《電力市場概論》電量市場—實時市場
第3節(jié) 實時市場
3.2實時市場的交易原理
在實時調度中,系統(tǒng)調度員首先根據系統(tǒng)總不平衡量,決定啟用上調機組還是下調機組。然后,根據調節(jié)價格排序,從價格低的機組開始調度,直到滿足不平衡量。最后一臺調節(jié)的機組成為邊際調節(jié)機組,其報價成為邊際調節(jié)價格。按照統(tǒng)一定價原則,所有參與調節(jié)的機組都被付給邊際調節(jié)價格。在實際運作中,一般只調三臺機組。這是處于實時市場對時間的要求,需要盡快滿足負荷偏差。一般負荷中心的電廠優(yōu)先調用。此時EMS系統(tǒng)將發(fā)揮重要作用。
實時市場可以用于多種情形下的運行控制。例如消除電力不平衡量、以及下一節(jié)中的阻塞管理。現在以簡單的消除電力不平衡量為例,說明實時平衡市場的采購原則。
實時市場的平衡交易模型將考慮各種實際運行約束,優(yōu)化目標是總調節(jié)費用的最小化。模型的目標函數是:
或者
二者分別對應于需要增加和降低總發(fā)電量的情形。
其中Ii,t+和Ii,t-是機組i在時段t是否參與上調或下調市場的布爾變量,若Ii,t+=1表示機組i在時段t參與了上調市場,而Ii,t-必然為0;若Ii,t-=1表示機組i在時段t參與了下調市場,而Ii,t+必然為0.另一種可能性是Ii,t+=0且Ii,t-=o,表示既不參與上調市場,也不參與下調市場。
Ci,t+和Ci,t-分別是對應的調節(jié)報價;△Pi,t是機組i在時段t的調節(jié)量。
約束條件包括:
(1)系統(tǒng)有功平衡:
其中,P△為t時段系統(tǒng)電力不平衡量。
(2)系統(tǒng)正、負備用約束;
(3)節(jié)點有功平衡;
(4)基爾霍夫第二定律;
(5)線路輸送容量約束;
(6)系統(tǒng)調頻容量的約束;
(7)機組最大和最小出力約束;
(8)機組最小運行與停機持續(xù)時間約束;
(9)機組跟蹤負荷能力。
其中約束(1)~(6)為系統(tǒng)安全運行約束,約束(7)~(9)為機組技術指標約束。
3.3 阻塞管理
當輸電網絡出現阻塞時,如何實現最優(yōu)的實時控制也是電網公司必然面臨的難題之一。控制策略必須保證對所有的市場成員是公平和公正的[1]。
在建立實時市場之后,系統(tǒng)調度員可以從實時市場獲得發(fā)電商和電力用戶參與調節(jié)的報價意愿。然后,調度員調用阻塞管理程序以確定計劃微調方案。該方案可能是調整機組出力,也可能是切負荷,也有可能同時采取兩種調節(jié)手段。究竟采用哪種方案將取決于整個系統(tǒng)的運行狀況、線路阻塞的情況、發(fā)電商的調節(jié)報價以及電力用戶能夠承受的電價水平。
與簡單的實時市場不同,阻塞管理可能在上調某些機組的出力的同時,下調其它機組的出力。
阻塞管理模型的目標函數是未來一段時間內總調節(jié)費用的最小化,其中調節(jié)費用的計算考慮了平衡調節(jié)市場的結算規(guī)則,即:按照統(tǒng)一的邊際上調價榕和邊際下調價格付費。調節(jié)費用是各機組出力的調整量△Pi,t及各用戶的負荷裁減量△Li,t的函數。
模型的目標函數為
其中Ii,t+、Ii,t-、Ci,t+、Ci,t-、△Pi,t的含義與上一節(jié)相同。Cj,tC是用戶j樂意支付的用電價格,△Lj,t是安排削減用戶j的負荷量。再記裁減負荷的向量為△L。其約束條件與實時交易相同。
阻塞管理的算法思路大概分兩個過程,旨先得到一個可行解。可行解的獲得可以采用考慮電網安全約束的交易計劃模型。其次,考慮一個迭代過程。在迭代過程中,對切負荷手段和機組調節(jié)方案進行整體優(yōu)化,直到得到一個最優(yōu)的切負荷方案和調節(jié)方案。算法框架見下圖。
圖中,對原計劃的調節(jié)算法如卜^:引入變量RMC+和RMC-,即上調邊際電價和下調邊際電價。先分別對上調市場和下調市場根據機組調節(jié)價格進行排序,然后在原購電計劃與可行解中有差別的機組中,找到一對最貴的上調機組或下調機組,嘗試向差別減小的方向調整。如果調整一個較小的數值步K 6,其解依然可行,則調整之。然后在得到的解的基礎之上繼續(xù)調整,直到得到最優(yōu)的調節(jié)方案。
調度員按照優(yōu)化的調節(jié)計劃,向各機組下達調節(jié)指令,事后按照統(tǒng)一的邊際調節(jié)價格付給發(fā)電商調節(jié)費用。如果同時需要采取切負荷措施,系統(tǒng)調度員將通知相關用戶,并于實際運行時執(zhí)行。

責任編輯:繼電保護
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