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4.2 机组运行约束对系统电能价格及阻塞价格的影响
4.2.1 机组运行约束对系统电能价格的影响。
1)爬坡约束对系统电能价格的影响。
根据基础案例,观察无阻塞时段结果,如表2所示,机组2为边际机组,其LMP决定了系统电能价格。由表4所示的节点边际电价计算分量,机组2受到了爬坡约束的影响,导致系统电能价格不仅与边际机组的报价有关,同时也受到了后前两个时段滑坡约束影子价格之差的影响。
为了对比验证机组爬坡约束对节点边际电价的影响,保持算例其他参数不变,将机组2的爬坡率由0.1 MW/min修改为99 MW/min,并将此案例称为修改爬坡率案例,重新进行出清计算,结果如表8所示。在该案例中,爬坡约束影子价格由
表8 机组节点边际电价计算结果(修改爬坡率案例)
18.35元/(MW·h)变化为0元/(MW·h),此时系统电能价格不再受爬坡约束限制的影响。
2)机组功率下限约束对系统电能价格的影响。
根据4.1节的基础案例,观察无阻塞时段结果,如表4所示,参考节点机组1的报价为188元/ (MW·h),功率下限约束影子价格为97元/(MW·h),两者之差决定了系统电能价格。
为了对比验证机组功率下限约束对节点边际电价的影响,保持算例其他参数不变,将机组1的最小技术出力由104 MW修改为300 MW,并将此案例称为修改功率下限案例,重新进行出清计算,结果如表9。在该案例中,参考节点1的最小技术出力增大,功率下限影子价格由97元/(MW·h)变化为130元/(MW·h),这种情况下,系统电能价格变化为58元/(MW·h)。
表9 机组节点边际电价计算结果(修改功率下限案例)
如表10所示,从另一个角度分析,修改机组1的功率下限之后,各机组的出力结果有所变化,导致边际机组由机组2变化为机组3,同时机组2运行在最小技术出力,机组2的爬坡约束受限现象消失,最终引起了系统电能价格由受机组2的报价及爬坡影响(91元/(MW·h))变化为仅受机组3报价影响(58元/(MW·h))。
表10 基础案例与修改功率下限案例机组出力比对(无阻塞)
4.2.2 机组运行约束对阻塞价格的影响
1)爬坡约束对阻塞价格的影响。
基于修改爬坡率案例,观察时段14(基础案例的有阻塞时段),根据式(15),计算各节点的阻塞价格分量,如表11,其中滑坡约束的影子价格都为0元/(MW·h),不再在各表格中列出。
将该案例与基础案例有阻塞时段出清结果对
表11 阻塞价格分量计算结果(修改滑坡率案例)
比,在提高机组2的爬坡率之后,采用上节所述对参考节点1的分析可得,系统电能价格由188元/ (MW·h)变为152.60元/(MW·h)。机组2的出力为功率上限110MW,爬坡约束影子价格由18.35元/ (MW·h)变为0元/(MW·h),其功率上限影子价格由0元/(MW·h)变为6元/(MW·h),导致机组2的阻塞价格发生变化。同时,机组1的功率下限影子价格变化与系统电能价格变化相抵消,阻塞价格没变。其他机组的相关影子价格也有变化,导致其他各节点阻塞价格发生变化。
如表12,从另一个角度分析,机组2的爬坡率增加之后,机组2的出力增加,机组1、3、4的出力减少,整体阻塞情况有所缓解。爬坡约束调整对LMP及各分量的影响大小如表13所示。
表12 基础案例与修改滑坡率案例机组出力比对
表13 滑坡约束调整对LMP及各分量的影响大小
2)机组功率下限约束对阻塞价格的影响。
基于修改功率下限案例,观察时段14,根据
式(15),计算各节点的阻塞价格分量,如表14所示。
将该案例与基础案例有阻塞时段出清结果对比,该案例提高了机组1的功率下限,机组1的功率下限约束影子价格由0元/(MW·h)变化为130元/ (MW·h),同时引起机组2、3、4、5相关影子价格的变化,导致机组2、3、4、5的阻塞价格的变化。
表14 阻塞价格分量计算结果(修改功率下限案例)
如表15,从另一个角度分析,机组1的功率上限修改之后,引起机组3、2、4的出力减少,进而对线路ED的阻塞情况消失,系统各节点的阻塞价格变为0元/(MW·h)。功率下限约束调整对LMP及各分量的影响大小如表16所示。
表15 基础案例与修改功率下限案例机组出力比对
表16 功率下限约束调整对LMP及各分量的影响大小
5 结论
基于机组节点边际电价与机组运行约束、系统备用约束的关系公式,以及机组运行约束对系统电能价格及阻塞价格的影响分析可以得出,发电机组的节点边际电价与机组最大技术出力约束影子价格、本时段的爬坡约束影子价格、下一时段的滑坡约束影子价格正相关;与机组最小技术出力约束影子价格、下一时段的爬坡约束的影子价格、本时段的滑坡约束的影子价格负相关。
利用本文推导的节点边际电价分解公式,能够精细化地定位机组各运行约束对系统电能价格、阻塞价格以及LMP的影响,并得到各运行约束影子价格对LMP及其分量的贡献值。本文的研究成果为剖析节点边际电价及其分量的构成成分及影响因素提供了有效的方法和手段;为市场成员就自身机组物理参数对收益的影响提供一定的参考,帮助发电侧市场成员在现货市场中最大最小发电能力的申报、机组技术革新等方面做决策。
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