深度丨電力市場集中競價的經濟學原理分析

2017-12-04 10:47:57 走進電力市場　點擊量：評論 (0)

電力市場與其他市場的一個最主要的區別是電不易儲存，需要保持實時平衡，因此如何保持實時的供需平衡、如何對平衡進行定價、結算也是電力市場設計的核心內容之一。本系列文章中前面的文章對電力市場中對平衡的處

第一個例子考慮傳統電力系統，沒有風電、光伏等可再生能源的情況。假設系統中有兩個發電主體，發電商G1擁有一個額定容量為30MW的火電機組，最小出力為15MW;發電商G2擁有一個額定容量為100MW的火電機組，最小出力40MW。G1、G2的微增發電成本分別為0.5元/kWh及0.2元/MWh。假設市場競爭充分，G1、G2的微增發電報價等于其真實的成本。表1給出了幾個時段下系統出清的結果。

表1 算例1.1下的出清結果

可以看到，時段1下，僅G2發電，市場出清價等于G2的微增成本報價，G2的收益僅能補償其發電可變成本，無法補償其啟停等成本。

時段2下，G1和G2發電，由于G1最小出力的限制，其出力為15MW，在此情況下增加負荷時應該由G2增加出力，邊際成本是0.2元/kWh，因此此時的LMP也為0.2元/kWh。

時段3、4下，G2已經達到了其最大出力，因此如果增加負荷應該由G1增加出力，邊際成本是G1的報價0.5元/kWh，因此此時的LMP為0.5元/kWh。這種情況下，G1、G2都按照0.5元/kWh的價格結算。對于G1來說，除了補償其可變成本，還有0.3元/kWh的額外收益，可以用來補償其啟停等費用。對于G2來說，0.5元/kWh的價格仍然只能補償其可變成本。

【算例1.2】

第二個例子考慮有風電等可再生能源參與的情況。同樣假設系統中有兩個發電主體，發電商G1擁有一個額定容量為30MW的火電機組，最小出力為15MW;發電商G3擁有一個風電廠，最大出力10MW。G1、G3在市場中的微增發電報價分別為0.5元/kWh及0元/MWh。表2給出了幾個時段下系統出清的結果。

表2 算例1.2下的出清結果

從表中看到：當系統負荷在15MW至25MW之間時，G3單獨不能滿足全部負荷，因此需要G1開機。考慮到G1的最小出力，在系統負荷為16MW、20MW、24MW時，G1的出力均為15MW，G3的出力分別為1MW、5MW及9MW。由于G3仍有剩余容量，在這幾種情況下，如果增加負荷，都仍然由G3來增加出力滿足負荷的需求，因此系統的微增(邊際)成本為零，也就是說，這幾個時段的LMP均為零。當負荷達到25MW以后，G3已經滿發，新增的負荷應該由G1滿足，因此LMP變為G1的報價：0.5元/kWh。

【算例1.3】

第三個例子考慮稍微復雜一些的情況，系統中有三個發電主體，發電商G1、發電商G2以及發電商G3，三個發電商的參數情況與前兩個算例相同：G1為30MW的火電，G2為100MW的火電，G3為10MW的風電。表1.3給出了不同負荷水平下的市場出清結果。

表3 算例1.3下的出清結果