《电力市场概论》电量市场—实时市场

第3节 实时市场

3.2实时市场的交易原理

在实时调度中，系统调度员首先根据系统总不平衡量，决定启用上调机组还是下调机组。然后，根据调节价格排序，从价格低的机组开始调度，直到满足不平衡量。最后一台调节的机组成为边际调节机组，其报价成为边际调节价格。按照统一定价原则，所有参与调节的机组都被付给边际调节价格。在实际运作中，一般只调三台机组。这是处于实时市场对时间的要求，需要尽快满足负荷偏差。一般负荷中心的电厂优先调用。此时EMS系统将发挥重要作用。

实时市场可以用于多种情形下的运行控制。例如消除电力不平衡量、以及下一节中的阻塞管理。现在以简单的消除电力不平衡量为例，说明实时平衡市场的采购原则。

实时市场的平衡交易模型将考虑各种实际运行约束，优化目标是总调节费用的最小化。模型的目标函数是：

或者

二者分别对应于需要增加和降低总发电量的情形。

其中Ii，t+和Ii，t-是机组i在时段t是否参与上调或下调市场的布尔变量，若Ii，t+=1表示机组i在时段t参与了上调市场，而Ii，t-必然为0;若Ii，t-=1表示机组i在时段t参与了下调市场，而Ii，t+必然为0.另一种可能性是Ii，t+=0且Ii，t-=o，表示既不参与上调市场，也不参与下调市场。

Ci，t+和Ci，t-分别是对应的调节报价;△Pi，t是机组i在时段t的调节量。

约束条件包括：

(1)系统有功平衡：

其中，P△为t时段系统电力不平衡量。

(2)系统正、负备用约束;

(3)节点有功平衡;

(4)基尔霍夫第二定律;

(5)线路输送容量约束;

(6)系统调频容量的约束;

(7)机组最大和最小出力约束;

(8)机组最小运行与停机持续时间约束;

(9)机组跟踪负荷能力。

其中约束(1)~(6)为系统安全运行约束，约束(7)~(9)为机组技术指标约束。

3.3 阻塞管理

当输电网络出现阻塞时，如何实现最优的实时控制也是电网公司必然面临的难题之一。控制策略必须保证对所有的市场成员是公平和公正的[1]。

在建立实时市场之后，系统调度员可以从实时市场获得发电商和电力用户参与调节的报价意愿。然后，调度员调用阻塞管理程序以确定计划微调方案。该方案可能是调整机组出力，也可能是切负荷，也有可能同时采取两种调节手段。究竟采用哪种方案将取决于整个系统的运行状况、线路阻塞的情况、发电商的调节报价以及电力用户能够承受的电价水平。

与简单的实时市场不同，阻塞管理可能在上调某些机组的出力的同时，下调其它机组的出力。

阻塞管理模型的目标函数是未来一段时间内总调节费用的最小化，其中调节费用的计算考虑了平衡调节市场的结算规则，即：按照统一的边际上调价榕和边际下调价格付费。调节费用是各机组出力的调整量△Pi，t及各用户的负荷裁减量△Li，t的函数。

模型的目标函数为

其中Ii，t+、Ii，t-、Ci，t+、Ci，t-、△Pi，t的含义与上一节相同。Cj，tC是用户j乐意支付的用电价格，△Lj，t是安排削减用户j的负荷量。再记裁减负荷的向量为△L。其约束条件与实时交易相同。

阻塞管理的算法思路大概分两个过程，旨先得到一个可行解。可行解的获得可以采用考虑电网安全约束的交易计划模型。其次，考虑一个迭代过程。在迭代过程中，对切负荷手段和机组调节方案进行整体优化，直到得到一个最优的切负荷方案和调节方案。算法框架见下图。

图中，对原计划的调节算法如卜^：引入变量RMC+和RMC-，即上调边际电价和下调边际电价。先分别对上调市场和下调市场根据机组调节价格进行排序，然后在原购电计划与可行解中有差别的机组中，找到一对最贵的上调机组或下调机组，尝试向差别减小的方向调整。如果调整一个较小的数值步K 6，其解依然可行，则调整之。然后在得到的解的基础之上继续调整，直到得到最优的调节方案。

调度员按照优化的调节计划，向各机组下达调节指令，事后按照统一的边际调节价格付给发电商调节费用。如果同时需要采取切负荷措施，系统调度员将通知相关用户，并于实际运行时执行。