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3 各机组运行约束对节点边际电价的影响分析
根据式(14),发电机组ii的节点边际电价与机组功率上限约束影子价格εˉˉˉi(t)εˉi(t)、本时段的爬坡约束影子价格δˉˉi(t)δˉi(t)、下一时段的滑坡约束影子价格δi−(t+1)δi_(t+1)正相关;与机组功率下限约束影子价格εi−(t)εi_(t)、下一时段的爬坡约束的影子价格δˉˉi(t+1)δˉi(t+1)、本时段的滑坡约束的影子价格δi−(t)δi_(t)负相关。
其中机组功率上限影子价格是指,机组的最大技术出力增加1 MW,优化目标函数式(1)的变化量;同理,机组功率下限影子价格是指,机组的最小技术出力减少1 MW,优化目标函数式(1)的变化量。爬坡约束影子价格是指机组时段爬坡能力增加1单位,导致优化目标函数式(1)的变化量;同理,滑坡约束的影子价格是指机组时段滑坡能力增加1单位,导致优化目标函数式(1)的变化量。
3.1 机组运行约束对系统电能价格的影响分析
对于系统无阻塞的情况,边际机组的节点边际电价即为系统电能价格。根据式(14),边际机组出力在机组最大最小技术出力之间,因而边际机组功率上、下限约束的影子价格等于0。边际机组的节点边际电价=机组报价+(系统上备用约束的影子价格-系统下备用约束的影子价格)+(前后两个时段的爬坡约束影子价格差)+(后前两个时段的滑坡约束影子价格差)。在系统备用充足,机组爬坡、滑坡充裕的情况下,系统电能价格即等于边际机组的报价。
对于系统有阻塞的情况,由式(14)可知:
即机组A的阻塞价格=系统电能价格-[机组A的报价+(系统上备用约束的影子价格-系统下备用约束的影子价格)+(前后两个时段的A爬坡约束影子价格差)+(后前两个时段的A滑坡约束影子价格差)]。
此表达式体现了阻塞价格与机组运行约束、系统备用约束之间的关系。同时,断面限值约束的影子价格与节点对断面的灵敏度乘积公式也有助于分析理解阻塞价格的形成原因。
3.2 机组运行约束对阻塞价格的影响分析
由式(14)可知,
即机组A的阻塞价格=系统电能价格-[机组A的报价+(系统上备用约束的影子价格-系统下备用约束的影子价格)+(前后两个时段的A爬坡约束影子价格差)+(后前两个时段的A滑坡约束影子价格差)]。
此表达式体现了阻塞价格与机组运行约束、系统备用约束之间的关系。同时,断面限值约束的影子价格与节点对断面的灵敏度乘积公式也有助于分析理解阻塞价格的形成原因。
4 算例分析
基于PJM 5节点算例,对节点边际电价的两种计算方法进行对比;分析机组运行约束对系统电能高价格、阻塞价格的影响。图1为5节点系统的简化模型,其中机组1为参考节点;表1为机组的物理参数信息;其他算例基本输入信息见附表1、附表2、附表3。
4.1 节点边际电价两种计算方法比较
分别采用节点边际电价的两种推导公式,进行优化出清计算。观察两个时段:时段18(无阻塞时段)、时段14(阻塞时段)。
表1 机组物理参数
1)无阻塞情况。数据详见表2—4。
2)有阻塞情况。数据详见表5—7。
经过分别比对表3和表4、表6和表7,在无阻塞及有阻塞情况下,两种方法计算所得的机组节点的LMP是完全相同的,工程应用中,普遍采用方法1来计算节点边际电价。鉴于方法2呈现出更丰富的节点边际电价的影响因素信息,可结合机组最大最小出力约束、爬坡滑坡约束、系统备用约束的阻塞情况,利用方法2来深入剖析节点边际电价的形成原因及影响因素。为方便后续分析,将本节算例称为基础案例。
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