考虑多种用户价格机制下的综合型能源售电公司购电竞价策略-北极星售电网

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摘要

自新一轮电力市场改革以来,售电公司在国内迅速兴起,而其如何参与电力市场竞价购电获取最大利润成为核心问题之一。结合能源互联替代背景,研究了多种用户价格机制下的综合型能源售电公司参与市场竞价购电的策略问题。首先介绍了综合型能源售电公司的结构、运作、对用户实行的售电价格机制和其参与电力市场竞价的流程;然后研究了参与电力市场竞价购电过程中的重要部分：综合型能源售电公司支付函数的模型,为获得其最优竞价策略奠定基础;最后运用粒子群算法对算例进行仿真求解,分析了各种用户价格机制、能源替代模式与竞价策略之间的关系,得出综合型能源售电公司参与市场竞价购电的最优策略。

0 引言

新一轮电力市场改革促进了电力行业在配电侧的开放,具有竞争性的售电公司如何参与电力市场竞价获得最大利润成为其关注的核心问题之一。影响该问题的两个关键因素是售电公司对用户实施的多样化用户价格机制和能源互联替代下的多样性综合能源。售电公司对用户实施多样化的售电价格机制是为满足各类用户的需求,吸引更多的用户,但在获得更多用户市场的同时,也应该考虑到多样化的价格机制对其参与市场竞价策略的影响;并且,随着能源互联替代技术的发展,多样化的综合型能源成为售电公司经营的重要内容,因此除电力外其他形式能源对售电公司竞价购电策略的影响也有待研究。

现有对用户价格机制的研究大多集中在其影响电网安全和发电侧盈利的问题上。如,文献[1-4]研究了向用户提供高可靠性电价机制的作用及补偿。文献[5-7]探究了对用户实施阶梯电价在市场中的作用。新电改后,不少文献研究了售电公司的运营问题。如,文献[8]研究了售电公司关心的核心问题,即在实时电价下效益最大化与风险决策间的关系,但没有计入用户价格机制的影响。文献[9]研究了售电公司实行中断电价机制获取效益最大化的策略,虽将中断电价机制运用到售电侧,但是仅仅考虑了利用中断负荷盈利的问题,未能考虑其对售电公司参与市场竞价的影响。文献[10-11]初步探索了售电公司在不完全信息下,以博弈的方式参与市场竞价购电,探究了售电公司竞价购电整体框架结构和流程,但没有探究到用户价格机制对整体竞价购电策略的影响。

能源互联替代背景下,售电公司逐步转型为综合多种能源的服务公司,目前针对综合型能源对其核心电力事业的竞价购电策略影响的研究较少。文献[12-13]研讨了能源互联网下电能替代的发展路线及其运营模式和相关关键技术。文献[14]介绍了集成热、电、气多能源载体的能源中心。文献[15]研究了将智能能源中心(smart energy hub,SEH)安装在用户侧使用,虽涉及了能源替代关键技术,但未具体运用到售电公司端,也未有相应的研究其在电力方面的影响。

针对上述用户电价机制和综合型能源对售电公司参与电力市场竞价购电影响的研究不足,本文研究了考虑多种用户电价机制下的综合型能源售电公司参与电力市场竞价购电策略。文章首先对综合型能源售电公司的经营结构、其对用户实施的售电价格机制和其参与电力市场竞价流程做出分析。然后建立了中断电价、高可靠性电价和阶梯电价(不包含中断电价和高可靠性电价的普通型阶梯电价)下的综合型能源售电公司参与市场竞价购电的支付函数模型,为求最优的竞价购电策略奠定基础。最后利用粒子群算法对文中算例进行仿真求解,通过求解结果,分别分析了不同用户价格机制、综合型能源与售电公司参与市场竞价购电策略间的关系,最终得出综合型能源售电公司在电力市场上最优的购电竞价策略。

1 综合型能源售电公司结构及其参与市场的流程

1.1 综合型能源售电公司的结构

作为用户与发电侧间的中间商,售电公司成为能源互联替代的重要组成部分。售电公司将突破单一购电模式而经营多种能源业务。其经营多能源业务的结构如图1。售电公司的经营范围不仅仅从市场上购买电能,还可与不具备参与市场的小型清洁能源发电公司合作,并且实现能源业务跨界经营。文中设定的综合型能源的售电公司为能从市场上购买电能,同时从天然气公司购买天然气。

用电高峰时期,当售电公司购电价格高出天然气价格时,或其参与市场竞价失败时,售电公司可购买更多的天然气通过SEH将天然气转化为电能和热能,以此减少购电成本或者弥补竞价失败所带来的损失。SEH内部结构如图2,天然气通过能量管理系统(energy manage system,EMS)分配,分别进入微型涡轮机和气熔炉,进入微型涡轮机的天然气用来发电,为电力负荷提供电能,同时将产生的热能提供给热负荷,进入气熔炉的天然气则完全产生热量来满足用户的热负荷,以热能的形式来替代电能的消耗,节约资源同时达到能源的高效利用。

图2中的传递函数为

式中：Ein、Gin分别为进电量和进气量;ηT为变压器变比;α为天然气分配到微型涡轮机的比例;ηe M、ηg MT分别为天然气通过微型涡轮机转化为电能和热能的效率;ηF为气熔炉的产热效率;Eout、Hout分别为送出的电量和热量。

1.2 售电公司对用户实行的售电价格机制

考虑到售电公司将面临多种类型的用户而实行多种类型的售电电价机制,包括可中断电价、高可靠性电价和递增式阶梯电价。

1)对于实行可中断电价的用户,在负荷高峰时期,用户根据售电公司提供的中断补偿表来中断相应的负荷,中断补偿表如图3(a)图,中断不同区间段的负荷对应着不同的补偿标准。

2)如图3(b)中,售电价格随着可靠率的增加而增加,到达最大可靠率时,售电价格达到最大。对于实行高可靠性电价的用户,售电公司中可能因人为操作不当等因素导致供电不可靠等故障,其将对该类用户进行高出售电价格十几倍的停电补偿。

3)图3(c)描述了阶梯电价与电量的关系图,阶梯电价的用户可根据售电公司安排的递增式阶梯电价表来安排用电量。

原标题：考虑多种用户价格机制下的综合型能源售电公司购电竞价策略

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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