第2節 日前市場

日前電量市場（簡稱日前市場），顧名思義，是實際運行的前一天對電量進行交易的市場通過日前電量市場的交易，系統調度機構可以確定次日系統的運行方式和調度計劃；發電廠可以調整機組的出力，獲得更多的發電量；用戶（不一定直接參與日前電量市場，可能通過配電公司、零售商或者單一買電機構）可以購買合同電量之外所需電量。

因為所有的合約電量必須在日前市場交割，在合約市場沒有考慮的一些約束，在日前市場必須考慮。所以日前市場最大的特點是電網的運營規律和經濟規律緊密的交織在一起。

日前市場是由交易中心每天組織，其主要目的在于滿足短期負荷不平衡。日前市場反映的是短期的供需平衡關系和生產成本。由于信息越來越明確，市場成員更容易操縱市場，所以一般日前市場的價格高于合約市場。

日前市場能夠提供剩余發電容量的機組已經不多了，在加上機組開停的物理約束，機組的市場力會更大。為了控制市場風險，競價空間不宜過大，一般控制在總電量的10%左右。

2.1日前市場的設計原則

前文已經提及，日前市場最大的特點是電網的運營規律和經濟規律緊密的交織在一起。因此，在日前市場的設計過程中，兼顧電網運營的特殊性和經濟規律的普適性這一原則。

1、日前市場的競價空間

日前的競價空間是預測短期負荷曲線減去合約發電計劃為日前的競價空間，合約電量的分解，考慮電網約束和負荷曲線，公平性必須保證。

2、以短期電量市場中的總購電費用最低為目標，并考慮所有機組約束條件和電網約束條件，以保證經濟規律和電網的運行規律通過有約束的優化問題得到統一的解決。

3、為了避免發電機組的頻繁啟停，在短期電量市場交易中，采用盡量保證機組連續開機的機制。

2.2日前市場的競價原理

一、競爭標的

日前市場競爭標的是日負荷預測結果與合約出力的余額。按電量報價的機組的合約出力在日前市場開市前公布，調度中心對這部分機組的合約出力分配應進行優化。因為電量已分配到各時段，所以電廠一般按出力報價。

二、電廠報價

機組按出力報價，可只申報一條報價曲線，也可按時段申報報價曲線。澳大利亞和英國早期電力市場競價均為分時段競價。

請讀者思考：以上兩種方式有什么區別？

按時段報價由于在高峰和低谷的供求關系的影響，電價的波動非常大。經濟學上認為：當商品漲價的速度超過了需求增長的速度，這就是一種投機行為。投機行為是不能創造任何價值的。機組在不同時段如只能申報一條曲線，就可以較好的遏制這種投機。一條報價曲線，使得機組的高峰和低谷的報價進行了聯動。當機組想在高峰時段投機時，將在低谷時段損失中標的機會。

請讀者思考：能否只申報一條曲線來實現本章第一節中介紹的王錫凡教授的分段競價思想？

2.3日前市場的交易決策

我們反復強調，日前市場最大的特點是電網運營的特殊規律和經濟規律緊密的交織在一起。在日前市場上，受電力商品的特殊性的制約，交易方式會發生了多大的扭曲呢？日前市場上，我們分別制定兩個交易計劃，即不受電力商品的特殊性約束的“無約束交易計劃”和增加了電力商品的特殊性約束的“有約束交易計劃”。兩相比較，我們就能回答上面的問題了。

日前市場的電力運行有哪些約束呢？我們來看日前市場決策的數學模型。這是一個多約束條件的優化問題。我們以發電機最大和最小出力約束和線路傳輸容量約束為例進一步作解釋。

我們知道，一般的火電受爬坡率的限制，是沒有辦法瞬間啟停的。那么可能會出現這種情況，某一機組報價較高，在上一時段能夠中標，而下一時段由于負荷減小，無法中標了。在這種情況下，若要保證這臺高價機組的連續運行，其他機組必須減出力，此時購電費用必然增加。即由于物理規律的約束，商品的價格發生了扭曲。我國一開始在六省市進行省級電力市場運行試點時，由于缺乏經驗，山東的電力市場運行中沒有考慮機組的啟停約束條件，曾出現過上述情況。2006年華東電力市場日前調電試運行期間，浙江某電廠甚至出現了中標結果七次啟停的局面，可見機組性能約束對于日前巾^場交易的影響之大。

除了機組的約束之外，日前市場交易還要考慮電網的約束條件。

上圖中由于線路傳輸容量的限制，A區域的部分發電機組雖然中標，但卻無法安排其出力，不得不調用B區域原來未中標的機組。

對于這種情況，英國電力市場的處理方式是對阻塞線路的兩端機組的出力均勻的進行調整。美國的電力市場設計部門認為英國的處理方式不透明，調度員權利過大，美國電力市場采用分區電價的處理方式，用不同的出清價格來調整分區的出力。美國的處理方式易于監管，但其購電成本高于英國的方式，我們在電價機制一章會詳細介紹分區電價機制。。

我們現在已經了解了電力運行的約束對日前市場交易的影響了。日前市場的交易決策是多約束條件的優化問題，這個問題如何求解呢，我們介紹一種拉格朗日松弛法。感興趣的讀者如想進一步了解，需要學握一些優化原理的相關知識。

優化問題(12)通過緩慢地增加λ^k逐漸消除解的不可行性．這類似于電網調度員的一種決策過程，他逐漸地增加系統的購電價格直到系統負荷得到滿足為正．最大的λ^k對應于系統的邊際成本或價格．優化問題(11)實際上是發電公司的行為根據最新的系統購電價格力。，各發電公司獨立地調整其自身的出力．如果在發電公司機組出力范圍內，其微增成本或價格dFj／dPj均小于λ^k，則公司應調整其出力為最大．在這一情況下，該公司從電網公司獲利．如果在發電公司機組出力范圍內，dFj/dP，均大于λ^k，則增加發電對于發電公司是不經濟的．在這種情況下，發電公司應將按最小出力發電。如果機組出力范圍內，存在著出力Pj滿足dFj(Pj)／dPj=λ^k．在這一情況下，公司應調整其出力為P；，可獲利￡=(λ^k 一dFj(P,j)／dpj)-dpj，這里Pmin,j<Pj<Pmax,j求解問題(6)的過程是交替地計算主問題(12)和子問題(11)。