激励性含柔性负荷日前市场出清电价机制的建模
发布时间：2021-02-15 19:02
对于电力市场而言,发电竞争只是电力改革的初级阶段,进一步让柔性负荷参与市场竞价是电力市场化的必经之路。传统上采用节点边际电价的日前市场出清电价机制,理论与实践均证明,该机制难以同时实现个体理性、激励相容和社会福利最大化等要求。考虑到电力市场成员之间的信息不对称性,为克服电力市场中市场成员的策略性报价行为,实现市场的高效运行及社会福利最大化,基于VCG的机制设计理论,给出了一种考虑发电机组和柔性负荷参与日前市场出清的电价机制,该机制同时满足激励相容、个体理性以及社会福利最大化要求。最后,采用某2节点系统和修改的IEEE14节点系统为例说明了该日前市场出清电价机制的基本特征。
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(12)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
节点边际电价机制和本文机制的实施流程
2节点系统某2节点系统如图2所示。发电机组1、2和3的真实边际发电成本函数分别为1G,1cPG,11.05P17、2G,2G,2cP2.1P25以及3G,3cPG,31.55P20；机组出力约束范围均为G,0kP40MWk1,2,3。节点1有1个柔性负荷，节点2有2个柔性负荷，各真实边际用电效益分别为1D,1D,1bP0.4P135、2D,2D,2bP0.8P120以及3D,3D,3bP0.5P+128；需求功率约束均为：0D,50MWjPj1,2,3。电价单位为美元/MWh，节点1和节点2之间线路的输电容量为10MW。图2某2节点系统Fig.2A2-buspowersystem3.1.1节点边际电价根据式(9)、式(10)，节点1和节点2的LMP分别为LMP1和LMP2，根据该LMP，系统运营商支付给节点1处发电机组的费用G,1LMPPQ为G,1LMPLMPP1G,1QP(27)节点1处柔性负荷1支付给系统运营商的费用D,1LMPPQ为D,1LMPLMPP1D,1QP(28)节点2处同理。在LMP机制下，若柔性负荷1、2和3分别申报各自真实用电效益；且3台发电机组均申报真实发电成本，系统优化调度发电机组1、2和3出清功率分别为38.64MW、17.42MW和26.58MW；柔性负荷1、2和3出清功率分别为46.06MW、10.99MW和25.59MW；节点1和节点2处的电价分别为98.15美元/MWh、102.41美元/MWh；发电机组1、2和3的净利润分别为1567.9美元、637.0146美元和1095.4美元；柔性负荷1、2和3的净用电效益分别为848.7美元、96.69美元和327.42美元；系统总社会福利为4615.8美元。假设柔性负荷1、2和3分别申报各自真实边际用电效益1b、2b和3b；发电机组2申报其真实边际发电成本2
成本，以及激励柔性负荷申报真实的用电效益，因而能够使得系统整体社会福利最大化。3.2修改的IEEE14节点系统采用修改的IEEE14节点系统，其中，系统中有：5台发电机组，分别位于1、2、3、6和8节点；3个柔性负荷，分别位于9、13和14节点，修改后的IEEE14节点系统如图3所示。发电机数据和负荷数据被市场竞标数据替代，不计输电线路电阻，不考虑无功功率。本算例测试环境为DELLInspiron15-7560笔记本电脑，编程软件平台为MatlabR2015b，潮流计算求解器采用Matpower7.0b1。图3修改的IEEE14节点系统Fig.3RevisedIEEE14-buspowersystem根据本文的电价机制，一台发电机组获得的支付定义为该发电机组参与日前市场前后，其他市场成员总发电成本/用电效益的变化；同理，一个柔性负荷给出的支付为该柔性负荷参与日前市场前后，其他场成员总发电成本/用电效益的变化。下面重点分析在修改的IEEE14节点系统中，节点1、2、3、6、8处的发电机组以及节点9、13、14处的柔性负荷最优策略为申报真实的发电成本和用电效益。系统中5个发电机组的参数如表1所示。在本文电价机制下，当系统中的发电机组申报真实发电成本，柔性负荷申报真实用电效益时，各个发电机组的发电量、获得的系统支付以及净利润计算结果如表2所示。对于节点9、13、14上的柔性负荷，真实用电效益相关参数如表3所示。表1修改的IEEE14节点系统发电机组参数Table1ParameterofgeneratorsintherevisedIEEE14-buspowersystem序号发电机组所在节点发电成本二次项系数/(美元/MW2)发电成本一次项系数/(美元/MW)发电出力上限/MW①10.022012.2120②20.019
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种日前发电调度与日前分时电价联合优化模型[J]. 赵晋泉,胡佳,王珂,姚建国,杨胜春,苏大威,徐春雷. 电力系统保护与控制. 2019(09)
[2]基于价值公平分配的电力市场竞争机制设计[J]. 王剑晓,钟海旺,夏清,汪洋,赖晓文,郭新志. 电力系统自动化. 2019(02)
[3]考虑分布式电源节能减排和市场博弈行为的配电网络节点电价定价方法研究[J]. 王正,王佳伟,赵海波,郭静,申泽渊,邢亚虹. 电力系统保护与控制. 2018(20)
[4]主动配电网的源-网-荷多层博弈经济调度策略[J]. 王甜婧,许阔,朱永强. 电力系统保护与控制. 2018(04)
[5]北欧电力市场发展概况[J]. 孙建平,戴铁潮. 华东电力. 2006(12)
[6]激励性输配分开电力市场竞价机制的建模[J]. 谢俊,陈星莺,廖迎晨,刘皓明. 中国电机工程学报. 2006(23)
[7]合理回收容量成本的激励性电力竞价机制的建模研究[J]. 方勇,李渝曾. 中国电机工程学报. 2004(01)
[8]电力市场中的激励性机制设计[J]. 张少华,方勇,李渝曾. 电网技术. 2003(01)
[9]英国新电力市场模式中的平衡调度机制[J]. 王兴,宋永华,徐贵光. 电力系统自动化. 2000(12)
本文编号：3035382
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(12)北大核心
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
节点边际电价机制和本文机制的实施流程
2节点系统某2节点系统如图2所示。发电机组1、2和3的真实边际发电成本函数分别为1G,1cPG,11.05P17、2G,2G,2cP2.1P25以及3G,3cPG,31.55P20；机组出力约束范围均为G,0kP40MWk1,2,3。节点1有1个柔性负荷，节点2有2个柔性负荷，各真实边际用电效益分别为1D,1D,1bP0.4P135、2D,2D,2bP0.8P120以及3D,3D,3bP0.5P+128；需求功率约束均为：0D,50MWjPj1,2,3。电价单位为美元/MWh，节点1和节点2之间线路的输电容量为10MW。图2某2节点系统Fig.2A2-buspowersystem3.1.1节点边际电价根据式(9)、式(10)，节点1和节点2的LMP分别为LMP1和LMP2，根据该LMP，系统运营商支付给节点1处发电机组的费用G,1LMPPQ为G,1LMPLMPP1G,1QP(27)节点1处柔性负荷1支付给系统运营商的费用D,1LMPPQ为D,1LMPLMPP1D,1QP(28)节点2处同理。在LMP机制下，若柔性负荷1、2和3分别申报各自真实用电效益；且3台发电机组均申报真实发电成本，系统优化调度发电机组1、2和3出清功率分别为38.64MW、17.42MW和26.58MW；柔性负荷1、2和3出清功率分别为46.06MW、10.99MW和25.59MW；节点1和节点2处的电价分别为98.15美元/MWh、102.41美元/MWh；发电机组1、2和3的净利润分别为1567.9美元、637.0146美元和1095.4美元；柔性负荷1、2和3的净用电效益分别为848.7美元、96.69美元和327.42美元；系统总社会福利为4615.8美元。假设柔性负荷1、2和3分别申报各自真实边际用电效益1b、2b和3b；发电机组2申报其真实边际发电成本2
成本，以及激励柔性负荷申报真实的用电效益，因而能够使得系统整体社会福利最大化。3.2修改的IEEE14节点系统采用修改的IEEE14节点系统，其中，系统中有：5台发电机组，分别位于1、2、3、6和8节点；3个柔性负荷，分别位于9、13和14节点，修改后的IEEE14节点系统如图3所示。发电机数据和负荷数据被市场竞标数据替代，不计输电线路电阻，不考虑无功功率。本算例测试环境为DELLInspiron15-7560笔记本电脑，编程软件平台为MatlabR2015b，潮流计算求解器采用Matpower7.0b1。图3修改的IEEE14节点系统Fig.3RevisedIEEE14-buspowersystem根据本文的电价机制，一台发电机组获得的支付定义为该发电机组参与日前市场前后，其他市场成员总发电成本/用电效益的变化；同理，一个柔性负荷给出的支付为该柔性负荷参与日前市场前后，其他场成员总发电成本/用电效益的变化。下面重点分析在修改的IEEE14节点系统中，节点1、2、3、6、8处的发电机组以及节点9、13、14处的柔性负荷最优策略为申报真实的发电成本和用电效益。系统中5个发电机组的参数如表1所示。在本文电价机制下，当系统中的发电机组申报真实发电成本，柔性负荷申报真实用电效益时，各个发电机组的发电量、获得的系统支付以及净利润计算结果如表2所示。对于节点9、13、14上的柔性负荷，真实用电效益相关参数如表3所示。表1修改的IEEE14节点系统发电机组参数Table1ParameterofgeneratorsintherevisedIEEE14-buspowersystem序号发电机组所在节点发电成本二次项系数/(美元/MW2)发电成本一次项系数/(美元/MW)发电出力上限/MW①10.022012.2120②20.019
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种日前发电调度与日前分时电价联合优化模型[J]. 赵晋泉,胡佳,王珂,姚建国,杨胜春,苏大威,徐春雷. 电力系统保护与控制. 2019(09)
[2]基于价值公平分配的电力市场竞争机制设计[J]. 王剑晓,钟海旺,夏清,汪洋,赖晓文,郭新志. 电力系统自动化. 2019(02)
[3]考虑分布式电源节能减排和市场博弈行为的配电网络节点电价定价方法研究[J]. 王正,王佳伟,赵海波,郭静,申泽渊,邢亚虹. 电力系统保护与控制. 2018(20)
[4]主动配电网的源-网-荷多层博弈经济调度策略[J]. 王甜婧,许阔,朱永强. 电力系统保护与控制. 2018(04)
[5]北欧电力市场发展概况[J]. 孙建平,戴铁潮. 华东电力. 2006(12)
[6]激励性输配分开电力市场竞价机制的建模[J]. 谢俊,陈星莺,廖迎晨,刘皓明. 中国电机工程学报. 2006(23)
[7]合理回收容量成本的激励性电力竞价机制的建模研究[J]. 方勇,李渝曾. 中国电机工程学报. 2004(01)
[8]电力市场中的激励性机制设计[J]. 张少华,方勇,李渝曾. 电网技术. 2003(01)
[9]英国新电力市场模式中的平衡调度机制[J]. 王兴,宋永华,徐贵光. 电力系统自动化. 2000(12)
本文编号：3035382
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