中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
摘 要
【目的】隨著我國(guó)全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)的不斷加快，我國(guó)已在省間電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)上取得一定成效。為應(yīng)對(duì)多時(shí)空市場(chǎng)下多主體的競(jìng)爭(zhēng)、支撐電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購(gòu)電，首先通過(guò)分析省級(jí)電網(wǎng)參與省間現(xiàn)貨市場(chǎng)的購(gòu)電機(jī)制以及路徑組合情況，提出了電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購(gòu)電決策框架?！痉椒ā吭谠摽蚣芟?，對(duì)購(gòu)電相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)處理，并通過(guò)構(gòu)建上層為電網(wǎng)企業(yè)購(gòu)電決策、下層為省間現(xiàn)貨市場(chǎng)交易的雙層優(yōu)化模型，對(duì)多電網(wǎng)企業(yè)參與的兩級(jí)電力市場(chǎng)購(gòu)電決策進(jìn)行協(xié)同；然后通過(guò)強(qiáng)對(duì)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(wèn)題，并對(duì)其進(jìn)行線性化處理求解電網(wǎng)企業(yè)購(gòu)電策略?！窘Y(jié)果】最后算例分析表明，相比于傳統(tǒng)購(gòu)電方案，所提方案有助于降低綜合購(gòu)電成本，能夠應(yīng)對(duì)送端省份減少外送及購(gòu)電通道容量縮減10%以?xún)?nèi)的極端情況并維持綜合購(gòu)電成本穩(wěn)定?！窘Y(jié)論】所提方法具有參與兩級(jí)電力市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性，通過(guò)提高報(bào)價(jià)能夠應(yīng)對(duì)一定范圍內(nèi)的變動(dòng)情況，具有一定適用性。
研究背景
面對(duì)我國(guó)資源和負(fù)荷逆向分布、新能源裝機(jī)占比增大、全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)建設(shè)的背景，開(kāi)展省間現(xiàn)貨交易能夠推動(dòng)省域間的電力余缺互濟(jì)、以市場(chǎng)化手段緩解各省電力供需不平衡、促進(jìn)各省低碳轉(zhuǎn)型與經(jīng)濟(jì)效益提高。因此，國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)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(kāi)啟省間電力現(xiàn)貨交易，擴(kuò)大了省間現(xiàn)貨市場(chǎng)的交易品種、范圍及時(shí)段，促進(jìn)省間現(xiàn)貨市場(chǎng)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(gòu)電主體，目前對(duì)于受端省份電網(wǎng)企業(yè)的省間現(xiàn)貨交易還沒(méi)有科學(xué)的決策方法，導(dǎo)致省間高價(jià)購(gòu)電推高購(gòu)電損益的問(wèn)題，影響電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)經(jīng)濟(jì)性，亟需構(gòu)建相應(yīng)決策框架，支撐電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)行省間現(xiàn)貨購(gòu)電。
當(dāng)前我國(guó)已逐漸形成了涵蓋省間、省內(nèi)以及中長(zhǎng)期、現(xiàn)貨等不同空間、時(shí)間尺度的兩級(jí)電力市場(chǎng)，也有文獻(xiàn)進(jìn)一步探索考慮納入相鄰省份備用容量的市場(chǎng)出清機(jī)制。而在省間市場(chǎng)主體交易策略的研究中，已有研究仍集中于單一市場(chǎng)的交易決策。且研究大多未考慮完全電網(wǎng)企業(yè)購(gòu)電時(shí)序，在現(xiàn)貨環(huán)境下，電網(wǎng)企業(yè)需考慮代理用戶(hù)分時(shí)購(gòu)電需求、中長(zhǎng)期合約分時(shí)曲線與現(xiàn)貨市場(chǎng)銜接，進(jìn)而協(xié)同省間、省內(nèi)兩級(jí)市場(chǎng)購(gòu)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(chǎng)主體的交易策略為主。但目前省間現(xiàn)貨購(gòu)電主體仍以省級(jí)電網(wǎng)企業(yè)作為唯一購(gòu)電方，代理省內(nèi)用戶(hù)參與省間-省內(nèi)兩級(jí)電力市場(chǎng)購(gòu)電，尚缺乏以電網(wǎng)企業(yè)為主體的交易策略研究。
此外，當(dāng)前省間現(xiàn)貨購(gòu)電的研究主要站在單個(gè)主體的角度，考慮某一“省間交易聚合商”從多送端省份購(gòu)電的交易決策。而在實(shí)際的省間現(xiàn)貨交易中為多受端與多送端省份申報(bào)量?jī)r(jià)的高低匹配關(guān)系，且已有的購(gòu)電決策較少考慮省間通道的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，與現(xiàn)實(shí)情況不符，在購(gòu)售電省份之間存在通道約束及不同路徑損耗差異的競(jìng)爭(zhēng)情況下，需將多受端省份電網(wǎng)企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)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(jí)現(xiàn)貨市場(chǎng)的協(xié)同以及省間通道約束競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，通過(guò)分析電網(wǎng)企業(yè)購(gòu)電決策時(shí)序及省間現(xiàn)貨市場(chǎng)購(gòu)電路徑，構(gòu)建電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購(gòu)電決策框架，支撐電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購(gòu)電。
圖1 電網(wǎng)企業(yè)參與省間現(xiàn)貨市場(chǎng)購(gòu)電決策框架
圖2 電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購(gòu)電雙層優(yōu)化模型
結(jié)論
兩級(jí)電力市場(chǎng)下電網(wǎng)企業(yè)省間現(xiàn)貨購(gòu)電面臨一定的挑戰(zhàn)，本文通過(guò)厘清當(dāng)前省級(jí)電網(wǎng)在省間現(xiàn)貨市場(chǎng)購(gòu)電相關(guān)機(jī)制及購(gòu)電路徑，構(gòu)建了電網(wǎng)企業(yè)參與省間現(xiàn)貨市場(chǎng)購(gòu)電的決策框架，通過(guò)算例分析對(duì)所提方法進(jìn)行驗(yàn)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(xué)地進(jìn)行購(gòu)電決策，有助于電網(wǎng)企業(yè)對(duì)其購(gòu)入電力及價(jià)格的來(lái)源和影響進(jìn)行分析。
2）相比于傳統(tǒng)的購(gòu)電方法，本文所提方法能夠幫助電網(wǎng)企業(yè)降低綜合購(gòu)電成本，通過(guò)省間-省內(nèi)市場(chǎng)的雙層優(yōu)化購(gòu)電方法能夠有效降低購(gòu)電成本。
3）敏感性分析結(jié)果表明，本文所提方法能夠通過(guò)協(xié)調(diào)省間、省內(nèi)現(xiàn)貨購(gòu)電，使綜合購(gòu)電成本保持穩(wěn)定，且能夠應(yīng)對(duì)某送端省份減少外送或購(gòu)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(chǎng)初期階段，從省級(jí)電網(wǎng)企業(yè)角度制定購(gòu)電策略，未來(lái)將繼續(xù)探究在市場(chǎng)逐步完善的情況下，多市場(chǎng)主體參與時(shí)模型的適用性、求解復(fù)雜度的變化及相應(yīng)解決措施。
