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(jì)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

市場運(yùn)營者計(jì)算發(fā)電商通過LMP未能回收的啟停、空載等成本，對發(fā)電商支付差額成本，并將市場中的這部分成本以附加價格(price adder 或uplift)的形式分?jǐn)偨o市場用戶。

在以火電為主的市場中，整體上系統(tǒng)的邊際成本會隨著負(fù)荷的增加而升高，最后的邊際機(jī)組一般是可變成本比較高的機(jī)組，系統(tǒng)的出清價LMP一般也高于大多數(shù)發(fā)電機(jī)組的可變成本，因此大多數(shù)機(jī)組可以通過LMP收回全部或大部分的啟停等成本。比如算例1中，時段3、4情況下，對G1來說，市場出清價遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其可變成本，因此可以通過LMP對其啟停成本補(bǔ)償。對于部分無法全部補(bǔ)償其啟停等成本的機(jī)組，市場運(yùn)營者通過對用戶收取附加價格對其補(bǔ)償，以保證總成本的回收。大多數(shù)情況下，這部分附加價格不是很高，因此對市場信號的扭曲也不是很大。

但當(dāng)系統(tǒng)中的可再生能源增多以后，LMP經(jīng)常會降到非常低的水平，火電機(jī)組不僅不能補(bǔ)償其啟停成本，燃料等可變成本可能也無法補(bǔ)償，需要通過附加價格回收的成本大幅增加，市場價格信號被大大扭曲。

(2)改進(jìn)定價方法

實(shí)際上，可再生能源增多引起的價格變化、火電機(jī)組的補(bǔ)償?shù)葐栴}已經(jīng)引起了多個研究機(jī)構(gòu)及專家的關(guān)注。2017年美國能源部、能源監(jiān)管委員會、PJM等均就這個問題發(fā)布相關(guān)報告進(jìn)行了討論。

PJM在2017年11月15日發(fā)布改進(jìn)LMP定價方法的報告，主要就是為了解決這個問題。提出的可能的解決方法是讓在最小出力水平上的機(jī)組也可以定價。具體細(xì)節(jié)需要進(jìn)一步的研究。

2、發(fā)電商自行考慮

1)方法描述

這種方法中，發(fā)電商不需要向市場運(yùn)營者提交發(fā)電機(jī)組的啟停時間等技術(shù)參數(shù)，市場運(yùn)營者在進(jìn)行市場出清時，也不考慮這些約束，發(fā)電商需要通過報價策略的優(yōu)化保證其機(jī)組能夠按市場出清的結(jié)果進(jìn)行發(fā)電。如果有偏差，需要按照平衡市場或?qū)崟r市場的價格機(jī)制支付相應(yīng)的費(fèi)用。

這種方法下，市場運(yùn)營者在市場出清時，不需要考慮復(fù)雜的機(jī)組約束和啟停成本，中標(biāo)的發(fā)電機(jī)組按照相應(yīng)時段的市場出清價得到單一的能量價格，啟停成本不另外補(bǔ)償。

2)方法優(yōu)點(diǎn)

這種方法的好處主要是價格信號比較簡單、明晰，市場中僅有微增發(fā)電的價格，不需要考慮復(fù)雜的啟停成本。市場出清也相對比較簡單。市場成員在報價時，申報的價格需要綜合考慮啟停、空載及微增燃料成本等。

3)方法存在的問題

這種方法存在的主要問題，是如何保證市場出清結(jié)果的可行和電力系統(tǒng)的安全。由于單個市場成員缺乏對整體系統(tǒng)、整體市場的全面了解，很難準(zhǔn)確預(yù)測未來每個時段的價格，因此在一些情況下，可能導(dǎo)致市場出清的結(jié)果不可行。比如，一臺30MW的發(fā)電機(jī)組在7點(diǎn)整這個時段的出清量是15MW，而在7點(diǎn)一刻這個時段出清的結(jié)果是30MW，假設(shè)其爬坡速率是每分鐘2%，則其在7點(diǎn)一刻最多能將出力爬升到24MW，距離市場出清結(jié)果有6MW的偏差。這個偏差會引起兩個問題：首先，從系統(tǒng)的角度，需要調(diào)用其他的資源來彌補(bǔ)這個偏差，增加了系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險;其次，從發(fā)電商角度，由于無法按照市場出清的結(jié)果出力，偏差電量按照平衡市場或?qū)崟r市場的價格結(jié)算，其經(jīng)濟(jì)利益將受到一定影響。

這種方法存在的另外一個問題是發(fā)電企業(yè)的報價相對比較復(fù)雜。在前一種方法中，發(fā)電企業(yè)根據(jù)其實(shí)際成本及技術(shù)參數(shù)申報即可，如果市場出清結(jié)果要求其發(fā)電，市場會保證其所有成本的回收。但在這個方法中，需要由發(fā)電企業(yè)通過合理的報價確保其出清結(jié)果的物理上可執(zhí)行、經(jīng)濟(jì)上有收益，對發(fā)電企業(yè)的報價水平的要求相對較高。

4)解決的方式

對這種方法存在的問題，國際上主要有兩種解決的方式。

(1)動態(tài)發(fā)布市場信息和允許動態(tài)修改報價

這種方法下，通過盡量多的發(fā)布市場相關(guān)信息，以及讓市場成員可以隨時根據(jù)市場供需情況的變化修改報價來解決出清結(jié)果的可行性問題。

澳大利亞電力市場即采用這種方法。澳大利亞電力市場有以下幾個特點(diǎn)：

責(zé)任編輯：lixin

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