Chain Rule for Extracting Resilience Procurement Costs from Locational Marginal Prices

Power system resilience procurement costs in N-k contingencies have gained more prominence as number of extreme events continues to increase.A chain rule is presented in this paper for extracting resilience procurement costs from a fully decomposed locational marginal price(LMP)model.First,power transfer distribution factor(PTDF)matrices with AC power flow(i.e.,AC-PTDF)are determined.AC-PTDF and AC-LODF(line outage distribution factor)equations are derived for N-k contingencies and a fully decomposed LMP model is developed where generation and transmission security components are established for specific contingencies.Furthermore,resilience procurement costs can be measured at different buses for the proposed security components.Impact of N-k contingencies on resilience procurement costs at specific buses can be determined as proposed security components will gain more insight for resilience procurement in power systems.The modified IEEE 6-bus and 118-bus systems are adopted to verify effectiveness of the proposed resilience procurement method.

Marginal cost pricing for coal fired electricity in coastal cities of China:The case of Mawan Electricity Plant in Shenzhen City, China

By developing a GDMOD model to estimate the environmental externalities associated with electricity generation, this project provides a detailed analysis of the damages and costs caused by different pollutants at varying distances from the Mawan Electricity Plant in Shenzhen, China. The major findings of this study can be summarized that (1) environmental damages caused by electricity production are large and are mainly imposed on regions far away from the electricity plant; (2) air pollution is the most significant contributor to the total damages, and SO_2, NOx, and particulate matter are the three major pollutants with highest damages; (3) the damages caused per unit of particulate, NOx, and SO_2 emissions are much higher than pollution treatment and prevention costs. The research results of this project showed that China needs to have a more effective levy system on SO_2, and a more manageable electricity tariff mechanism to internalize the environmental externalities. The results have also implications for pollution control strategies, compensation schemes as well as emission trading arrangements.

计及电能量-备用耦合的配电网与光储充电站协调优化调度方法

针对光储充电站大规模接入给配电网带来的调控压力,提出一种计及电能量和备用耦合的配电网与光储充电站协调优化调度方法。首先,建立基于随机机会约束的光储充电站经济调度模型,得到光储充电站与配电网的电能交互方案和备用需求;随后,采用鲁棒经济调度-线性潮流方法,建立计及不确定性的配电网优化调度模型,并根据Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件推导得到配电节点边际电价和节点备用边际电价,通过电能量和备用价格引导光储充电站友好互动,挖掘站内储能在削峰填谷和备用调节上的潜力。最后,通过算例分析验证了所提方法的有效性。

多用途条件下水经济价值的最小用水效益决定论

基于劳动价值论以及边际效用价值论,提出了价值的边际劳动价值决定论以及多用途条件下水经济价值的评估理论和方法,认为水经济价值取决于供需平衡时各种用途用水效益的最小值或供水成本的最大值。基于该理论和方法,对北京市原水经济价值进行了评估,结果表明,北京市的水经济价值是由效益低的农业用水界定,北京市农业用水效益的估计值更接近水的价值。结合可视为北京市边际供水成本的南水北调水价,2020年北京市原水经济价值应在2.33~4.82元/m^(3)之间。

天津电力行业CO_(2)影子价格影响因素

根据线性规划对偶理论建立了电力行业发电成本最小化模型,并以天津市为例,对其2014~2020年的电力行业二氧化碳影子价格进行了测算与分析,并对其影响因素进行了相关研究。研究表明:天津电力行业光伏发电成本的降低将带动其CO_(2)影子价格的降低:光伏发电成本每降低0.1元/kWh,CO_(2)影子价格平均降低13.66元/t,且平均发电成本也有所降低。在碳排放约束不断收紧的条件下,天津市电力行业CO_(2)影子价格未表现出明显变化,但其发电结构不断优化,说明天津可以通过调整发电结构来满足碳配额要求并使得边际减排成本保持不变。高碳排放强度的火力发电方式可以通过实施CCS技术来降低电力行业CO_(2)影子价格,但平均发电成本会有所上升。

边际定价与经济调度深度融合的边际成本比较型竞价模式

随着新能源快速发展、新型市场主体不断涌现,以成本最小化为目标的经济调度机制和以边际定价为基础的策略型竞价模式,难以在电力供应充裕性不足时兼顾公平和效率。为此,在考虑中国电力工业基本国情的基础上,提出了一种深度融合边际定价与经济调度的边际成本比较型竞价模式,并从保障电力供应、提升市场经济效率、降低市场风险和促进市场公平四方面,探讨了该竞价模式在中国式电力市场建设中的潜在应用价值。最后,基于电力市场仿真平台开展算例分析,对边际成本比较型竞价模式的有效性进行了验证。

基于藤Copula理论的海上风电建模及电力市场运行分析

海上风电因具有更高的发电利用小时数,将成为中国实现“碳中和·碳达峰”的重要技术选项。随着海上风电装机容量的不断提升,其出力的间歇性、波动性将对电力系统的安全稳定和电力市场的经济运行造成显著影响。为刻画不同站点间风速的相关性,基于藤Copula理论对海上风电的出力进行建模,并利用C藤Copula函数构建多风电场出力的联合分布模型。在此基础上,提出基于共识聚类的电力市场典型阻塞场景构建方法,并采用简化的中国广东省电网架构数据开展算例仿真计算,对大规模海上风电并网前后电力系统的发电结构、碳排放量、市场电价等关键指标的变化进行实证分析。

基于边际减排成本的集装箱船碳中和路径和碳价影响分析

为研究集装箱单船碳中和路径,以及分析碳价对碳中和路径的影响,文章以一艘拟建的12000 TEU集装箱船为研究对象,采用边际减排成本理论评估方法,基于三型方案开展技术措施、营运措施和替代燃料组合的单船碳中和路径研究,分析边际减排成本与碳价之间的关系。结果表明:技术措施与营运措施的组合可实现约28.62%的减排;大多数技术措施和营运措施具有成本效益;随着碳价升高到有限值,甲醇双燃料和氨双燃料两种船型的后期额外成本也逐渐具有经济性;单靠碳税难以实现2050年碳中和;氨双燃料船具备和甲醇双燃料船商业竞争的潜力。

中国油气行业甲烷排放估算与减排分析

甲烷是仅次于二氧化碳的第二大温室气体,据统计全球甲烷排放中石油天然气行业排放占比高达三分之一,加强甲烷排放管控对推动“双碳”目标的实现具有重要的意义。为此,结合油气消费量预期、行业控排预期等,估算了2021—2060年中国油气行业甲烷排放量;并进一步分析了减排目标下技术减排潜力和减排成本,最后结合各类排放源占比及现有减排技术的成本效益,测算了2030年与2060年2个时间节点油气行业甲烷减排的边际成本。研究结果表明:①2021—2060年期间,油气行业甲烷排放量略有下降,天然气系统甲烷排放量增速变缓,其中运输和输配环节有较大减排潜力;②油气行业90%的甲烷排放量集中在30%的排放源中,有10%~20%的甲烷无法彻底通过技术减排;③在2030年、2060年实施的减排技术中,具有收益的技术比例分别达22.0%和44.4%;④2030、2060年的甲烷平均单位减排成本分别为22.33元/m^(3)和14.57元/m^(3)。结论认为,中国油气行业在中长期需要加快推进甲烷排放检测、报告、核查体系的建设,推动排放数据的精细化,并通过绿色金融、中国碳减排核证方法学开发等多种方式,持续提升行业甲烷减排积极性。

基于边际成本比较型竞价模式的电力现货市场机制设计

在建设新型电力系统、极端天气频发、一次能源价格飙涨、保供电常态化等背景下,文中提出了基于边际成本比较型竞价模式的电力现货市场机制,为统筹多市场主体利益、协调省间与省内交易提供了可行思路。首先,深度解析了现有电力现货市场机制在统筹多市场主体利益上面临的挑战,在采用边际成本比较型竞价模式的基础上,深入考虑不同类型发电机组的成本特性,提出了一种两阶段分层边际定价的电力现货市场机制,可有效统筹发电侧成本的可疏导性、用电侧电费的可负担性以及新能源机组的激励性。然后,提出了基于边际成本比较型竞价模式的省间-省内两级现货市场机制,并对其应用价值进行了探讨。最后,基于电力现货市场仿真平台开展算例分析,对所提市场机制的有效性和可行性进行了验证。

新能源电力系统能量-灵活爬坡市场定价研究

新能源的零边际成本和间歇性出力为传统节点边际电价模型带来了新的挑战。“双随机”,特别是新能源供给的随机性会导致现货市场价格波动大,无法为市场参与者带来正确的价格信号。针对高比例新能源系统,提出了一种基于连续节点边际电价(continuous locational marginal pricing, CLMP)的出清机制的市场模型。首先计及了电力系统、储能系统和数据中心的运行约束,利用CLMP的定价机理构建了高比例新能源系统能量定价模型。然后考虑了发电机组与储能系统、数据中心提供运行灵活性爬坡服务,建立了高比例新能源电力系统能量-灵活爬坡市场协同定价模型。最后,算例测试定量分析了新能源渗透率与储能对系统电价的影响,量化了储能和数据中心的运行灵活性。

含储能参与的日前市场价值公平分配机制

现有的节点边际电价机制中,由于传统发电商具有市场操控力,当储能独立参与市场出清时,各发电商采取策略性报价,打压并挤占储能电站的市场份额,阻碍了储能电站参与市场出清,间接导致市场出清总成本增大。为此,文中提出一种包含传统机组以及储能电站参与的市场竞争机制。首先,分析现有市场结算机制的弊端以及阻碍储能参与市场出清的原因;其次,建立含储能参与的市场出清模型,采用样本均值近似法求解二阶段随机规划模型;然后,基于Vickrey-Clarke-Groves(VCG)结算机制,提出适应储能参与的日前市场价值分配机制;最后,提出解决激励相容而造成的系统收支不平衡问题的策略。文中采用IEEE 30节点系统为例,证明该机制满足激励相容、收支平衡以及削弱传统发电商的市场操控力等要求,同时储能的参与将会减小系统出清总成本,降低市场价格剧烈波动的风险。

计及复合碳泄漏效应的电力系统双层规划

“双碳”目标下,不对称碳监管政策在电力行业低碳转型路径中引发的强、弱复合碳泄漏效应需要引起关注。针对单边碳减排政策在电力系统中的影响,结合边际电价理论构建了考虑输电网级能源网架扩展与配电网级能源枢纽负荷行为的电力系统双层规划模型。首先,在上层能源网架规划中分析线路扩展带来的弱碳泄漏效应,通过拉格朗日乘子求解电网边际电价,在此基础上计及强碳泄漏效应影响下的负荷转移行为,建立下层能源枢纽经济规划模型;其次,分析碳泄漏的成因并提出缓和手段,建立对应模型;然后,提出电力系统双层低碳规划的求解流程,并设计提升双层规划收敛性的二分启发式方法;最后,在改进的IEEE 12节点系统与改进的IEEE 236节点系统中进行仿真,分析碳价格与碳泄漏缓和手段对碳泄漏效应的影响,算例结果验证了碳泄漏的形成渠道与影响。分析免费碳配额或碳排放关税对碳泄漏效应的缓和作用与风险,同时,研究双层规划模型收敛性,可为电力系统低碳转型路径中开展合理碳监管提供参考。

Formulation of Locational Marginal Electricity-carbon Price in Power Systems

Decarbonisation of power systems is essential for realising carbon neutrality,in which the economic cost caused by carbon needs to be qualified.Based on the formulation of locational marginal price(LMP),this paper proposes a locational marginal electricity-carbon price(EC-LMP)model to reveal carbon-related costs caused by power consumers.A carbon-priceintegrated optimal power flow(C-OPF)is then developed to maximise economic efficiency of the power system considering the costs of electricity and carbon.Case studies are presented to demonstrate the new formulation and results demonstrate the efficacy of the EC-LMP-based C-OPF on decarbonisation and economy.

考虑回收产品质量的闭环供应链协调研究

目的研究制造商委托第三方回收商回收废旧产品模式的闭环供应链决策问题。方法考虑第三方回收的产品质量,并运用Stackelberg博弈模型对成员决策进行分析,其次运用二部定价契约对闭环供应链进行协调,并对比供应链协调后与协调前的总利润以及质量水平的关系。结果研究显示:集中决策下闭环供应链的总利润大于分散决策下闭环供应链的总利润,而二部定价契约可以有效协调闭环供应链,当再制造能够节省的最大成本等于制造商愿意为回收产品支付的最大转移价格时,协调后的闭环供应链整体利润与集中决策情况的闭环供应链整体利润相同。同时,二部定价契约可以提高回收产品的质量水平,有效清除分散决策情况下造成的双重边际效应。结论对于现实企业管理中的启示为:如果企业选择第三方回收模式,该情况下若需考虑回收产品质量,如果外界环境复杂多变,为了提高生产效率需考虑回收产品质量,企业由于实际成本等原因需选择第三方回收,各企业之间进行分散决策,可以运用二部定价契约进行协调。

山东电力现货市场“五一”假期长时间负电价现象分析及启示

负电价是高比例新能源电力系统中出现的新现象。针对“五一”期间山东电力现货市场出现的长时间负电价现象,结合山东电力系统运行特点、市场出清与定价模型,围绕供需关系、参与主体、报价情况等各方面因素,系统分析了负电价产生机理以及负电价对煤电机组、新能源、电力用户收益和购电成本的影响。分析结果表明,山东出现的长时间负电价现象反映了整体上供大于求的关系,是新能源消纳需求对市场价格影响的体现。同时,配合中长期差价合约机制,负电价对发用电两侧市场主体的经济收益影响有限。在此基础上,提出了完善电力市场机制设计的相关建议。

能源价格有序放开对我国碳减排成本的影响研究:动态一般均衡分析

碳定价是我国在2030年实现碳达峰和2060年实现碳中和的关键措施之一。然而,我国包括电力、天然气和成品油在内的能源价格仍受政府管制,这可能会影响碳定价政策的成本效益。为此,本研究将我国当前的能源定价机制引入一个可计算一般均衡模型,系统性探讨和分析了多种能源价格有序放开对我国碳边际减排成本(MAC)的综合影响。在此基础上,评估了不同情景下实现我国国家自主贡献目标和碳中和阶段性目标的总减排成本及成本节约效应。结果表明:(1)我国MAC对成品油价格放开最为敏感,无论是在改革初期阶段放开非重点用油部门的成品油价格,还是在深化阶段放开重点用油部门的成品油价格,均会使我国MAC下降较为明显,同时实现既定减排目标的成本节约效应也最为显著;(2)放开居民和农业用电价格,也会使我国MAC和总减排成本一定程度下降;(3)我国MAC对放开非居民或居民天然气价格不太敏感,但也会使我国MAC和减排成本轻微下降。结合我国当前主流碳交易政策,给出如下建议:首先,我国能源市场价格改革的路线图总体是优先放开非居民用气价格和非重点用油部门的成品油价格。若率先放开部分成品油价格,可较明显地调小碳市场总配额;若率先放开非居民用气价格,则无需对相应减排政策进行调整。其次,从长远看,能源市场价格改革将最终放开所有部门的电力、天然气和成品油价格。此时,若率先放开所有成品油价格管制,则可较为明显地调小碳市场总配额。若率先放开所有电力或天然气价格管制,则可适度调小碳市场总配额。另外,从行业角度,炼油行业宜考虑较为明显地降低炼油能力或转型升级,电力或天然气行业宜适度控制新增装机规模或适度降低产能。

PDH产业发展现状及预测

全球约21%丙烷用于化工生产。由于北美等地C_(2)产业链利润高于C_(3),出口丙烷效益优于下游生产,北美和中东地区成为全球丙烷资源主要输出地。全球PDH装置产能的大幅增长也带动原料丙烷贸易增加,助力丙烷价格高位运行,同时需求增速保持低位。新增PDH装置主要来自中国,中国在2014—2016年经历了第一轮扩能高峰期,2019年开启第二轮PDH建设热潮。未来丙烯整体供应远超下游消费增速,过剩态势逐渐显现,直接影响PDH装置丙烯未来盈利水平。

正当防卫的审查思维:一种经济学的分析进路——以相关案例为研究素材

从经济学的视角来看,持续不法侵害行为具有边际效用,一系列危害性轻缓的不法侵害行为能够上升为危害性严重的不法侵害行为,由此可以调整防卫行为的强度。在侵害时间难以辨明的情况下,根据“汉德公式”来解决侵害信息不对称的问题,从而合理分配侵害人与防卫人的法律责任。审查防卫限度是否过当时,要避免适用比例原则而带来的“价格管制”现象,重视防卫必要性的考量。当被告人承担正当防卫的证明责任时,应该考虑“价格”影响供求关系的问题,适当降低被告人的证明标准,有利于维护被告人自身的合法权益,也符合社会效率原则。

计及暂态频率稳定约束的同步惯量经济价值评估

高渗透率新能源接入系统后,保障系统具有充足的在线惯量是维持系统频率安全稳定的关键,同时建立惯性辅助服务市场是解决该问题的有效手段。因此,将同步惯性响应纳入有偿服务,搭建考虑系统最低同步惯量需求约束的定价出清模型,并提出离散变量松弛化的方法,将出清模型转化为凸优化问题。然后,基于边际成本定价法和拉格朗日对偶原理,以最低同步惯量需求约束对应的影子价格来评估其经济价值,为惯性服务定价。最后,以改进的IEEE 39节点系统和IEEE 118节点系统为例,对同步惯量影子价格的存在机理、数值影响因素以及同步机组收益进行分析讨论。结果表明,含高比例新能源系统具有建设惯性辅助服务市场的必要性和迫切性。所提方法和仿真结论为惯性服务市场化提供了参考性意见。