考慮多種用戶價(jià)格機(jī)制下的綜合型能源售電公司購(gòu)電競(jìng)價(jià)策略

2018-01-05 11:16:35 來(lái)源:電網(wǎng)技術(shù) 作者:尹龍, 劉繼春, 高紅均, 寧世超, 李陽(yáng)　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

摘要自新一輪電力市場(chǎng)改革以來(lái),售電公司在國(guó)內(nèi)迅速興起,而其如何參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電獲取最大利潤(rùn)成為核心問題之一。結(jié)合能源互聯(lián)替代背景

摘要

自新一輪電力市場(chǎng)改革以來(lái),售電公司在國(guó)內(nèi)迅速興起,而其如何參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電獲取最大利潤(rùn)成為核心問題之一。結(jié)合能源互聯(lián)替代背景,研究了多種用戶價(jià)格機(jī)制下的綜合型能源售電公司參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電的策略問題。首先介紹了綜合型能源售電公司的結(jié)構(gòu)、運(yùn)作、對(duì)用戶實(shí)行的售電價(jià)格機(jī)制和其參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)的流程;然后研究了參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電過(guò)程中的重要部分：綜合型能源售電公司支付函數(shù)的模型,為獲得其最優(yōu)競(jìng)價(jià)策略奠定基礎(chǔ);最后運(yùn)用粒子群算法對(duì)算例進(jìn)行仿真求解,分析了各種用戶價(jià)格機(jī)制、能源替代模式與競(jìng)價(jià)策略之間的關(guān)系,得出綜合型能源售電公司參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電的最優(yōu)策略。

0 引言

新一輪電力市場(chǎng)改革促進(jìn)了電力行業(yè)在配電側(cè)的開放,具有競(jìng)爭(zhēng)性的售電公司如何參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)獲得最大利潤(rùn)成為其關(guān)注的核心問題之一。影響該問題的兩個(gè)關(guān)鍵因素是售電公司對(duì)用戶實(shí)施的多樣化用戶價(jià)格機(jī)制和能源互聯(lián)替代下的多樣性綜合能源。售電公司對(duì)用戶實(shí)施多樣化的售電價(jià)格機(jī)制是為滿足各類用戶的需求,吸引更多的用戶,但在獲得更多用戶市場(chǎng)的同時(shí),也應(yīng)該考慮到多樣化的價(jià)格機(jī)制對(duì)其參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)策略的影響;并且,隨著能源互聯(lián)替代技術(shù)的發(fā)展,多樣化的綜合型能源成為售電公司經(jīng)營(yíng)的重要內(nèi)容,因此除電力外其他形式能源對(duì)售電公司競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略的影響也有待研究。

現(xiàn)有對(duì)用戶價(jià)格機(jī)制的研究大多集中在其影響電網(wǎng)安全和發(fā)電側(cè)盈利的問題上。如,文獻(xiàn)[1-4]研究了向用戶提供高可靠性電價(jià)機(jī)制的作用及補(bǔ)償。文獻(xiàn)[5-7]探究了對(duì)用戶實(shí)施階梯電價(jià)在市場(chǎng)中的作用。新電改后,不少文獻(xiàn)研究了售電公司的運(yùn)營(yíng)問題。如,文獻(xiàn)[8]研究了售電公司關(guān)心的核心問題,即在實(shí)時(shí)電價(jià)下效益最大化與風(fēng)險(xiǎn)決策間的關(guān)系,但沒有計(jì)入用戶價(jià)格機(jī)制的影響。文獻(xiàn)[9]研究了售電公司實(shí)行中斷電價(jià)機(jī)制獲取效益最大化的策略,雖將中斷電價(jià)機(jī)制運(yùn)用到售電側(cè),但是僅僅考慮了利用中斷負(fù)荷盈利的問題,未能考慮其對(duì)售電公司參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)的影響。文獻(xiàn)[10-11]初步探索了售電公司在不完全信息下,以博弈的方式參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電,探究了售電公司競(jìng)價(jià)購(gòu)電整體框架結(jié)構(gòu)和流程,但沒有探究到用戶價(jià)格機(jī)制對(duì)整體競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略的影響。

能源互聯(lián)替代背景下,售電公司逐步轉(zhuǎn)型為綜合多種能源的服務(wù)公司,目前針對(duì)綜合型能源對(duì)其核心電力事業(yè)的競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略影響的研究較少。文獻(xiàn)[12-13]研討了能源互聯(lián)網(wǎng)下電能替代的發(fā)展路線及其運(yùn)營(yíng)模式和相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。文獻(xiàn)[14]介紹了集成熱、電、氣多能源載體的能源中心。文獻(xiàn)[15]研究了將智能能源中心(smart energy hub,SEH)安裝在用戶側(cè)使用,雖涉及了能源替代關(guān)鍵技術(shù),但未具體運(yùn)用到售電公司端,也未有相應(yīng)的研究其在電力方面的影響。

針對(duì)上述用戶電價(jià)機(jī)制和綜合型能源對(duì)售電公司參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電影響的研究不足,本文研究了考慮多種用戶電價(jià)機(jī)制下的綜合型能源售電公司參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略。文章首先對(duì)綜合型能源售電公司的經(jīng)營(yíng)結(jié)構(gòu)、其對(duì)用戶實(shí)施的售電價(jià)格機(jī)制和其參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)流程做出分析。然后建立了中斷電價(jià)、高可靠性電價(jià)和階梯電價(jià)(不包含中斷電價(jià)和高可靠性電價(jià)的普通型階梯電價(jià))下的綜合型能源售電公司參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電的支付函數(shù)模型,為求最優(yōu)的競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略奠定基礎(chǔ)。最后利用粒子群算法對(duì)文中算例進(jìn)行仿真求解,通過(guò)求解結(jié)果,分別分析了不同用戶價(jià)格機(jī)制、綜合型能源與售電公司參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略間的關(guān)系,最終得出綜合型能源售電公司在電力市場(chǎng)上最優(yōu)的購(gòu)電競(jìng)價(jià)策略。

1 綜合型能源售電公司結(jié)構(gòu)及其參與市場(chǎng)的流程

1.1 綜合型能源售電公司的結(jié)構(gòu)

作為用戶與發(fā)電側(cè)間的中間商,售電公司成為能源互聯(lián)替代的重要組成部分。售電公司將突破單一購(gòu)電模式而經(jīng)營(yíng)多種能源業(yè)務(wù)。其經(jīng)營(yíng)多能源業(yè)務(wù)的結(jié)構(gòu)如圖1。售電公司的經(jīng)營(yíng)范圍不僅僅從市場(chǎng)上購(gòu)買電能,還可與不具備參與市場(chǎng)的小型清潔能源發(fā)電公司合作,并且實(shí)現(xiàn)能源業(yè)務(wù)跨界經(jīng)營(yíng)。文中設(shè)定的綜合型能源的售電公司為能從市場(chǎng)上購(gòu)買電能,同時(shí)從天然氣公司購(gòu)買天然氣。

用電高峰時(shí)期,當(dāng)售電公司購(gòu)電價(jià)格高出天然氣價(jià)格時(shí),或其參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)失敗時(shí),售電公司可購(gòu)買更多的天然氣通過(guò)SEH將天然氣轉(zhuǎn)化為電能和熱能,以此減少購(gòu)電成本或者彌補(bǔ)競(jìng)價(jià)失敗所帶來(lái)的損失。SEH內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2,天然氣通過(guò)能量管理系統(tǒng)(energy manage system,EMS)分配,分別進(jìn)入微型渦輪機(jī)和氣熔爐,進(jìn)入微型渦輪機(jī)的天然氣用來(lái)發(fā)電,為電力負(fù)荷提供電能,同時(shí)將產(chǎn)生的熱能提供給熱負(fù)荷,進(jìn)入氣熔爐的天然氣則完全產(chǎn)生熱量來(lái)滿足用戶的熱負(fù)荷,以熱能的形式來(lái)替代電能的消耗,節(jié)約資源同時(shí)達(dá)到能源的高效利用。

圖2中的傳遞函數(shù)為

式中：Ein、Gin分別為進(jìn)電量和進(jìn)氣量;ηT為變壓器變比;α為天然氣分配到微型渦輪機(jī)的比例;ηe M、ηg MT分別為天然氣通過(guò)微型渦輪機(jī)轉(zhuǎn)化為電能和熱能的效率;ηF為氣熔爐的產(chǎn)熱效率;Eout、Hout分別為送出的電量和熱量。

1.2 售電公司對(duì)用戶實(shí)行的售電價(jià)格機(jī)制

考慮到售電公司將面臨多種類型的用戶而實(shí)行多種類型的售電電價(jià)機(jī)制,包括可中斷電價(jià)、高可靠性電價(jià)和遞增式階梯電價(jià)。

1)對(duì)于實(shí)行可中斷電價(jià)的用戶,在負(fù)荷高峰時(shí)期,用戶根據(jù)售電公司提供的中斷補(bǔ)償表來(lái)中斷相應(yīng)的負(fù)荷,中斷補(bǔ)償表如圖3(a)圖,中斷不同區(qū)間段的負(fù)荷對(duì)應(yīng)著不同的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。

2)如圖3(b)中,售電價(jià)格隨著可靠率的增加而增加,到達(dá)最大可靠率時(shí),售電價(jià)格達(dá)到最大。對(duì)于實(shí)行高可靠性電價(jià)的用戶,售電公司中可能因人為操作不當(dāng)?shù)纫蛩貙?dǎo)致供電不可靠等故障,其將對(duì)該類用戶進(jìn)行高出售電價(jià)格十幾倍的停電補(bǔ)償。

3)圖3(c)描述了階梯電價(jià)與電量的關(guān)系圖,階梯電價(jià)的用戶可根據(jù)售電公司安排的遞增式階梯電價(jià)表來(lái)安排用電量。

1.3 售電公司參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)過(guò)程

設(shè)t時(shí)段的市場(chǎng)清算價(jià)格為μt,售電公司的投標(biāo)電價(jià)為Pbt,當(dāng)Pbt>μt時(shí),售電公司競(jìng)價(jià)成功。而在Pbt=μt時(shí)可能出現(xiàn)競(jìng)價(jià)成功,但其所需的電量不能完全得到滿足的情況。售電公司對(duì)MCP的評(píng)價(jià)與市場(chǎng)MCP的實(shí)際值存在著不一致,因此引入變量ω,ω≥0。售電公司對(duì)MCP的評(píng)價(jià)為(1+ω)μt,市場(chǎng)MCP實(shí)際值為μt,當(dāng)ω=0時(shí)表示評(píng)價(jià)與實(shí)際值一致,只要報(bào)價(jià)Pbt≥(1+ω)μt,就可保證競(jìng)價(jià)成功。

售電公司可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析得出市場(chǎng)清算電價(jià)μt的概率密度函數(shù)f(x),在(-∞, d)的概率為

售電公司參與電力市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電流程如圖4所示,通過(guò)支付函數(shù),售電公司可得出在最大利潤(rùn)下的競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略。文章第2部分將對(duì)多種用戶價(jià)格機(jī)制下的綜合型能源售電公司的支付函數(shù)模型進(jìn)行詳細(xì)研究。

2 競(jìng)價(jià)策略中的支付函數(shù)建模

2.1 綜合型能源售電公司的購(gòu)電成本

綜合型能源售電公司在用電高峰時(shí),電價(jià)超過(guò)氣價(jià),可使天然氣通過(guò)SEH發(fā)電,減少了用戶該時(shí)段的中斷電量,同時(shí)能起到調(diào)節(jié)用戶毀約的情況。相比原來(lái)被動(dòng)依賴用戶中斷的調(diào)節(jié)方式,擁有較大的主動(dòng)性。綜合型能源售電公司的購(gòu)電成本由兩部分組成：競(jìng)價(jià)成功時(shí)參與市場(chǎng)實(shí)時(shí)競(jìng)價(jià)購(gòu)電的成本與售電公司購(gòu)買天然氣的成本;競(jìng)價(jià)失敗時(shí)售電公司為減少失敗賠償購(gòu)買天然氣的成本。成本表達(dá)式模型為

式中：θt為競(jìng)價(jià)成功的概率;Q1t 、Q2t、Q3t 為競(jìng)價(jià)前實(shí)施中斷電價(jià)、高可靠性電價(jià)和階梯電價(jià)的用戶分別所需的現(xiàn)貨市場(chǎng)電量;δt為用戶執(zhí)行中斷合同的概率;ΔQt為中斷量;ΔQtmax為中斷的上限;Qgas˙t

為天然氣發(fā)電替代的負(fù)荷量;μ¯tμ¯t為售電公司向市場(chǎng)

購(gòu)電價(jià)格;Pgas˙t對(duì)應(yīng)天然氣價(jià)格,天然氣的價(jià)格與氣體量呈階梯關(guān)系;Gin tmax為天然氣使用量上限;qt為售電公司參與市場(chǎng)的投標(biāo)電量。

為得式(6)中到天然氣進(jìn)氣量Gin與轉(zhuǎn)化電量Qgas之間的關(guān)系,將式(1)展開：

2.2 綜合型能源售電公司售電收益

競(jìng)價(jià)成功時(shí),售電公司的售電收益包括去除中斷補(bǔ)償后的售電收益和用戶給予售電公司毀約賠償、售電給實(shí)施高可靠性電價(jià)的用戶去除停電補(bǔ)償?shù)氖找妗⑹垭娊o階梯型電價(jià)用戶的收益;競(jìng)價(jià)失敗時(shí),售電公司在不考慮天然氣價(jià)格是否小于等于購(gòu)電價(jià)格時(shí)適量購(gòu)買天然氣使用SEH,t時(shí)段總售電收益為

式中：p1t、p2t、p3t分別為中斷電價(jià)、高可靠性電價(jià)和階梯電價(jià);Pcompt為中斷補(bǔ)償價(jià)格;Fct為違約賠償;β為可靠率;φ為常數(shù);Ps為競(jìng)價(jià)失敗時(shí)售電公司對(duì)用戶供電缺額的補(bǔ)償價(jià)格;a1t、a2t、a3t分別為天然氣替代的負(fù)荷量分配給3類用戶的比例。

2.3 售電公司的支付函數(shù)

售電公司的支付函數(shù)指售電公司參與整個(gè)市場(chǎng)所獲得的利潤(rùn)：

W=F−CW=F−C (17)

根據(jù)交易規(guī)則,按售電公司報(bào)價(jià)從高到低排序得出需求曲線,即售電公司投標(biāo)電價(jià)Pbt與投標(biāo)電量qt滿足關(guān)系：

Pbt=kt(qt+f)Pbt=kt(qt+f) (18)

式中：kt為投標(biāo)電量與投標(biāo)報(bào)價(jià)之間的斜率;f為兩者之間的截距,由于報(bào)價(jià)Pbt必大于零,根據(jù)需求曲線遞減原則,kt必小于零,因而f取絕對(duì)值大于qt的負(fù)數(shù)。

由于售電市場(chǎng)競(jìng)價(jià)剛剛起步,缺乏充足的數(shù)據(jù)支撐,本文假設(shè)MCP服從常見的區(qū)間正態(tài)分布與均勻分布進(jìn)行對(duì)比分析,研究MCP不同分布情況對(duì)最優(yōu)競(jìng)價(jià)策略的影響。

當(dāng)市場(chǎng)清算電價(jià)μt在[a, b]上服從均勻分布：

f(x)=1b−a=1Lf(x)=1b−a=1L (19)

根據(jù)式(3)(4)分別求出競(jìng)價(jià)成功的概率和市場(chǎng)清算電價(jià)的期望為

同樣依式(3)(4)可分別求出MCP在正態(tài)分布下競(jìng)價(jià)成功的概率和市場(chǎng)清算電價(jià)的期望。

文中qt為投標(biāo)電量,t時(shí)段參與市場(chǎng)投標(biāo)的電量為該時(shí)段3類用戶總的負(fù)荷需求除去按照合同中斷的負(fù)荷和天然氣發(fā)電替代的電量,有

3 模型求解

本文在MATLAB工作環(huán)境下,基于蒙特卡洛模擬生成某時(shí)段各類用戶的負(fù)荷需求和價(jià)格場(chǎng)景及滿足式(7)(8)(15)(16)(23)的初始變量;將初始變量代入式(20)(21)(22)中,分別求出該場(chǎng)景中的競(jìng)價(jià)成功、失敗的概率和市場(chǎng)清算價(jià)格的期望;再將這些參數(shù)和變量代入式(6)(14)中求出該場(chǎng)景的成本和收益;利用式(17)求出其利潤(rùn);使用粒子群算法對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求出最大的利潤(rùn)值,得出max W下的最優(yōu)變量;最后通過(guò)式(18)(25)計(jì)算出最優(yōu)情況下的k、q值,得出該場(chǎng)景下售電公司參與市場(chǎng)購(gòu)電最優(yōu)競(jìng)價(jià)策略,求解流程圖如圖5。

圖5 模型求解流程圖

4 算例分析

算例仿真了24個(gè)時(shí)段下的售電公司競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略情況。文中根據(jù)用戶提供的不同類型的負(fù)荷曲線,售電公司分析得到實(shí)行中斷電價(jià)的用戶所需在現(xiàn)貨市場(chǎng)的初始電量489 MW,實(shí)行高可靠性和階梯電價(jià)的用戶分別為387 MW和523 MW。對(duì)中斷用戶的售電價(jià)格依據(jù)售電公司和用戶之間的合同價(jià)格實(shí)施,文中假設(shè)其比售電公司參與市場(chǎng)購(gòu)電價(jià)格多出50元/MW。高可靠性電價(jià)多出售電公司向市場(chǎng)購(gòu)電價(jià)格95元/MW乘以其可靠率,階梯電價(jià)、中斷補(bǔ)償價(jià)格和天然氣價(jià)格分別見附錄表1、表2和表3。在售電價(jià)格機(jī)制為長(zhǎng)期累計(jì)計(jì)量情況下,設(shè)售電公司各個(gè)時(shí)段參與現(xiàn)貨市場(chǎng)競(jìng)價(jià)的初始電量相同。同時(shí)仿真MCP服從均勻分布和正態(tài)分布情況下中斷電量寬幅、可靠率和階梯寬幅對(duì)最優(yōu)策略的影響。

4.1 分布上限與策略間的關(guān)系

圖6對(duì)應(yīng)附錄表4,分析了各時(shí)段中市場(chǎng)清算電價(jià)服從均勻分布上限b隨著時(shí)段增加而增加的情況。可以看出,Pb增大導(dǎo)致競(jìng)價(jià)成功的概率增大,雖然購(gòu)電電價(jià)也增加,但其增加的成本小于獲得的收益,因而總利潤(rùn)不斷增加。由于投標(biāo)電量q增加,而q增大速率大于報(bào)價(jià)增大速率,根據(jù)式(18) k逐漸減小;隨著b進(jìn)一步增大,購(gòu)電報(bào)價(jià)Pb快速增加,天然氣和中斷量增加來(lái)平衡不足,投標(biāo)電量q減少,k隨之又逐漸增大;當(dāng)b增加到一定值后,競(jìng)價(jià)成功的概率變小,中斷量和天然氣量逐漸增多,最終增多的成本大于增加的收益,總的利潤(rùn)減少。

圖6 均勻分布上限與最優(yōu)策略的關(guān)系

4.2 中斷補(bǔ)償表寬幅與策略間的關(guān)系

圖7(a)研究了MCP服從均勻分布情況下中斷補(bǔ)償表寬幅對(duì)售電公司購(gòu)電競(jìng)價(jià)的影響。各時(shí)段始終保持初始競(jìng)價(jià)電量Q1=489 MW、Q2=387 MW、Q3=523 MW的情況下,選取a=130,b=162處來(lái)模擬隨著時(shí)段的增加中斷電量的增加對(duì)售電公司競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略的影響。圖7(b)研究了MCP在區(qū)間[130, 162],期望和方差固定不變的正態(tài)分布情況。兩圖中k都先增大后減小,原因是中斷量的增多,損失了該部分的負(fù)荷,而競(jìng)價(jià)成功的概率增大,投標(biāo)電量q增加,然而增加的量少于中斷的量,最終投標(biāo)電量減少,而投標(biāo)報(bào)價(jià)不變,因此k值逐漸增大,中斷量繼續(xù)增多時(shí),競(jìng)價(jià)成功的概率提升,增加的q大于中斷的量,最投標(biāo)電量相比之前時(shí)段增加,導(dǎo)致k又隨之減小。由于天然氣起到調(diào)節(jié)作用,中斷量增加導(dǎo)致節(jié)約的成本多于損失的售電收益,利潤(rùn)增多;隨著中斷電量進(jìn)一步增加,超出天然氣調(diào)節(jié)補(bǔ)償范圍,售電公司損失了該部分負(fù)荷的售電收益,最終利潤(rùn)減少。

對(duì)比分析圖7(a)(b),k和利潤(rùn)的變化趨勢(shì)相同。但兩圖中的最優(yōu)點(diǎn)位置不同。可知,MCP的分布情況的不同對(duì)最優(yōu)策略的變化趨勢(shì)影響不大,只是最優(yōu)點(diǎn)的位置發(fā)生了改變。

圖7 中斷量寬幅與最優(yōu)策略間的關(guān)系

4.3 可靠率與策略間的關(guān)系

圖8仿真了高可靠率與售電公司參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電的關(guān)系。其中圖8(a)仿真了MCP服從均勻分布情景下的高可靠率與最優(yōu)策略間的關(guān)系。圖8(b)仿真了MCP服從正態(tài)分布的情景。兩圖中k逐漸變小,總利潤(rùn)增多。原因是可靠率的提高增加了競(jìng)價(jià)成功的概率,售電公司投標(biāo)電量增多,而報(bào)價(jià)幾乎不變,因而k逐漸變小;隨著高可靠性電價(jià)的可靠率逐漸提升,售電公司報(bào)價(jià)逐漸增大,競(jìng)價(jià)成功概率迅速降增大,天然氣和中斷量減少,投標(biāo)電量q增加,但增加的成本比增加收益小,利潤(rùn)增多。

對(duì)比兩圖可看出,不同MCP分布情景下,可靠率的改變不會(huì)改變最優(yōu)策略變化趨勢(shì),而改變了最優(yōu)位置。

圖8 可靠率與最優(yōu)策略間的關(guān)系

4.4 階梯電量寬幅與策略間的關(guān)系

圖9研究在同一檔情況下階梯寬幅對(duì)競(jìng)價(jià)策略的影響。圖9(a)仿真了MCP服從均勻分布情景下的階梯寬幅與最優(yōu)策略間的關(guān)系,圖9(b)仿真了

圖9 階梯寬幅與最優(yōu)策略間的關(guān)系

MCP服從均勻分布的情景。兩圖中k都先減小后增大,利潤(rùn)先增加后減少。原因是：增加的負(fù)荷量多于天然氣和中斷負(fù)荷的調(diào)節(jié)量,而報(bào)價(jià)不變,則k逐漸減小,當(dāng)中斷量和天然氣調(diào)節(jié)能力大于階梯電量需求的增量時(shí)k值相較于前時(shí)段變大;由于可中斷負(fù)荷和天然氣之間的協(xié)調(diào)調(diào)節(jié),隨著電量需求的增加,而競(jìng)價(jià)成功的概率不變,售電公司獲得了更多的市場(chǎng),從而獲得更多的收益。隨著階梯電量的進(jìn)一步增加,提供協(xié)調(diào)的補(bǔ)償負(fù)荷已不能繼續(xù)平衡需求,總利潤(rùn)將減少,此時(shí)應(yīng)將利潤(rùn)減少到超出規(guī)定利潤(rùn)范圍部分時(shí)的階梯電量歸為下一檔。

對(duì)比兩圖曲線趨勢(shì)相似,只是在具體參數(shù)點(diǎn)上的數(shù)值有所區(qū)別。因而,不同的MCP分布情況下,售電公司應(yīng)該制定符合該種分布下的階梯電價(jià)表。

4.5 天然氣分配率與策略間的關(guān)系

圖10對(duì)應(yīng)附錄表5,分析了綜合型能源售電公司中的天然氣分配到氣熔爐和微型渦輪機(jī)中的比例對(duì)售電公司的競(jìng)價(jià)關(guān)系的影響。起初k值和利潤(rùn)不發(fā)生變化,原因是本文未計(jì)及天然氣產(chǎn)熱和產(chǎn)電成本的關(guān)系,所以α在一定范圍內(nèi)的天然氣發(fā)電不會(huì)對(duì)競(jìng)價(jià)策略造成影響,在實(shí)際生產(chǎn)中,需考慮到產(chǎn)熱和產(chǎn)電的成本問題,α的取值將唯一。隨著α進(jìn)一步減少,中斷的電量逐漸增多,熱能出現(xiàn)過(guò)剩,雖然熱負(fù)荷能得到天然氣燃燒熱量的補(bǔ)償,但天然氣轉(zhuǎn)化的電負(fù)荷已經(jīng)不足以補(bǔ)償電負(fù)荷,k值增大,總利潤(rùn)減少。

圖10 天然氣分配率與最優(yōu)策略的關(guān)系

4.6 用戶執(zhí)行中斷合同的概率與策略間的關(guān)系

圖11研究了中斷負(fù)荷用戶執(zhí)行中斷合同的概率δ與最優(yōu)競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略間的關(guān)系。中斷概率的增大增加了競(jìng)價(jià)成功的概率,因而售電公司參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)的電量增多,且報(bào)價(jià)幾乎不變,依據(jù)式(18),k逐漸變小;競(jìng)價(jià)成功的概率增大,售電公司獲得的利潤(rùn)大于其損失的中斷負(fù)荷造成的損失,利潤(rùn)增多。同時(shí)從圖11中可見,當(dāng)δ=0時(shí)售電公司獲得的利潤(rùn)為56 032.77元,δ=1時(shí)利潤(rùn)為57 791.02元,其利潤(rùn)相差并不大,主要是由于售電公司主動(dòng)的使用天然氣對(duì)用戶不執(zhí)行中斷合同時(shí)的調(diào)節(jié),使得其能避免更大的損失。

圖11 用戶執(zhí)行中斷合同概率與最優(yōu)策略間的關(guān)系

5 結(jié)論

本文研究多種用戶價(jià)格機(jī)制下的綜合型能源售電公司參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)購(gòu)電的策略。通過(guò)算例可以總結(jié)出：1)市場(chǎng)清算價(jià)格的精確預(yù)測(cè)對(duì)其參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)的策略的影響較大,因而,售電公司在參與市場(chǎng)前應(yīng)充分的收集好歷史交易數(shù)據(jù),并做出高效的預(yù)測(cè)。2)可中斷負(fù)荷的補(bǔ)償費(fèi)用與中斷量密切相關(guān),中斷量不足,總的利潤(rùn)較小,中斷量過(guò)多,損失了此部分的利潤(rùn),獲得的總利潤(rùn)仍然較小,合理的寬幅制定能得出最優(yōu)的報(bào)價(jià)與競(jìng)價(jià)電量間的關(guān)系。3)高可靠性電價(jià)機(jī)制下,可靠率的微小變動(dòng)將會(huì)對(duì)整體的競(jìng)價(jià)成功幾率造成影響,售電公司需提高自身的服務(wù)質(zhì)量和供電過(guò)程中的操作高效,提升可靠性。4)階梯電價(jià)中,同檔電量的寬幅對(duì)其利潤(rùn)和競(jìng)價(jià)成功的概率的影響不大,但是不當(dāng)?shù)碾娏繉挿匀粫?huì)較大地影響報(bào)價(jià)-電量曲線的關(guān)系。5)能源互聯(lián)替代中,售電公司安排天然氣進(jìn)入微型渦輪機(jī)和氣熔爐的比例是其他形式的能源參與負(fù)荷調(diào)節(jié)的關(guān)鍵。6)MCP在均勻分布和正態(tài)分布下的售電公司最優(yōu)購(gòu)電競(jìng)價(jià)策略是不同的。

7)用戶是否執(zhí)行中斷合同對(duì)售電公司最終收益與其參與市場(chǎng)最優(yōu)的競(jìng)價(jià)購(gòu)電策略有一定影響,但由于SEH使得售電公司具有主動(dòng)應(yīng)對(duì)這類不確定因素的調(diào)節(jié)能力,能減少此因素對(duì)其造成的損失。

下一階段的研究重點(diǎn)在于進(jìn)行用戶售電價(jià)格機(jī)制與售電價(jià)格的聯(lián)合優(yōu)化、以及考慮階梯電價(jià)、可中斷電價(jià)、高可靠性電價(jià)并存情況下對(duì)售電公司競(jìng)價(jià)策略的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 張欽,白建華,陳立斌.電力市場(chǎng)下基于分層可靠性服務(wù)的可靠性電價(jià)體系研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2011,35(12):165-170. Zhang Qin,Bai Jianhua,Chen Libin.Study on reliability pricing system in electricity market based on hierarchical reliability service[J].Power System Technology,2011,35(12):165-170(in Chinese).

[2] 吳政球,葉世順,匡文凱.電力市場(chǎng)環(huán)境下的可靠性電價(jià)與可靠性交易[J].電網(wǎng)技術(shù),2006,30(4):74-77.Wu Zhengqu,Ye Shishun,Kuang Wenkai.Reliability transaction and reliability pricing in electricity market environment[J].Power System Technology,2006,30(4):74-77(in Chinese).

[3] Billinton R,Cui L,Pan Z.Qualitative reliability considerations in the determination of performance based rates and customer service[J].IET Proceedings-Generation Transmission and Distribution,2002,149(6):640-644.

[4] 王文山,王鶴,韓英豪.電力市場(chǎng)中高靠性電價(jià)的設(shè)計(jì)研究[J].華東電力,2007,35(11):72-75. WangWenshan,Wang He,Han Yinghao.Pricing of electricity with high reliability in electricity markets[J].East China Electric Power,2007,35(11):72-75(in Chinese).

[5] 黃海濤. 居民分時(shí)階梯電價(jià)聯(lián)合優(yōu)化模型研究[J].電網(wǎng)技術(shù),2012,36(10):253-258. Huang Haitao.A joint optimization model of residential time-of-use block electricity rate[J].Power System Technology,2012,36(10):253-258(in Chinese).

[6] 黃海濤,張粒子,喬慧婷,等.基于變密度聚類的居民階梯分段電量制定方法[J].電網(wǎng)技術(shù),2010,34(11):111-116. Huang Haitao,Zhang Lizhi,Qiao Huiting,et al.A method to determine step-shaped electricity consumption levels for residential area based on variable-density clustering[J].Power System Technology,2010,34(11):111-116(in Chinese).

[7] 趙會(huì)茹,王玉瑋,張超,等.階梯電價(jià)下居民峰谷分時(shí)電價(jià)測(cè)算優(yōu)化模型[J].電力建設(shè),2016,37(3):17-23.Zhao Huiru,Wang Yuwei,Zhang Chao,et al.Optimization model of residential time-of-use tariff calculation under multi-step electricity price[J].Electric Power Construction,2016,37(3):17-23(in Chinese).

[8] 張欽,王錫凡,王建學(xué).需求側(cè)實(shí)時(shí)電價(jià)下供電商購(gòu)售電風(fēng)險(xiǎn)決策[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2010,34(3):22-27. Zhang Qin,Wang Xifan,Wang Jianxue.Electricity purchasing and selling risk decision for power supplier under real-time pricing[J].Automation of Electric Power Systems,2010,34(3):22-26(in Chinese).

[9] 羅琴,宋依群.售電市場(chǎng)環(huán)境下計(jì)及可中斷負(fù)荷的營(yíng)銷策略[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2015,39(17):134-139.Luo Qin,Song Yiqun.Marketing strategy in competitive retail market considering interruptible load[J].Automation of Electric Power Systems,2015,39(17):134-139(in Chinese).

[10] 段登偉,劉俊勇.基于不完全信息靜態(tài)博弈論的購(gòu)電商競(jìng)價(jià)策略研究[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2003,23(7):10-14. Duan Dengwei,Liu Junyong.Buyer’s bidding strategies based on the static game theory with incomplete information[J].Electric Power Automation Equipment,2003,23(7):10-14(in Chinese).

[11] 段登偉. 配電市場(chǎng)管制及供電公司風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的定價(jià)研究[D].成都:四川大學(xué),2005.

[12] 孫毅,許鵬,單葆國(guó),等.售電側(cè)改革背景下“互聯(lián)網(wǎng)+”電能替代發(fā)展路線[J].電網(wǎng)技術(shù),2016,40(12):3649-3655. Sun Yi,Xu Peng,Shan Baoguo,et al.Road map for “Internet Plus” energy substitution in electricity retail market reform in China[J].Power System Technology,2016,40(12):3649-3655(in Chinese).

[13] 曾鳴,楊雍琦,李源非,等.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下新能源電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式及關(guān)鍵技術(shù)初探[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2016,36(3):681-691. Zeng Ming,Yang Yongqi,Li Yuanfei,et al.The preliminary research for key operation mode and technologies of electrical power system with renewable energy sources under energy internet[J].Proceedings of the CSEE,2016,36(3):681-691(in Chinese).

[14] Geidl M,Koeppel G,Favre-Perrod P,et al.Energy hubs for the future[J].IEEE Power & Energy Magazine,2007,5(1):24-30.

[15] Bahrami S,Sheikhi A.From demand response in smart grid toward integrated demand response in smart energy hub[J].IEEE Transactions on Smart Grid,2016,7(2):650-658.

原標(biāo)題:考慮多種用戶價(jià)格機(jī)制下的綜合型能源售電公司購(gòu)電競(jìng)價(jià)策略

責(zé)任編輯：lixin

免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與本站無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。

我要收藏

個(gè)贊