电力经济学基础2-阻塞管理与节点边际电价

1、电力经济学基础(2)阻塞管理与节点边际电价基础知识:学习内容：阻塞管理区域边际电价节点边际电价1阻塞管理阻塞管理提岀的背景:电网资源的稀缺性。电网在电力系统中属于一种 稀缺资源。线路输电能力的有限性天然地制约着 电力需求的无限增长。:传统计划体制下，线路功率越限是内部问题。:市场经济体制下，线路功率越限涉及各方市场主 体的利益均衡。阻塞管理提岀的背景:传统的电力工业是按地域建立垄断性的发电、输 由、供电一体化的垂直會理体系。:它有一套严密的计划管理体系以实现规划、运行 、调度，完成诸如负荷预测、状态估计、发电调 度、无功控制、AGC、开停机计划、事故预想和 紧急安全控制等功能。ifj:在这种体

2、制下，电力系统中所有涉及到的问题都 视为内部子问题大多可通过行政手段，或是各方 协调的方法来解决。阻塞管理提岀的背景:当实际运行中出现线路功率越限时，短期的处理 方法是用行政的命令调整各发电机出力，如果经 过调整仍不能满足电力系统的安全运行只能靠强 行切除负荷，以降低流过线路的功率。长期的解决办法就是对电网的扩建和设备的更新 与替换。:这些方法都存在一个通病那就是责权不清，资金 分配不明晰。无论是对于系统运行人员还是电力 系统中的各参与者，以上这些方法都不易给出公 平或明确的经济信号。:传统的发电、输电、供电垂直一体化的垄断型经 营分解为独立的发电公司、输电公司和配电公司O:上述解决支路越限的

3、传统方法，在新的环境下已 不再适用，于是阻塞问题便应运而生。阻塞管理提岀的背景:当线路潮流越限时如何分清各方的责任，如何给 出正确而又及时的信息，保障电力系统安全稳定 的运行，公正合理的缓解阻塞是各方研究的焦点:在市场经济的条件下，买卖双方要求都能自由的 进出市场与电力网络的物理特性这两者是一对天 然的矛盾体。如何协调好这对矛盾体，公平对待 矛盾双方是阻塞管理的重要组成。阻塞管理定义:从技术上讲就是建立一套合理的调度方案，使系统各线路在容量限制的范围内安全运行;:从经济上讲，就是制定一套合理的输配电阻塞费 用的分摊方案，使有利益冲突的各方能得到正确 的经济激励，尽可能消除阻塞现象。阻塞管理的特

4、征和重要性:保持系通安全稳定运行;:合理利用输电网资源；:保障电力工业健康发展;:优化系统运行。阻塞管理的发展:在市场初期，市场模式较为简单，人们通常采用简单阻塞管理方法。:随着市场模式的复杂化，尤其是电力市场对安全 性的要求，节点边际电价成为了阻塞管理的首选 方案。简单阻塞管理方法阻塞管理方 法分类pro rataremedial methods交易类型 type of contract先到先服务型 first come,first serve 按比例分配显性拍卖 explicit auctioning 隐性拍卖 implicit auctioning 市场分裂 market splitti

5、ng 再痂t edispatching 逆流交易 counter trading市场分裂区域边际电价:定义：在一定的系统运行状况下，区域新增加单 位电力需求时，所需增加的最小购电成本。区域 边际电价反映不同区域的短期边际成本，随着用 电时间和位置的不同而不同。市场分裂区域边际电价:存在条件：在不计网损情况下，不同区域之间存在输电阻塞。如果没有阻塞，各区域边际电价相同，就是系统边际电价。:影响区域边际电价的因素：报价、需求、阻塞。LMMW/003 大 側MW05S= 华乐¥鲁 MW00S=ldMWOSl 二 XEiu%Al MY；S7> >?/ 静T»3MMW/0

6、09 AMW091 AlliedMW09I=£d>WW?E阻塞盈余发电企业的售电收入是否等于电力用户的购电支出?阻塞管理的发展:节点边际电价(Locational Marginal Price)既是衡量电能价值的一种定价方式，同时也是缓解阻塞的一种方法。:目前美国建立的几个电力市场如：PJM、ERCOT 、SPP、NYJSO、CAISO、ISO-NE、MISO均采 用或将要采用节点边际电价作为阻塞管理和电能 量现货市场定价的方法。2节点边际电价与金融输电权介绍内容:节点边际电价:金融输电权目前定价、结算方法:按报价结算:按市场出清价结算:按节点边际电价结算按报价结算:中标机组的

7、结算价格为机组投标时的报价按市场出清价结算:所有中标机组按最后一台中标机组的报价进行结 算按市场出清价结算按市场出清价结算目前澳大利亚国家电力市场采用这种结算方法节点边际电价节点边际电价 LOCATIONAL美国各区域电力市场广泛采用节点边际电价MARGINAL PRICE:节点边际电价的起源 FRED C. SCHWEPPE提出=High Cost Generator$ Control Aren Constr ained SystemLow Cost Cienrator$:经济含义：当前系统运行状 态下某节点增加一单位有功 ,同时保证电力系统安全运 行所需的最小购电费用。节点边际电价节点边际

8、电价作用:1.度量买卖电的价格2衡量阻塞费用176节点边际电价:发电机按所在节点的LMP收费负荷按所在节点的LMP付费:双边交易支付功率流出节点与功率注入 帝点的韦点应赊由价差:节点边际电价是在保障电力系统安全运行的基础 上计算出来的。:保障电力系统安全运行的要求作为约束条件，参 与节点边际电价的计算电压运行极限 :热稳定极限 :稳定运行极限 :等等变压器超岀运行极经济含义:节点边际电价是经济调度的副产物:保证全系统购电费用最小:衡量系统资源稀缺状况节点边际电价:在无网络约束时ISO按发电商报价从低到高购买电能MW$10Capacity300 MWsMW$1530() MWs199 MWsPJ

9、M$15Capacity200 MWs/Capacity200 MWs未中标:在无网络约束时ISO按发电商报价从低到高购买电能MW$10Capacity300 MWsMW$15CapacityMWF$20*Capacity1200 M Ws99 MWs $2()PJM$20LMP200 MWs节点边际电价计算电力系统是一个复杂非线性系统:满足基尔霍夫定律:为使节点边际电价实用需要简化（精度保证在工程允许范围内）电力系统的安全运行的约束转化为有功功率的约 束节点边际电价直流潮流实际应用中采用直流潮流模型支路功率的分布可以类比成简单电路1MW3MW2MW仃点边际电价负荷分布系数PDFs (Out

10、C)LineIn A-CB-CA-BA2/31/31/3B1/32/3-1/3节点边际电价计算:牢记节点边际电价的含义，使我们更清楚认识节 点边际电价的计算。当前系统运行状态下某节点增加一单位有功，同 时保证电力系统安全运行所需的最小购电费用。节点边际电价计算节点边际电价计算无阻塞发生竞价电量：100 MW竞价电量：200 MW投标价格:$20/MW投标价格:$30/MW中标电量=0 MW LMP = $20/MWLimit: 200 MWActual: 150 MW中标电量=150 MW LMP = $20/MW150 MW节点边际电价计算节点边际电价计算阻塞发生竞价电量：200 MW投标价

11、格:$20/MW无阻塞发生竞价电量：100 MW竞价电量：200 MW投标价格:$30/MW投标价格:$20/MW阻塞发生竞价电量：200 MW投标价格:$20/MW竞价电量：200 MW无阻塞发生竞价电量：100 MW投标价格:$30/MW投标价格:$20/MWALimit: 200 MWB中标电量=0 MWLMP = $20/MWActual: 150 MW中标电量=150 MW LMP = $20/MW150 MW阻塞盈余二售电费-购电费二150*20-150*20阻塞发生竞价电量:200 MW投标价格:$20/MW1 =I'1阻塞盈余二 150*30-90*30-60*20阻塞

12、盈余金融输电权:从阻塞中收取费用的权利:与实际是否发电、购电无关:各种类型输电权的优劣Obligations：购买的金融输电权方向与实际阻塞方向相反遭受损失购买的金融输电权方向与实际阻塞方向相同获得收益Options：金融输电权金融输电权购买的金融输电权方向与实际阻塞方向相同获得收益购买的金融输电权方向与实际阻塞方向相反收益为0金融输电权无阻塞发生金融输电权无阻塞发生竞价电量：100 MW投标价格:$30/MW竞价电量：200 MW投标价格:$20/MWB->A (obi)二1*(20-20) =$0竞价电量：100 MW投标价格:$30/MW竞价电量：200 MW投标价格:$20/MW

13、A->B (obi )=1 *(20-20) =$0竞价电量：100 MW投标价格:$30/MW竞价电量：200 MW投标价格:$20/MWB->A (opt) =1*(20-20) =$0竞价电量：100 MW投标价格:$30/MW竞价电量：200 MW投标价格:$20/MWA->B (opt) =1*(20-20) =$0金融输电权阻塞发生1 =I'1竞价电量:200 MW投标价格:$20/MWB->A (obi)二1*(30-20) =$10阻塞发生1 =I'1竞价电量:200 MW投标价格:$20/MWA->B(obl)二1*(20-30) =$-10金融输电权1 =I'1竞价电量:200 MW投标价格:$20/MW阻塞发生B->A (opt) =1*(30-20) =$10阻塞发生1 =I'1竞价电量:200 MW投标价格:$20/MWA->B(opt) =1*