電力市場中的等報價方法

電力市場中的等報價方法是基於市場均衡理論的一種交易最佳化算法，能很好地將市場中的經濟規律同電力系統的實際運行結合起來，在電力市場中可以有效地解決發電機組的競價問題。詳細闡述了等報價方法的基本原理，說明等報價方法不僅可以解決競價過程中的功率分配問題，而且可以解決競價過程中的機組開、停問題。

基本介紹

• 中文名：電力市場中的等報價方法
• 外文名： quotation in the electric market
• 類型：電力市場關鍵技術
• 本質：市場均衡理論
• 領域：能源
• 學科：電氣工程

簡介

在電力市場環境下，傳統的機組組合算法也可以作為交易最佳化方法來使用，但是不能很好地解決實際問題。針對電力市場的實際特點，從二十世紀八十年代以來，多種交易理論及大量的算法被提出，等報價方法是其中較主要的一類方法。

等報價方法基於市場均衡理論，能很好地將市場中的經濟規律同電力系統的實際運行結合起來，是一種非常有效的電力市場交易最佳化算法。文獻是等報價方法在電力市場中套用的典型示例，但是沒有考慮機組的開、停問題;以供求曲線的交點作為電力交易的依據，這與等報價方法的原理是相同的，也源於市場的均衡理論，只是需要合成總的供應和需求曲線。這種方法在現有的電力市場中占有很大成分，如挪威、西班牙的電力市場，以及我國的遼寧、浙江等地的電力市場都是採用這種算法的。

雖然等報價方法已被廣泛地使用，但還是存在一定欠缺的，這些欠缺主要表現在:1沒有對等報價方法的原理進行深入的分析，影響了等報價方法的使用效果;2忽略了機組的開、停問題，使等報價方法在一些條件下無法適用。針對這些缺陷，詳細分析了等報價方法的基本原理，並將等報價方法套用於機組開、停問題。

等報價方法的基本原理

以發電市場為例，在t時段當發電市場達到均衡，並且不考慮機組開、停問題時，如圖1所示，由於負荷曲線無彈性，可以用如下的數學模型來描述發電市場。

圖1 發電市場效益示意圖

:

由圖1可見，滿足約束條件(2)的最低邊際電價只能是供求曲線的交點電價，因此可以證明，數學模型(1) ， (2)可以用來描述達到均衡時的發電市場。等報價方法就是尋找這個最低的交點電價。

但是，上述結論是在假設發電報價曲線的形狀是不降的情況下得出的，因為最終合成的供應曲線是上升的，這符合市場中的經濟規律。當發電報價曲線呈現下降特性時，被合成的供應曲線可能是不規則形狀的。此時，因為違背了市場中的經濟規律，所以等報價方法是不適用的。

負荷分配的等報價方法

等報價方法已經被用於解決發電市場中的負荷分配問題。當發電市場達到均衡狀態時，按統一邊際成本結算，市場的效益最大化，總的購電成本也最小。如上節所述，負荷分配的等報價方法採用如下數學模型:

負荷分配的等報價方法

機組組合的等報價方法

問題描述

等報價方法在機組組合方面的運用還是存在一定的困難的，這主要是由於電力市場的特殊性所決定的:由於電力市場的參與者較少，考慮機組組合問題時，價格改變，可能會引起功率的較大變化。本節以等報價原則解決電力市場環境下的機組組合問題，整個求解過程分兩步:1)確定被組合的機組;(2)在已組合的機組中分配負荷。採用如下的數學模型。式中:x;，，為第Z台機組在t時段的狀態變數;S max， tSmin，，為系統負荷上、下旋轉備用要求;Ri， max、 Ri， min為第i台機組功率的最大上升、下降速度限值;t機組連續開機、停機到t時段的時間;鮮編n"鮮孺n為第Z台機組的最小開機、停機時間。

機組組合的等報價方法

上述約束條件是電力系統所必須滿足的，其中約束條件((3 ) (4)是動態約束，其餘約束條件為靜態約束;此外，在採用等報價算法時，網路的安全約束無法考慮，需要進行進一步的安全校核。

約束條件的處理

因為等報價方法是基於市場均衡理論的，而電力市場的均衡只能在某一時段上達到，因此在運用等報價方法時，動態約束(發電機組功率上升、下降速度約束和最小開、停機時間約束)必須按照時段進行解藕。所以，做第t時段的發電計畫時，第t-1時段的數據是已知的，也就是說，在做第t時段的發電計畫前，第t-1時段的市場結算已經完成了。

基於等報價原則的機組組合方法

由於已經將機組劃分為“必開”、“必停”和“可開、可停”幾種狀態，對於“必停”機組就不用再考慮了;機組的開、停組合在“可開、可停”機組中進行的。在疊代過程中，隨著邊際電價的升高，系統的功率不斷地緩慢上升，當一台機組被組合上之後，系統的功率必然有一個階躍，如果此階躍使系統功率大於負荷，則此機組被稱做平衡機組，機組組合被確定，疊代過程結束;否則，疊代過程一直持續下去，直到系統功率等於系統負荷為止。