第3節 實時市場

3.2實時市場的交易原理

在實時調度中，系統調度員首先根據系統總不平衡量，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。最后一臺調節的機組成為邊際調節機組，其報價成為邊際調節價格。按照統一定價原則，所有參與調節的機組都被付給邊際調節價格。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先調用。此時EMS系統將發揮重要作用。

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，優化目標是總調節費用的最小化。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-分別是對應的調節報價;△Pi，t是機組i在時段t的調節量。

約束條件包括：

(1)系統有功平衡：

其中，P△為t時段系統電力不平衡量。

(2)系統正、負備用約束;

(3)節點有功平衡;

(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時間約束;

(9)機組跟蹤負荷能力。

其中約束(1)~(6)為系統安全運行約束，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，系統調度員可以從實時市場獲得發電商和電力用戶參與調節的報價意愿。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手段。究竟采用哪種方案將取決于整個系統的運行狀況、線路阻塞的情況、發電商的調節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費用的最小化，其中調節費用的計算考慮了平衡調節市場的結算規則，即：按照統一的邊際上調價榕和邊際下調價格付費。調節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方案進行整體優化，直到得到一個最優的切負荷方案和調節方案。算法框架見下圖。

圖中，對原計劃的調節算法如卜^：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調整，直到得到最優的調節方案。

調度員按照優化的調節計劃，向各機組下達調節指令，事后按照統一的邊際調節價格付給發電商調節費用。如果同時需要采取切負荷措施，系統調度員將通知相關用戶，并于實際運行時執行。