深度丨電力市場(chǎng)集中競(jìng)價(jià)的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理分析

2017-12-04 10:47:57 走進(jìn)電力市場(chǎng) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

電力市場(chǎng)與其他市場(chǎng)的一個(gè)最主要的區(qū)別是電不易儲(chǔ)存，需要保持實(shí)時(shí)平衡，因此如何保持實(shí)時(shí)的供需平衡、如何對(duì)平衡進(jìn)行定價(jià)、結(jié)算也是電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容之一。本系列文章中前面的文章對(duì)電力市場(chǎng)中對(duì)平衡的處

市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)者計(jì)算發(fā)電商通過(guò)LMP未能回收的啟停、空載等成本，對(duì)發(fā)電商支付差額成本，并將市場(chǎng)中的這部分成本以附加價(jià)格(price adder 或uplift)的形式分?jǐn)偨o市場(chǎng)用戶。

在以火電為主的市場(chǎng)中，整體上系統(tǒng)的邊際成本會(huì)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(jià)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(guò)LMP收回全部或大部分的啟停等成本。比如算例1中，時(shí)段3、4情況下，對(duì)G1來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)出清價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其可變成本，因此可以通過(guò)LMP對(duì)其啟停成本補(bǔ)償。對(duì)于部分無(wú)法全部補(bǔ)償其啟停等成本的機(jī)組，市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)者通過(guò)對(duì)用戶收取附加價(jià)格對(duì)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(jià)格不是很高，因此對(duì)市場(chǎng)信號(hào)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(huì)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(wú)法補(bǔ)償，需要通過(guò)附加價(jià)格回收的成本大幅增加，市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)被大大扭曲。

(2)改進(jìn)定價(jià)方法

實(shí)際上，可再生能源增多引起的價(jià)格變化、火電機(jī)組的補(bǔ)償?shù)葐?wèn)題已經(jīng)引起了多個(gè)研究機(jī)構(gòu)及專家的關(guān)注。2017年美國(guó)能源部、能源監(jiān)管委員會(huì)、PJM等均就這個(gè)問(wèn)題發(fā)布相關(guān)報(bào)告進(jìn)行了討論。

PJM在2017年11月15日發(fā)布改進(jìn)LMP定價(jià)方法的報(bào)告，主要就是為了解決這個(gè)問(wèn)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(jià)。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(chǎng)運(yùn)營(yíng)者提交發(fā)電機(jī)組的啟停時(shí)間等技術(shù)參數(shù)，市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)者在進(jìn)行市場(chǎng)出清時(shí)，也不考慮這些約束，發(fā)電商需要通過(guò)報(bào)價(jià)策略的優(yōu)化保證其機(jī)組能夠按市場(chǎng)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(chǎng)或?qū)崟r(shí)市場(chǎng)的價(jià)格機(jī)制支付相應(yīng)的費(fèi)用。

這種方法下，市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)者在市場(chǎng)出清時(shí)，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(shí)段的市場(chǎng)出清價(jià)得到單一的能量?jī)r(jià)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(jià)格信號(hào)比較簡(jiǎn)單、明晰，市場(chǎng)中僅有微增發(fā)電的價(jià)格，不需要考慮復(fù)雜的啟停成本。市場(chǎng)出清也相對(duì)比較簡(jiǎn)單。市場(chǎng)成員在報(bào)價(jià)時(shí)，申報(bào)的價(jià)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(wèn)題

這種方法存在的主要問(wèn)題，是如何保證市場(chǎng)出清結(jié)果的可行和電力系統(tǒng)的安全。由于單個(gè)市場(chǎng)成員缺乏對(duì)整體系統(tǒng)、整體市場(chǎng)的全面了解，很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未來(lái)每個(gè)時(shí)段的價(jià)格，因此在一些情況下，可能導(dǎo)致市場(chǎng)出清的結(jié)果不可行。比如，一臺(tái)30MW的發(fā)電機(jī)組在7點(diǎn)整這個(gè)時(shí)段的出清量是15MW，而在7點(diǎn)一刻這個(gè)時(shí)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(chǎng)出清結(jié)果有6MW的偏差。這個(gè)偏差會(huì)引起兩個(gè)問(wèn)題：首先，從系統(tǒng)的角度，需要調(diào)用其他的資源來(lái)彌補(bǔ)這個(gè)偏差，增加了系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn);其次，從發(fā)電商角度，由于無(wú)法按照市場(chǎng)出清的結(jié)果出力，偏差電量按照平衡市場(chǎng)或?qū)崟r(shí)市場(chǎng)的價(jià)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(gè)問(wèn)題是發(fā)電企業(yè)的報(bào)價(jià)相對(duì)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(bào)即可，如果市場(chǎng)出清結(jié)果要求其發(fā)電，市場(chǎng)會(huì)保證其所有成本的回收。但在這個(gè)方法中，需要由發(fā)電企業(yè)通過(guò)合理的報(bào)價(jià)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(duì)發(fā)電企業(yè)的報(bào)價(jià)水平的要求相對(duì)較高。

4)解決的方式

對(duì)這種方法存在的問(wèn)題，國(guó)際上主要有兩種解決的方式。

(1)動(dòng)態(tài)發(fā)布市場(chǎng)信息和允許動(dòng)態(tài)修改報(bào)價(jià)

這種方法下，通過(guò)盡量多的發(fā)布市場(chǎng)相關(guān)信息，以及讓市場(chǎng)成員可以隨時(shí)根據(jù)市場(chǎng)供需情況的變化修改報(bào)價(jià)來(lái)解決出清結(jié)果的可行性問(wèn)題。

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

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