二、基于邊際成本的實(shí)時(shí)電價(jià)計(jì)算

 

1、簡(jiǎn)單系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電價(jià)計(jì)算

 

電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中的基本的定價(jià)理論是邊際成本定價(jià)理論，即時(shí)刻t，位置k的實(shí)時(shí)電價(jià)等于在時(shí)刻t，位置k增加單位負(fù)荷增加的成本（這里不考慮負(fù)荷的價(jià)格彈性，認(rèn)為負(fù)荷是固定值，負(fù)荷值不隨價(jià)格變價(jià)而變化）。

 

給定一天的負(fù)荷情況，我們就可以按照邊際成本的概念計(jì)算實(shí)時(shí)電價(jià)。算例【1-1】和算例【1-2】下，不同負(fù)荷水平下的電價(jià)即為其邊際成本，即圖1和圖2的曲線(xiàn)。可以看到，算例【1-1】下，電價(jià)是隨負(fù)荷增長(zhǎng)單調(diào)遞增的，算例【1-2】下，電價(jià)不再滿(mǎn)足單調(diào)遞增特性。

 

假設(shè)現(xiàn)貨市場(chǎng)中，機(jī)組G1和G2的報(bào)價(jià)均等于實(shí)際的成本。也就是說(shuō)，每個(gè)電廠(chǎng)申報(bào)一段報(bào)價(jià)，申報(bào)數(shù)量分別為100MW和60MW，申報(bào)價(jià)格分別為300￥/MWh和500￥/MWh。【算例1-1】下沒(méi)有啟停費(fèi)用，【算例1-2】下機(jī)組G1申報(bào)10萬(wàn)元的啟停費(fèi)用。從分析可以知道，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)電價(jià)與系統(tǒng)負(fù)荷的關(guān)系與圖2一致。表3給出了在不同負(fù)荷區(qū)間分別按【算例1-1】和【算例1-2】計(jì)算得到的實(shí)時(shí)電價(jià)。

 

表3某日負(fù)荷及電價(jià)

 

 

2、更加復(fù)雜的算例

 

為了更進(jìn)一步說(shuō)明啟停對(duì)實(shí)時(shí)電價(jià)的影響。這里給出另外一個(gè)算例。

 

【算例2-1】?jī)膳_(tái)機(jī)組A和B，額定容量均為200MW，各分為兩段，每段100MW，機(jī)組A的兩段報(bào)價(jià)分別為300￥/MWh和600￥/MWh，機(jī)組B的兩段報(bào)價(jià)分別為180￥/MWh和450￥/MWh。具體如表4所示。

 

表4【算例2-1】報(bào)價(jià)情況

 

 

圖3【算例2-1】邊際成本/電價(jià)與負(fù)荷的關(guān)系

 

 

可以看到，這個(gè)算例下，現(xiàn)貨市場(chǎng)出清電價(jià)與總負(fù)荷是單調(diào)遞增的關(guān)系，即隨著負(fù)荷的增加，電價(jià)也上升。

 

【算例2-2】 在【算例2-1】的基礎(chǔ)上，機(jī)組B增加3萬(wàn)元的啟動(dòng)成本。為簡(jiǎn)化分析，僅考慮一個(gè)小時(shí)的情況。機(jī)組各段的報(bào)價(jià)與【算例2-1】仍然相同，但考慮啟停成本以后，幾段的排序發(fā)生了變化。

 

1）負(fù)荷低于100MW：A的第一段發(fā)電，邊際成本300￥/MWh；

 

2）負(fù)荷等于150MW：A的第一段發(fā)電，邊際成本為600￥/MWh；

 

3）負(fù)荷等于180MW：有兩種方案

 

【方案1】A發(fā)180MW：總成本為100*300+80*600=78000元

 

【方案2】B發(fā)100MW，A發(fā)80MW：總成本為100*180+80*300+30000=72000元

 

綜合考慮以上情況，負(fù)荷等于180MW時(shí)，應(yīng)該采用方案2，啟動(dòng)機(jī)組B發(fā)電，邊際成本為300￥/MWh

 

4）負(fù)荷等于250MW，A發(fā)100MW，B發(fā)150MW，邊際成本為450￥/MWh；

 

5）負(fù)荷等于350MW，A發(fā)150MW，B發(fā)200MW，邊際成本為600￥/MWh。

 

啟動(dòng)機(jī)組B機(jī)組的具體的負(fù)荷水平可以用下面的公式計(jì)算：

 

100*300+(Q-100)*600 = 100*180+(Q-100)*300+30000

 

計(jì)算得到：Q=160MW

 

圖4畫(huà)出了不同負(fù)荷水平下系統(tǒng)的邊際成本，也就是按現(xiàn)貨市場(chǎng)中按邊際成本方法計(jì)算得到的實(shí)時(shí)電價(jià)。

 

圖4【算例2-2】邊際成本/電價(jià)與負(fù)荷的關(guān)系

 

 

從圖4看到，考慮啟停成本的情況下，系統(tǒng)的邊際成本隨負(fù)荷變化的規(guī)律比較復(fù)雜，不再是單調(diào)遞增的關(guān)系。在負(fù)荷低于160MW以前，最佳的開(kāi)機(jī)組合是全部由機(jī)組A發(fā)電，邊際成本隨負(fù)荷增加而升高：由300￥/MWh增長(zhǎng)到600￥/MWh。負(fù)荷大于160MW以后，同時(shí)開(kāi)啟機(jī)組A和B。啟動(dòng)B后，負(fù)荷在A(yíng)、B之間重新分配，邊際成本變?yōu)?00￥/MWh，隨后邊際成本隨負(fù)荷的增長(zhǎng)逐漸增加。也就是說(shuō)，啟動(dòng)一臺(tái)具有啟停成本的機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)的邊際成本曲線(xiàn)可能會(huì)有一個(gè)向下的突變，使得總的邊際成本曲線(xiàn)不再滿(mǎn)足單調(diào)遞增的條件。

 

現(xiàn)貨市場(chǎng)按這種邊際成本定價(jià)，出清電價(jià)也就具有了前述的特性：負(fù)荷增加的時(shí)候電價(jià)可能反而下降。在一些情況下，這也會(huì)造成一些機(jī)組總成本回收的問(wèn)題，我們?cè)诤竺娴奈恼吕镌龠M(jìn)一步分析。

 

總結(jié)

 

電力現(xiàn)貨市場(chǎng)定價(jià)的基本原理是邊際成本定價(jià)理論，定價(jià)的關(guān)鍵是計(jì)算不同情況下的邊際成本。在不考慮特殊的約束、不考慮啟停成本、空載成本時(shí)，邊際成本/價(jià)格的計(jì)算非常簡(jiǎn)單。但當(dāng)考慮電力系統(tǒng)的各種復(fù)雜的約束及成本特性時(shí)，邊際成本/價(jià)格的計(jì)算會(huì)非常復(fù)雜，得到的價(jià)格也會(huì)很不容易理解。廣東電力市場(chǎng)5月15日、16日的試結(jié)算就產(chǎn)生了很多市場(chǎng)用戶(hù)無(wú)法理解的電價(jià)。本文對(duì)簡(jiǎn)單的兩機(jī)組系統(tǒng)，解釋了啟停成本對(duì)電價(jià)的影響。實(shí)際上，影響電價(jià)的因素還有最小出力、網(wǎng)絡(luò)約束等，后面的文章中我們?cè)龠M(jìn)行進(jìn)一步的分析。