中國儲能網(wǎng)訊:經過兩年多的電改,中國的市場參與者已經對于統(tǒng)一出清的規(guī)則有了一定的了解:發(fā)電側與用電側進行電量與電價的申報,交易中心匯總這些報價以形成兩條曲線,市場在發(fā)電曲線與用電曲線的交點出清。報價低于出清價的發(fā)電機組和高于出清價的售電公司得以出清。
當不考慮電網(wǎng)傳輸阻塞時,每個得到出清的市場參與者的獲利都是市場出清價與自身邊際成本的差值。然而當考慮電網(wǎng)傳輸阻塞時,事情就變得沒這么簡單了。傳輸阻塞將市場進行了分割,形成了一個一個不同的區(qū)域。每個區(qū)域都有不同的約束,使得不同區(qū)域之間不能夠自由的進行電流的傳輸。就好像有人在市場不同區(qū)域之間建起了一座座的墻,每座墻都有不同的厚度和高度,因而對于不同區(qū)域的發(fā)電機組或是用戶,給另一區(qū)域供電或者從另一區(qū)域獲取電能,所翻越的墻的厚度、高度都是不一樣的,因此發(fā)/用電的邊際成本就會不一樣。而如果用節(jié)點來代替區(qū)域的說法,則每個不同節(jié)點的特定成本稱為節(jié)點邊際價格。
節(jié)點邊際價格的正式定義是,節(jié)點k的節(jié)點邊際價格既是向電網(wǎng)中的某個節(jié)點k提供額外單位電量的邊際成本。
類似的,我們有時也會定義網(wǎng)絡中兩個節(jié)點j和k之間地“傳輸價格”或者“阻塞價格”的差為兩個節(jié)點節(jié)點邊際電價的差。
節(jié)點邊際電價構成了美國PJM市場和其他類似市場發(fā)用電方在市場進行交易的基礎。發(fā)電方根據(jù)自己所在的節(jié)點收取節(jié)點電價,用電方同樣根據(jù)自己所在的節(jié)點支付節(jié)點電價,PJM交易中心充當所有購買和銷售的中間人,從買家那里收了錢之后并支付給賣家。
下面是了解節(jié)點邊際電價必須要了解的事情:
1、如果沒有電網(wǎng)傳輸阻塞,那么所有節(jié)點的節(jié)點邊際電價都相同,且都等于系統(tǒng)邊際價格。這表示如果沒有輸配電網(wǎng)絡的限制,那么就可以使用相同的邊際發(fā)電機組向電網(wǎng)的任何一個需求的角落提供任何額外的電量。
2、如果某個節(jié)點(相對其他節(jié)點)的節(jié)點電價非常高,那么表示把電能傳輸?shù)竭@個位置是非常昂貴的,但它并不一定代表著這個節(jié)點的傳輸阻塞的情況,因為問題也可能出現(xiàn)在系統(tǒng)的其他地方。
3、如果我們觀察到節(jié)點j的電價高于節(jié)點k,這并不一定意味著電流是從k流向j的,雖然通常在經濟學上商品都是從低價的區(qū)域流向高價的區(qū)域。由于電的物理特性以及電網(wǎng)的約束,電流仍然有可能從高價位向低價位流動。
4、節(jié)點邊際電價也有可能是負的。雖然這聽起來很奇怪,但事實上這是一個經常發(fā)生的事情。在這種情況下,發(fā)電機組向市場供電,同時要向市場支付其接收自己這部分電量的錢,而用戶用電越多,則獲得的報酬越多。這種情況是由于發(fā)電機組可能無法靈活調節(jié)出力以響應市場快速變化而導致的。假設某些地區(qū)的電力需求突然大幅下降,服務于該需求的發(fā)電機組不能夠足夠快的響應這一變化,那么它要么自行關閉,要么向市場支付電價。如果發(fā)電方因為成本或機組自身約束等因素選擇繼續(xù)發(fā)電,那么節(jié)點邊際電價就很可能變成負的,來向市場發(fā)出信號,增加市場的電力需求?;蛘咂渌闆r,比如某時刻風力特別強,導致風電的出力特別大的時候,由于供給的大量增加,節(jié)點邊際價格也會下降。
對PJM來說,節(jié)點邊際價格實際上是個非常復雜的系統(tǒng)。它每5分鐘就要計算40000多歌不同節(jié)點的電價。
節(jié)點邊際電價在整個交易區(qū)域的不同部分可能變化很大,并且可能非常不穩(wěn)定,這具體要取決于整個系統(tǒng)的邊界條件。下圖顯示了PJM系統(tǒng)中節(jié)點電價的熱圖,圖中白色的區(qū)域為節(jié)點電價最高的區(qū)域,之后是紅色、黃色、綠色的區(qū)域。而顏色越藍,則表示節(jié)點電價越低。圖中白色區(qū)域為華盛頓特區(qū)。華盛頓特區(qū)電價最高的原因是因為PJM電網(wǎng)中存在傳輸能力的不足,限制了像俄亥俄州這樣的地區(qū),提供低成本電力用來滿足華盛頓特區(qū)等高電力需求。因此華盛頓特區(qū)只能使用更靠近該地區(qū)的高成本發(fā)電機組。