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以一个两节点系统为例进行说明。假设系统中有两个节点A和B,两个节点对应地区的发电供给函数分别为S1和S2(电力市场中即对应两个地区的发电报价,实际市场为单调递增的分段阶梯报价,这里用线性函数简化),两个地区的负荷分别为L1和L2,负荷价格弹性为零,即需求量不随价格的变化而变化。A、B两个区域在没有进行交易、无功率交换的情况下,各自的供给和各自的需求相交形成市场价格,分别为P10和P20。
我们用图1来说明该系统的情况。为了后面方便说明跨区交易对电价、阻塞盈余等的影响,这里将A区的供给、需求仍然按照传统的方法绘制。对B区的供给、需求,将横轴的原点置于右端,横轴从右向左画。图中红色线条、字符代表A地区的相关曲线、参数,蓝色的线条、字符表示B地区的相关曲线、参数。红色面积就代表A区发电企业的总发电成本,蓝色阴影面积代表B地区发电企业的发电成本。
3、有功率交换无阻塞出清
考虑两个地区联网并进行电力交易。由于A区的电价P10低于B地区电价P20,A地区向B地区送电。假设传输容量不受限值,A、B之间的传输功率为F12,全系统出清价为Ps。图2给出了该情况下的出清结果。图中橙色面积表示A、B进行交易后社会福利的增加,主要是由于F12的电由B地区的电厂发电变为A地区的电厂发电,发电成本降低。
图2 两节点系统有功率交换无阻塞出清
4、有功率交换有阻塞出清
在前面有功率交换、无阻塞的情况下,进一步考虑A、B之间传输容量受到限制,最大传输功率为F12max。图3画出了该情况下的出清结果。A地区的出清电价为P11,高于无交换电价P10,低于交换功率无阻塞电价Ps;B地区的出清电价为P21,低于无交换电价P20,高于交换功率无阻塞电价Ps。社会福利相比无功率交换情况增加,为图中橙色面积部分,但增加值比无阻塞情况下减少。
图3两节点系统有功率交换有阻塞出清
5、有功率交换有阻塞下阻塞盈余
基于节点电价的电力现货市场中,对所有的发电和负荷按照所在节点的电价结算。根据这个原则,可以得到负荷的结算(图4)、发电的结算(图5)及总体的结算(图6)。从图中看到,由于对从A送到B的电力F12max,负荷侧是按照B地区电价P21结算,对发电是按照A地区电价P11结算。由于P21>P11,所以产生了阻塞盈余。盈余的数量为
Rcg = F12max * (P21 - P11)
假设F1max=30MW,P11=250¥/MWh,P21=350¥/MWh,则
Rcg = 30*(350-250) = 3000¥
图4阻塞情况下负荷的结算
图5阻塞情况下发电的结算
图6阻塞情况下的总体结算
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