英國(guó)的處理方式不透明，調(diào)度員權(quán)利過(guò)大，美國(guó)電力市場(chǎng)采用分區(qū)電價(jià)的處理方式，用不同的出清價(jià)格來(lái)調(diào)整分區(qū)的出力。美國(guó)的處理方式易于監(jiān)管，但其購(gòu)電成本高于英國(guó)的方式，我們?cè)陔妰r(jià)機(jī)制一章會(huì)詳細(xì)介紹分區(qū)電價(jià)機(jī)制。。

我們現(xiàn)在已經(jīng)了解了電力運(yùn)行的約束對(duì)日前市場(chǎng)交易的影響了。日前市場(chǎng)的交易決策是多約束條件的優(yōu)化問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題如何求解呢，我們介紹一種拉格朗日松弛法。感興趣的讀者如想進(jìn)一步了解，需要學(xué)握一些優(yōu)化原理的相關(guān)知識(shí)。

優(yōu)化問(wèn)題(12)通過(guò)緩慢地增加λ^k逐漸消除解的不可行性．這類(lèi)似于電網(wǎng)調(diào)度員的一種決策過(guò)程，他逐漸地增加系統(tǒng)的購(gòu)電價(jià)格直到系統(tǒng)負(fù)荷得到滿足為正．最大的λ^k對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)的邊際成本或價(jià)格．優(yōu)化問(wèn)題(11)實(shí)際上是發(fā)電公司的行為根據(jù)最新的系統(tǒng)購(gòu)電價(jià)格力。，各發(fā)電公司獨(dú)立地調(diào)整其自身的出力．如果在發(fā)電公司機(jī)組出力范圍內(nèi)，其微增成本或價(jià)格dFj／dPj均小于λ^k，則公司應(yīng)調(diào)整其出力為最大．在這一情況下，該公司從電網(wǎng)公司獲利．如果在發(fā)電公司機(jī)組出力范圍內(nèi)，dFj/dP，均大于λ^k，則增加發(fā)電對(duì)于發(fā)電公司是不經(jīng)濟(jì)的．在這種情況下，發(fā)電公司應(yīng)將按最小出力發(fā)電。如果機(jī)組出力范圍內(nèi)，存在著出力Pj滿足dFj(Pj)／dPj=λ^k．在這一情況下，公司應(yīng)調(diào)整其出力為P；，可獲利￡=(λ^k 一dFj(P,j)／dpj)-dpj，這里Pmin,j<Pj<Pmax,j求解問(wèn)題(6)的過(guò)程是交替地計(jì)算主問(wèn)題(12)和子問(wèn)題(11)。