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因此,机组1真实申报的净收益大于虚假申报的净收益。价值公平分配机制将打破机组1和2的串谋,促使机组申报真实成本。
需要说明的是,为保障电力市场充分竞争并抑制机组虚报高价,国外现有成熟电力市场引入复杂的市场监管机制。例如,自1999年开始,美国 PJM市场引入市场监管,以客观监视、调查和评估市场结构及运行方面的缺陷,如三寡头垄断测试[25],然而这些市场机制需要高昂的监管成本。相比之下,本文机制满足激励相容原理,促进市场成员真实报价,故不再需要复杂的监管。
3 算例分析
本文测试价值公平分配机制在IEEE30和118节点 系 统 的 有 效 性。 测 试 环 境 为 THINKPADT460P,2.60GHz八核笔记本电脑,编程软件平台为 MATLAB 2013b,潮 流 计 算 求 解 器 采 用MATPOWER6.0[26]。
3.1 IEEE30 节点系统
在IEEE30节点系统中,有6台发电机组,最小技术出力 0,其他成本和技术参数见附录 A 表 A1。
3.1.1 机制性质验证
为验证本文机制满足激励相容,假设发电机组在一定比例范围内申报成本系数。图3所示为各发电机组申报不同系数下的净利润水平。
对于6台发电机组,只有在申报值与真实值比例为1.0,即机组申报真实成本系数时,发电机组获得净利润最大。当机组虚报低价时,系统调度分配给机组较多电量,但支付给机组的费用可能不足以补偿机组发电成本,因此机组净利润降低,甚至出现负值,如机组 G6。由于系统调度支付给机组的费用取决于该机组对其他机组发电成本的影响,当机组虚报高价时,该机组对其他机组的影响减小,支付给该机组的费用削减,仍然导致机组净利润降低;同时,报价过高,可能导致该机组不中标,净利润为0,如机组G6。
因此,本文所提机制满足激励相容,有效促进市场成员真实申报,解决电力市场信息不对称难题。为验证本文机制满足个体理性,附录 A 表 A2给出了发电机组申报真实成本系数时的出力计划和利润。由结果可知,当机组申报真实成本系数时,各台发电机组的净利润均大于0,说明机组有意愿参与日前市场,满足个体理性。进而,由于市场出清模型最小化所有机组真实发电成本,机制满足系统成本最小化。
3.1.2 收支平衡探讨
系统各节点负荷以及系统收支费用见图4。
系统边际电价为3.79美元/(MW·h),总负荷水平为189.2MW,因此,从负荷侧收取的总费用为716.92美元,而 需 要 支 付 给 发 电 机 组 的 总 费 用 为745.73美元,比负荷侧收费多出4.02%。本文采用的收支平衡策略是减少每台发电机组的收益。为满足收支平衡、个体理性以及激励相容,
3.2 IEEE118 节点系统
在IEEE118节点系统中,有 54 台发电机组、186条线路。各节点负荷水平、发电机组申报真实成本时的最优出力计划如附录 A 图 A1所示。值得注意的是,图中只统计功率非零的节点和机组。
在 IEEE 118 节 点 系 统 中,总 负 荷 为4242MW,共有19台发电机组被调度,出力为0的剩余35台机组获得系统支付为0,发电成本为0,因此不在本节算例讨论范围内。在发电机组真实报价时,19 台发电机组的系统支付费用和净利润如附录 A 图A2所示。发电机组获得系统支付从152.68美 元 到23550.27美 元,净 利 润 从 37.60 美 元 到6085.48美元,因此参与日前市场的发电机组净利润均大于0。
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