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。
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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,如圖2所示。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:
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。
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。