英国输电定价模型中的关键环节分析

为提供一种适于我国电力市场的输电定价方法,对英国电力交易新模式进行了分析,包括电网使用费中节点边际公里、区域边际公里以及区域电网使用费的计算3个关键环节,讨论了各主要参数对结果的影响。电网使用费中包括边际成本和综合成本,所以能提供经济信号并能维持电网收支平衡。该模型适合于线路容量较大的双边交易场合,而用于经常发生阻塞或包括集中交易形式的电力市场时则需要改进。     

一种点对点阻塞电价计算方法

针对当前集中交易为主同时存在大用户直供试点的市场模式,提出了一种点对点阻塞电价计算方法。给出了该算法的基本思想及详细描述,根据集中交易中无约束经济调度和考虑单个阻塞线路传输容量经济调度购电成本的差值计算阻塞线路传输单位能量的阻塞费用,进而基于功率传输分配系数矩阵计算点对点阻塞电价,根据需要可以在协议双方之间分摊。该算法中,加重阻塞的协议要支付阻塞费用,而减轻阻塞的协议应得到阻塞补偿,且阻塞费用(阻塞补偿)的大小取决于协议对阻塞线路潮流影响的程度。对PJM电力市场中的5节点算例进行了试算,并与金融输电权进行了对比,结果表明:点对点阻塞电价计算方法能够提供有效管理阻塞的经济信号,且简便易操作。     

电能平衡与辅助服务的辅助手段--期权

在电力市场交易中,如果发电商故意隐瞒可用发电容量或者抬高报价,将会损害辅助服务市场和实时平衡市场的竞争效率.如何确保有足够的发电容量用于这两个市场交易是电力市场的一个关键问题,同时也会影响到系统中的电能平衡和辅助服务的质量.为了解决这一问题,提出了基于期权的发电容量交易机制.电网调度者代表用户向发电厂购买发电容量期权;通过事前确定容量期权的价格和执行价格,电网调度者可以利用期权交易这一市场手段,获得调用机组剩余发电能力的权力,用于保证紧急情况下的系统运行.该发电容量期权交易还可取代现有的容量市场.     

实时电力市场运营模式

随着电力市场改革的深入，实时电力市场将成为我国电力市场改革的重要内容，也是保证电网在市场环境下安全运行的关键。文中对实时电力市场运营中的报价、交易、阻塞管理等环节的模型和算法进行了分析和研究。设计了基于容量报价和调整报价两种实时报价方法，给出了将区域电价和实时电价相结合的阻塞管理方法以适应我国未来的多级电力市场模式。据此设计了相应的实时电力市场运营模式，根据该模式设计实现了实时电力市场技术支持系统。     

电力市场下日前多边交易模型及算法研究

针对电力市场条件下多边交易的特点,提出了以电网安全为约束、交易电量最大化为目标的多时段的日前多边交易数学模型。在该模型中,可以允许电厂和用户的报价为任意形式、任意段数的线性折线段构成。为了能够处理这种灵活的报价形式,该文采用虚拟机组(用户)的概念把多段折线报价分解成单段报价,并提出一个结合遗传算法和线性规划法各自优点的混合优化策略来求解该模型,其中遗传算法用来解决多时段虚拟机组(用户)的组合问题,线性规划法用于进行考虑线路阻塞的电量最优分配。算例结果验证了该文所提出模型和算法的正确性和有效性。     

电力市场中的委托交易及其数学模型

该文提出了电力市场委托交易的概念,并提出了在传输阻塞和机组故障2种情况下基于收益最大化的委托交易的2个数学模型。在这2个模型中,要求委托交易的收益应大于在电力市场中策略竞标的收益,同时考虑了委托交易公司效益、输电线路功率限制、整个电网的功率平衡和委托交易等因素的约束条件,给出了委托交易公司和委托交易等因素的约束条件,给出了委托交易公司和受委托交易公司的成本函数。在研究电力市场中策略性竞标的收益时提出了基于收益最大化的策略性竞标的数学模型,对于这些最大化目标问题,采用了动态编程算法。在这些算法基础上提出了最大化目标问题的解决方案,通过一个算例的仿真计算,证明了所提出的委托交易的2个数学模型的正确性和有效性。     

电力市场不同交易模式下可用传输容量研究

电力市场环境下,可用传输容量是市场运营和交易中心以及市场成员关注的重要技术指标。介绍了可用传输容量的计算原则、常用求解方法及其优缺点。采用发电成本最低为目标函数的最优潮流工具,解决了双边交易模式、Pool模式及综合交易模式下的可用传输容量的求解问题。     

以价格为控制变量的交易计划和阻塞管理算法

交易计划及阻塞管理是电力市场安全经济运营的重要问题。但现有的交易计划及阻塞管理算法都是基于复杂的数学推导、并以不断调整机组出力为引导迭代的关键步骤,缺乏足够的市场特征。本文深入分析了电力市场中各种价格的含义及其相互之间的关系,提出了一种以价格为控制变量的交易计划和阻塞管理算法。算法在无约束交易计划的基础上,通过判断和调整阻塞线路的价格、相关发电机节点的价格,来引导系统达到新的价格平衡,进而改变机组出力和线路潮流而消除阻塞。这种算法体现了价格对资源稀缺程度和供需关系的衡量效果,整个计算过程经济意义和物理意义非常明确,突出了价格对资源优化配置的导向性作用。IEEE-14系统的计算结果表明了该算法具有快速、准确、迅速收敛的特点。     

线路潮流转归分量及其在固定成本分摊中的应用

探讨了电力市场多种交易模式下输电网固定成本的分摊问题。直接以交易功率为自变量,基于支路耗散功率转归分量法,推导了一种将线路潮流同时自然地转归给各个交易的解析方法,从而在物理层面上建立了交易量与线路潮流之间的量值关系。结合输电网固定成本及交易对线路有功潮流的使用程度,进一步提出了将输电网固定成本转归给各个交易的具体策略。该方法适用于混合交易模式的电力市场。它既满足电网的物理特性,又能提供良好的经济信号。仿真结果验证了文中方法的有效性。     

华北电网电力市场模式的研究

介绍了英国电力市场模式。英国电力市场可大致分为监管服务、交易结算和电力运行3个体系及发电公司和售电公司2个市场实体。对华北电网电力市场模式进行了分析。有3种模式:第一种为在各省建立省级电力市场,省内发电厂都成为独立发电公司,并在省内进行竞价上网;第二种为省内不建电力市场,批发交易统一在区域电力市场进行;第三种为一个区域电网内,区域交易中心和省交易中心同时存在。分析了在建立华北电网电力市场后如何进行电力交易。     

Market power implication on congested power system: A case study of financial withheld strategy

Market power refers to the ability of generators in influencing the energy prices above competitive level to obtain more profits. It may be the cause of transmission congestion that limits transfer capability in an interconnected area. Hence an independent system operator (ISO) must be able to detect the conditions in which market power has been practiced to guarantee a secure competition and economical operation of the electricity market. To cope up with transmission congestion to assess market power, an optimal power flow (OPF) based on shift-factor methodology to find out a new indicator, called congestion-based dynamic dispatch index has been proposed. One of the beneficial feature of the proposed method is the ability to recognise accurately the most potential generator to exercise the market power. A generator bidding scheme represented by financial withheld strategy is then utilised to investigate the dynamic condition of power market. An analysis on the power market performance to identify potential generators in exercising market power is also presented. The results show that transmission congestion condition may be created unnaturally by this particular bidding strategy. It prevents some cheap generators to supply their outputs and allows all more expensive generators within the congested zone to gain more profits at the cost of other market participants.     

电力市场中竞标电价及其影响因素

从微观经济学的角度研究了发电公司竞标电价及其影响因素。影响发电公司竞标电价的主要因素有发电公司本身的生产成本、市场需求量、价格-需求弹性、市场供给能力和限价机制等。首先研究了发电公司的生产成本和边际成本。边际成本曲线构成了发电公司的供给曲线,由此确定竞标电价的最低点。在具有较大的价格弹性的电力市场中,市场需求和价格弹性对发电公司竞标电价及其优化也有很大的影响。发电公司可以在低的市场价格时大幅度增加机组竞标量,在高的市场价格时适当减少机组的竞标电量,从而形成最优的竞标策略。限价机制约束了发电公司竞标电价上下限界,使得利益在发电公司和用户之间来回移动。     

基于资源协调的分散优化阻塞管理新算法

将基于资源协调的分散优化算法应用到电力合约市场的阻塞管理问题中。ISO将可能阻塞的线路容量看作公共的全局资源,分配给各合约交易商,并通过与交易商交换必要的信息实现最优的线路容量分配。该分散优化方法中,ISO可在不要求用户私人信息的条件下实现社会效益最优,同时迭代过程中的解总是保持可行,因此更加适用于电力市场环境。该文建立了相应的数学模型,提出求解算法和步骤,并证明了与集中优化解的一致性。最后用IEEE-30节点的算例,验证了该方法的有效性。     

电力市场中市场力的评估与发电竞标策略

提出发电公司竞标价格函数，并构建了在不健全市场下发电公司的竞标模型，在这种竞标模型和竞标价格函数的基础上对市场力加以评估。市场力的评估主要针对供不应求而且具有价格限制的市场。当市场经常出现供不应求的局面时，具有装机容量非常大或市场中主要的市场垄断者或所在地理位置可容易地造成输电阻塞等特性的发电公司，可利用其对市场需求的准确预测，来行使市场力，控制市场价格，从而获取高额的利润。数字仿真结果表明，在市场供不应求和市场供求均衡等2种情况下发电公司实现利润最大化的竞标策略完全不相同，从另一方面看也证实了市场力的存在和表现。     

电力市场中实现生产成本最小化的策略性竞标与数学模型

提出了在竞争的电力市场中实现发电生产成本最小化的数学模型。首先提出了二次型的发电生产成本的函数，研究了由于竞争以及市场条件、负荷的不确定等因素给发电公司带来的存货成本和缺货成本。最优的竞标价格是发电公司在竞争中获胜的首要条件，最优的竞标电量是发电公司实现其生产成本最小化的必要条件。本文提出了基于遗传编程实现生产成本最小化问题求解的快速算法，借助该算法，发电公司可以利用市场中公开的信息，快速地获得最优的价格策略和竞标策略。本文给出了一个有10个发电公司和20多个节点的省级电网作为研究实例，证明了所提出的竞标策略模型的实用性。     

英国改进的输电过网费定价机制分析

合理的输电价格是建设电力市场的重要基础。对英国改进的输电过网费定价机制进行研究,梳理英国输电定价改革历程,总结改进前后输电定价机制的区别,对改进的模型进行分析。利用7节点和IEEE 14节点系统算例对改进的输电过网费模型进行运用,分析其引导发电机和负荷投资的有效性。相比于改进前的方法,改进的输电过网费定价方法可有效区分不同发电技术的过网费,且可以促进可再生能源的发展,可为中国输配电定价提供借鉴。     

Reserve procurement and transmission capacity reservation in the Northern European power market

This paper provides the modeling approach and the associated results of determination of bidding prices for frequency restoration reserves (FRR) provision, and implications of cross-border transmission capacity reservation for FRR exchange. A model with three optimization blocks is developed. The FRR bidding price determination block uses an opportunity cost based approach to calculate the cost of providing FRR. For the FRR procurement, the transmission system operator (TSO) selects the cheapest bids with the possibility of cross-border exchange if transmission capacity is reserved for this purpose. In the day-ahead procurement block, optimal unit commitment and dispatch is determined, taking into account the reserve and transmission capacity allocations.A case study is done for the Northern European power system, consisting of the Nordic countries, Germany and the Netherlands. The results show how, among others, the FRR bidding prices are determined by the difference between the daily averaged sport price forecasts and the units’ marginal costs. The day-ahead and total reserve procurement costs are positively and negatively correlated to the system load respectively. As could be expected, costs are reduced in the FRR market when transmission capacity is reserved for this purpose. But a decrease in cost in the day-ahead market was also obtained for small transmission capacity reservations, caused by the increased flexibility in the FRR importing market. The total costs are the lowest for a transmission capacity reservation level of around 20%, illustrating that such reservation can be beneficial.     

需求侧响应在电力批发市场中的应用

电力需求侧响应就是运用系统可靠性项目或基于市场的价格去影响需求的时间和水平。总结介绍了需求侧响应在美国东北部3个电力市场（PJM、纽约州和新英格兰）以及在实行NETA前后英格兰威尔士电力市场的应用机制,提出了我国在建立批发市场前,可以先行建立需求侧参与辅助服务投标机制;在建立批发市场时,可以同时引入实时电价用户群机制,以及时发掘需求侧响应资源。     

基于市场总体信息的发电公司优化竞价策略

提出了一种基于市场总体信息的发电公司优化竞价策略。证明了机组优化竞价曲线的斜率是市场所有边际机组合成报价曲线斜率与机组边际成本曲线斜率之和，指出完全竞争市场下机组按边际成本曲线报价是该结论的一个特例，并成功地解释了在高峰负荷下发电公司滥用市场势力导致电价飙升的现象。另外，推导获得了机组在考虑多时段启停约束和启动成本条件下的最低投运电价。算例分析证明了结论的正确性和实用性。