Reactive Power and FACTS Cost Models’ Impact on Nodal Pricing in Hybrid Electricity Markets

In a competitive environment reactive power management is an essential service provided by independent system operator taking into account the voltage security and transmission losses. The system operator adopts a transparent and non-dis-criminatory procedure to procure the reactive power supply for optimal deployment in the system. Since generators’ are the main source of reactive power generation and the cost of the reactive power should be considered for their noticeable impact on both real and reactive power marginal prices. In this paper, a method based on marginal cost theory is presented for locational marginal prices calculation for real and reactive power considering different reactive power cost models of generators’ reactive support. With the presence of FACTS controllers in the system for more flexible operation, their impact on nodal prices can not be ignored for wheeling cost determination and has also to be considered taking their cost function into account. The results have been obtained for hybrid electricity market model and results have also been computed for pool model for comparison. Mixed Integer Non-linear programming (MINLP) approach has been formulated for solving the complex problem with MATLAB and GAMS interfacing. The proposed approach has been tested on IEEE 24-bus Reliability Test System (RTS).

考虑节点电价差异性的输电线路综合增容方法

在提高线路输送能力,同时保证供电可靠性的前提下,提出了一种适用于工程实时应用的综合增容方法,对已有的输电线路载流量方法进行了简化。为了快速确定需增容的输电线路,建立了电力市场优化购电和增容输电线路选择双层模型,同时提出了输电线路增容在保障电力市场平稳运行、缓解输电阻塞、抑制节点电价差异等方面的应用流程和方法。

计及供电可靠性的配电网节点电价计算方法

节点电价提供的价格信号能够有效引导电网建设和用户的消费行为。文中基于长期增量成本法,提出了计及供电可靠性的配电网节点电价计算方法。该方法综合考虑了用户对供电可靠性的要求以及负荷增长对区域供电可靠性的影响两个方面。根据用户的不同需求进行差别定价,并对区域不同可靠性水平的电价进行加权平均,得到一个差别定价与区域平均电价相结合的配电网节点电价定价体系。RBTS-BUS 6系统算例分析表明,该方法既保证了用户特殊需求,提供的电价信息也有利于电网建设运行维护方案的制订,且更具操作性。

双侧输电阻塞管理与拟Aumann-Shapley定价

该文提出了1种电力联营体模式下输电阻塞管理定价的新方法,首先从总发电成本最低为目标的经济调度结果得到阻塞成本,然后利用阻塞边际成本的概念将阻塞成本分给发电侧和用户侧共同承担,消除了阻塞带来的销售盈余。对用户侧采用了1种类似于Aumann-Shapley法的新方法来进行阻塞定价,保证了按各用户对阻塞的影响大小来分摊阻塞成本。理论分析和示例计算结果表明:与其它仅在用户侧分摊阻塞成本的方法相比,该方法克服了公平性差、对发电侧没有激励信息的缺点,具有较好的经济信息和合理性。

电力市场环境下基于多智能体的多目标电网规划方法

网络阻塞费用是表征电力市场竞争程度的指标之一。提出了一种以网络阻塞费用、线路投资和由于传输容量不足引起负荷缺失最少为目标的多目标网络规划模型,依据分层求解的思想设计了基于多智能体的网络规划体系结构并用其对模型进行求解。初始规划层的母线智能体以降低阻塞为目标相互协商形成初始规划集并将其传送给决策规划层;决策规划层采用遗传算法在初始规划集中搜索规划方案,并进行N-1安全校验和阻塞校验,得到优化可行解。该网络规划体系是开放式结构,可以在知识库中考虑各种不确定因素。通过IEEE RTS-14节点算例仿真表明,考虑阻塞的网络规划能够以最少的投资费用为市场参与者提供公平的电能输送平台,最大限度地满足电力传送。

基于节点电价的需求响应策略研究

针对持续增大的负荷造成峰谷差增大以及大规模新能源并网给电力系统安全、稳定运行带来的一系列问题,基于节点电价进行了需求响应策略研究。首先,建立了含风电场的最优潮流模型,并采用跟踪中心轨迹内点法进行求解。然后,以最优潮流模型中潮流方程对应的拉格朗日乘子作为节点电价,提出了两阶段负荷需求响应模型,并将该模型应用于改进的IEEE-30节点测试系统。算例表明:两阶段负荷需求响应能够降低用户侧的节点电价,减少发电侧的燃料费用,充分利用风电资源;在一定程度下,用户侧参与需求响应能够将高电价节点的负荷转向低电价节点,并且参与需求响应的容量大小决定需求响应的程度。

电力市场中区域电价综合模型

安排发电计划、进行网络阻塞管理以及相应价格的制定是电力市场的基本职能,应将三者集中协调。区别于传统的单时段电价模型,文中所提出的区域电价模型考虑了发电计划各时段之间的耦合约束(如爬坡约束),并提出了一种简单、实用的区域划分方法。建立了区域电价的综合模型,该模型包括3部分:电能交易出清、电价区域划分、解决网络阻塞的同时产生区域电价。通过RTS-24系统和中国某实际系统的验证,所提出的分区方法是合理、可行的,由此产生的电价信号能提高输电资源利用效率,引导发电商合理投资。

基于功率分布的节点电价修正方法

对于开放的电力市场,输电网损耗的经济信号对引导电力市场参与者合理配置资源有着不容忽视的影响。在仅考虑输电损耗的前提下,发电厂的售电收入应与用户端的支出相等,在此基础上,基于功率分布方法提出了节点电价修正新方法。功率分布方法可给出电源提供的功率分量在线路传输功率、线路损耗和负荷中分布的解析表达式。模型可考虑电源位置、电源供电路径和电源输电损耗对节点电价的影响。最后以IEEE30节点系统算例验证了所述方法的可行性。

含分布式电源的配电网节点电价计算方法

节点电价作为重要的价格信号,对量化分布式电源的贡献和指导配电网的规划建设有着重要作用。以光伏为例,从分布式电源提高供电可靠性的角度出发,基于长期增量成本法提出了计及分布式电源的配电网节点电价计算方法。该方法以初始节点电价作为孤岛划分原则,并根据具体用户类型,采用序贯蒙特卡洛模拟法对负荷点可靠性指标和单位停电损失进行同步求解。针对经济寿命超过物理寿命的情况,对元件投资时间进行了修正,保证投资成本的有效回收。通过RBTS-BUS6系统算例分析表明,所得节点电价能够反映节点供电可靠性水平以及用户类型,基于节点电价的孤岛划分原则更能发挥分布式电源的作用,减少节点电价的同时平衡区域电网发展。

国外输电定价理论方法及对我国的启示

输电定价是电力市场有效运行的关键,正确的输电定价首先要保证资源的有效分配。讨论输电电价的基本原则,把各种输电定价方法归为2类:成本定价法和市场定价法,并对其实用性进行讨论。从社会福利最大化的角度分析,输电效率定价模式会导致输电公司固定投资难以回收。因此,对于处于垄断地位的电网公司,其输电定价应以成本为基础,同时必须接受管制;市场化的定价方式仅限于线路阻塞时容量的分配。

市场环境下电网优化规划的研究

提出了一种将线路投资、走廊费用、电网损耗、缺电损失、输电阻塞以及节点电价等因素的影响转换成社会成本的电力市场环境下的电网优化规划新方法,该方法着重体现了优化规划的市场性,因此具有较强的实用性。将该方法应用于某经典算例进行计算分析,结果表明该方法是合理有效的,并且对市场环境下电网优化规划方案的制定具有一定的指导意义。

一种基于独立电价变量的节点电价模型

提出了一种电力市场环境下节点电价的新模型。模型的特点在于:节点电价和阻塞乘子作为独立的变量嵌入模型中,使市场中调度目标与结算目标达到统一;在考虑机组最小出力限制的情况下,模型包含特殊的约束条件以正确确定系统的边际机组。以RTS-24系统为例,通过内点割平面算法求解所提出的模型,结果表明产生的节点电价能有效缓解网络阻塞,并提供正确的市场信号。

实时市场中电价多解情况下的一种定价新方法

实时市场中可能出现的电价多解情况将对电力市场的正常运行造成严重影响。目前已有的解决方法或具有明显偏向性,或存在计算冗余等问题,且已有的电价多解情况分类也无法很好地指导定价。该文根据阻塞剩余最小化的最优解情况,设计了面向定价的电价多解情况分类准则,提出一种基于满意度的社会剩余分配方法,并阐述该方法的良好性质,进而将该方法与阻塞剩余最小化结合,形成一套综合定价流程。该定价流程以多解情况分类为导向,适用于所有多解类型,具有较高计算效率。最后,通过三节点系统与IEEE24节点系统对所提综合定价流程的有效性进行了验证。

计及网损的全电网阻塞费用分摊

现有的方法在阻塞费用分配时 ,大部分都是基于直流潮流进行 ,不考虑有功和无功的交叉影响以及网损的影响 ,并且阻塞费用一般都只分给电力用户。本文基于交流潮流追踪 ,提出了一种面向全电网用户的阻塞费用分配的新方法。该方法先将阻塞费用分给相应的支路 ,然后按各发电机对阻塞支路的贡献将阻塞费用分到各发电机 ,最后按功率组成分量分配给相应的用户。该方法不产生销售盈余 ,并消除了用户之间的补贴 ,给发电侧和负荷侧提供了准确的经济信息 ;该方法不仅适合 Powerpool模式 ,也适合双边交易 (多边交易 )模式。

计及负荷静态电压特性的实时定价方法

提出了一种基于最优潮流且计及负荷静态电压特性的实时定价模型并讨论了负荷模型对交易的影响。采用原–对偶路径内点法对模型进行求解,因为特定的负荷模型对应着最优潮流计算中特定的雅可比矩阵的结构和信息,所以负荷模型对节点边际电价、节点阻塞电价及市场利益分配结果均有重要影响,基于K-T一阶最优性条件定义了能够综合评估负荷需求、报价和负荷静态电压特性对交易产生影响的灵敏度指标。IEEE30节点算例表明了本文所提出的模型和指标的可行性和合理性。

电力市场设计基本问题研究

基于国际上现有经验和研究成果,探讨和研究电力市场竞争模型、电力市场交易模型、输电管制和定价、市场清算过程和电网运行者角色问题,指出中国开展电力市场首先需要认真研究的问题,并提出可采用的方法。

电力市场条件下的发输电规划协调与运行模式

研究了电力市场的发电和输电中期规划模式。根据中国电力市场和电网结构的特点,提出了节点输电电价和建立当地电价系统的建议;推荐采用“统一规划、发电投标决策”和“参考规划、发电自主决策”规划模式协调输电和发电规划。

实时市场中电价多解的判定机理

电价多解情况的出现将为实时市场的出清带来困难,有必要从理论上对其发生条件进行研究,并建立高效判定方法以提高实时定价效率。文中对节点电价多解情况的判定机理进行了深入分析和研究,基于市场出清问题的物理特性和数学特征,提出了退化、对偶问题多解与节点电价多解三者之间明确而严格的数学关系,基于所获判定机理建立了电价多解情况的完整有效判定流程,最终利用算例进行了判定方法对比以及有效性与适应性验证。

跨区域多能源协调分配的市场价格机制设计(二)输电费分摊-能源量分解的节点电价形成机制

大范围的跨区域电力市场中,"一线一价"的输电价格难以对大范围的资源优化配置起到良好促进作用,同时能源传输和损耗与能源来源和路径密切相关。本文提出了一种输电费分摊-能源量分解的节点电价形成机制,首先提出一种基于兆瓦时公里分摊的输电定价方法,使输电定价只与距离和输电量有关,形成公平合理的电能传输价格基础。其次,提出一种基于路径追溯的能源量顺流分解法,通过对能源分配结果进行追溯确定分解顺序和顺流按序分解,厘清能源量的来源和路径,以此计算能源损耗价格,形成最终的节点电价。最后通过算例验证了本文机制的有效性。

基于网损微增量的节点电价计算法

节点电价体制是我国区域市场发展的标准模式,随着电力市场的阻塞管理方法日益完善,并且考虑输电阻塞出现的数学期望值,网损成为影响节点电价中的不可忽略的因素。从一般节点电价模型出发,推导出网损微增量的修正的计算公式,并基于直流潮流法计算网损微增量,得到一种计算简单快速的考虑输电网络损耗的节点电价计算方法。并以IEEE-14母线系统算例仿真表明考虑网损后的节点电价能有效反映不同地理位置电价信号,可以协助调度部门安排经济的运行方式,提高输电资源的利用效率,引导电源和输电网的合理投资。