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摘 要
【目的】隨著我國全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)的不斷加快，我國已在省間電力現(xiàn)貨市場建設(shè)上取得一定成效。為應對多時空市場下多主體的競爭、支撐電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購電，首先通過分析省級電網(wǎng)參與省間現(xiàn)貨市場的購電機制以及路徑組合情況，提出了電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購電決策框架?！痉椒ā吭谠摽蚣芟?，對購電相關(guān)數(shù)據(jù)進行了預處理，并通過構(gòu)建上層為電網(wǎng)企業(yè)購電決策、下層為省間現(xiàn)貨市場交易的雙層優(yōu)化模型，對多電網(wǎng)企業(yè)參與的兩級電力市場購電決策進行協(xié)同；然后通過強對偶原理和KKT（Karush-Kuhn-Tucker）條件將所構(gòu)建的雙層優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為單層優(yōu)化問題，并對其進行線性化處理求解電網(wǎng)企業(yè)購電策略?！窘Y(jié)果】最后算例分析表明，相比于傳統(tǒng)購電方案，所提方案有助于降低綜合購電成本，能夠應對送端省份減少外送及購電通道容量縮減10%以內(nèi)的極端情況并維持綜合購電成本穩(wěn)定?！窘Y(jié)論】所提方法具有參與兩級電力市場的經(jīng)濟性，通過提高報價能夠應對一定范圍內(nèi)的變動情況，具有一定適用性。
研究背景
面對我國資源和負荷逆向分布、新能源裝機占比增大、全國統(tǒng)一電力市場建設(shè)的背景，開展省間現(xiàn)貨交易能夠推動省域間的電力余缺互濟、以市場化手段緩解各省電力供需不平衡、促進各省低碳轉(zhuǎn)型與經(jīng)濟效益提高。因此，國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)范圍內(nèi)，在跨區(qū)域省間富余可再生能源電力現(xiàn)貨交易基礎(chǔ)上，開啟省間電力現(xiàn)貨交易，擴大了省間現(xiàn)貨市場的交易品種、范圍及時段，促進省間現(xiàn)貨市場得到更有效利用。而電網(wǎng)企業(yè)作為參與省間現(xiàn)貨交易的購電主體，目前對于受端省份電網(wǎng)企業(yè)的省間現(xiàn)貨交易還沒有科學的決策方法，導致省間高價購電推高購電損益的問題，影響電網(wǎng)經(jīng)營經(jīng)濟性，亟需構(gòu)建相應決策框架，支撐電網(wǎng)企業(yè)進行省間現(xiàn)貨購電。
當前我國已逐漸形成了涵蓋省間、省內(nèi)以及中長期、現(xiàn)貨等不同空間、時間尺度的兩級電力市場，也有文獻進一步探索考慮納入相鄰省份備用容量的市場出清機制。而在省間市場主體交易策略的研究中，已有研究仍集中于單一市場的交易決策。且研究大多未考慮完全電網(wǎng)企業(yè)購電時序，在現(xiàn)貨環(huán)境下，電網(wǎng)企業(yè)需考慮代理用戶分時購電需求、中長期合約分時曲線與現(xiàn)貨市場銜接，進而協(xié)同省間、省內(nèi)兩級市場購電決策。
在省間現(xiàn)貨交易策略研究中，以發(fā)電商和售電公司等市場主體的交易策略為主。但目前省間現(xiàn)貨購電主體仍以省級電網(wǎng)企業(yè)作為唯一購電方，代理省內(nèi)用戶參與省間-省內(nèi)兩級電力市場購電，尚缺乏以電網(wǎng)企業(yè)為主體的交易策略研究。
此外，當前省間現(xiàn)貨購電的研究主要站在單個主體的角度，考慮某一“省間交易聚合商”從多送端省份購電的交易決策。而在實際的省間現(xiàn)貨交易中為多受端與多送端省份申報量價的高低匹配關(guān)系，且已有的購電決策較少考慮省間通道的競爭關(guān)系，與現(xiàn)實情況不符，在購售電省份之間存在通道約束及不同路徑損耗差異的競爭情況下，需將多受端省份電網(wǎng)企業(yè)之間的競爭納入研究。
研究思路
本文以電網(wǎng)企業(yè)為主體，考慮省間、省內(nèi)兩級現(xiàn)貨市場的協(xié)同以及省間通道約束競爭關(guān)系，通過分析電網(wǎng)企業(yè)購電決策時序及省間現(xiàn)貨市場購電路徑，構(gòu)建電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購電決策框架，支撐電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購電。
圖1 電網(wǎng)企業(yè)參與省間現(xiàn)貨市場購電決策框架
圖2 電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購電雙層優(yōu)化模型
結(jié)論
兩級電力市場下電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購電面臨一定的挑戰(zhàn)，本文通過厘清當前省級電網(wǎng)在省間現(xiàn)貨市場購電相關(guān)機制及購電路徑，構(gòu)建了電網(wǎng)企業(yè)參與省間現(xiàn)貨市場購電的決策框架，通過算例分析對所提方法進行驗證，得到如下結(jié)論：
1）本文所提方法能夠輔助電網(wǎng)企業(yè)科學地進行購電決策，有助于電網(wǎng)企業(yè)對其購入電力及價格的來源和影響進行分析。
2）相比于傳統(tǒng)的購電方法，本文所提方法能夠幫助電網(wǎng)企業(yè)降低綜合購電成本，通過省間-省內(nèi)市場的雙層優(yōu)化購電方法能夠有效降低購電成本。
3）敏感性分析結(jié)果表明，本文所提方法能夠通過協(xié)調(diào)省間、省內(nèi)現(xiàn)貨購電，使綜合購電成本保持穩(wěn)定，且能夠應對某送端省份減少外送或購電通道容量縮減10%的極端情況。
此外，本文僅立足于省間現(xiàn)貨市場初期階段，從省級電網(wǎng)企業(yè)角度制定購電策略，未來將繼續(xù)探究在市場逐步完善的情況下，多市場主體參與時模型的適用性、求解復雜度的變化及相應解決措施。
