中國儲能網(wǎng)訊：從世界電力市場的運行經(jīng)驗來看,良好的市場規(guī)則和競價機制能提高市場效率、減小市場力的影響、優(yōu)化電力系統(tǒng)運行方式、減小網(wǎng)絡(luò)阻塞和提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性。在電力市場環(huán)境下,為確保電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟運行,需要對發(fā)電機組進行有效監(jiān)管,抑制發(fā)電商行使市場力的行為。美國PJM互聯(lián)電網(wǎng)有限公司(簡稱PJM)是北美最大的集中調(diào)度控制電網(wǎng),PJM市場交易規(guī)則中“三寡頭壟斷測試法”是監(jiān)管電力市場有效運行,抑制發(fā)電商行使市場力,防范電力市場風(fēng)險的有效方法之一。
一、基本原理
針對由于網(wǎng)絡(luò)輸電容量限制造成的局部地區(qū)發(fā)電廠商潛在市場勢力程度較高、控制節(jié)點電價的能力較強的情況,PJM電力市場采用了“三寡頭壟斷測試法”監(jiān)管發(fā)電機組,抑制此類市場勢力的行使。“三寡頭壟斷測試法”可以作為事前監(jiān)管的必運行機組確定準(zhǔn)則,也可以作為事后監(jiān)管措施,抑制由于輸電阻塞引起的負荷口袋內(nèi)機組/廠商策略報高價的動機。該方法可以判斷某機組/廠商對緩解某條輸電線路阻塞的影響因子,從而評估該機組/廠商是否定為必運行機組而進行價格管制。
“三寡頭壟斷”測試法根據(jù)對能夠緩解阻塞線路阻塞情況的發(fā)電廠商的能力以及是否具有策略報高價行為兩方面進行測試并判斷測試機組是否為必運行機組。
首先確定需要進行事先測試的負荷口袋內(nèi)機組,再根據(jù)進入測試范圍的機組的報價曲線計算這些機組對緩解線路阻塞情況的影響因子并與閾值相比較。未超過閾值的那些機組由于對緩解線路阻塞有不可替代的作用,因此判定為必運行機組,需要進行特殊價格管制;超過閾值的那些機組對緩解線路阻塞影響較小,則無需進行特殊價格管制。
所有滿足下列條件的機組必須進行“三寡頭壟斷”測試:
所在負荷口袋中可以調(diào)度的發(fā)電廠商數(shù)量等于或者小于3個;
所在負荷口袋局部市場集中度指標(biāo)HHI大于2500;
具有可以緩解阻塞線路的靈敏度系數(shù)大于3%。
“三寡頭壟斷”測試
三寡頭壟斷測試主要計算進入測試的機組控制阻塞線路阻塞情況的能力,并根據(jù)控制能力測試閾值判斷所測試機組是否為必運行機組。測試機組控制阻塞線路阻塞情況的能力測試值計算如下:
式中TES(totaleffectivesupply)為有效緩解阻塞線路潮流總量;ESA(effectivesupplyforuniteA)為機組A有效緩解潮流;ESB(effectivesupplyforuniteB)為機組B有效緩解潮流;ESi(effectivesupplyforunitei)為機組i有效緩解潮流;DR(constraintdemandrelief)為緩解阻塞所需的MW數(shù)。
有效緩解阻塞線路潮流總量為所有機組有效緩解潮流量之和,而機組有效緩解潮流為該機組可以緩解線路阻塞的能力,定義為:
其中UEMW為輸電阻塞情況下機組i對應(yīng)阻塞后電價的出力;SEMW為機組i預(yù)調(diào)度出力;Unitedfax為機組i對阻塞線路的靈敏系數(shù)。
式中,UEMW-SEMW是機組緩解阻塞的有效出力,而機組i有效緩解阻塞潮流值ESi等于機組緩解阻塞有效出力與該機組對阻塞線路的靈敏度系數(shù)之積;機組緩解阻塞有效出力定義為:(能量電價+k×阻塞電價)所對應(yīng)機組報價出力QGi′-預(yù)調(diào)度出力QGi′;k為緩解系數(shù),可暫定為1.5(參見圖1)。
判斷機組是否為必運行機組的原則如下:
(1)若三寡頭壟斷測試結(jié)果為該機組控制線路阻塞能力測試值>1.0,表明該測試機組對緩解線路阻塞作用并不顯著,無須進行特殊價格管制。
(2)如果三寡頭壟斷測試如果三寡頭壟斷測試結(jié)果為該測試機組控制線路阻塞能力測試值<1.0,表明該機組對緩解線路阻塞有不可替代的作用,應(yīng)歸為必運行機組,須進行特殊價格管制,其報價曲線可由年度合同電價代替。
二、測試算例
2.1算例一
以PJM電力市場2006年某組數(shù)據(jù)為例,該系統(tǒng)具有可以緩解阻塞線路的靈敏度系數(shù)大于0.03的機組總數(shù)為290臺,當(dāng)某線路發(fā)生輸電阻塞時,系統(tǒng)邊際價格(SystemMarginalPrice)為60.03,輸電約束的影子價格(cost-basedconstraintshadowprice)為-303.07,機組i對阻塞線路的靈敏系數(shù)為-0.2154,因此在該線路發(fā)生輸電阻塞時,此臺機組出力有效電價為:
其中,UEP(uniteeffectiveprice)是阻塞時機組出力有效價;CSP(constraintshadowprice)是輸電約束的影子價格;K為緩解系數(shù),可暫定為1.5。
機組i的出力有效電價為
機組i此時對應(yīng)價格157.95＄的出力為237.8MW,機組i預(yù)調(diào)度出力為170.4MW,因此機組i的有效緩解潮流為
此時,所有機組有效緩解阻塞線路潮流總量為170.6MW,最大兩臺機組有效緩解潮流值為40.52MW,35.73MW,緩解阻塞所需的負荷總量為101.19MW,那么機組i控制阻塞線路阻塞情況的能力測試值為:
根據(jù)三寡頭壟斷測試判定原則,該機組控制線路阻塞能力測試值<1.0,表明該機組對緩解線路阻塞有不可替代的作用,應(yīng)歸為必運行機組,須進行特殊價格管制,其報價曲線可由年度合同電價代替。
2.2算例2
某電力系統(tǒng)共19個獨立發(fā)電商,具有可以緩解阻塞線路的靈敏度系數(shù)大于0.03的機組總數(shù)為373臺,發(fā)電商A,B所擁有的機組有效緩解潮流值最大。當(dāng)線路發(fā)生輸電阻塞時,系統(tǒng)邊際價格(SystemMarginalPrice)為62.75;輸電約束的影子價格(cost-basedconstraintshadowprice)為-163.13。所有發(fā)電商有效緩解阻塞線路潮流總量為480.41MW,緩解阻塞所需的負荷總量為155.38MW;所有發(fā)電商有效緩解潮流值及對應(yīng)控制阻塞線路阻塞情況的能力測試值如表1所示
由表1測試結(jié)果可知,發(fā)電商C到I測試值均小于1,即對緩解線路阻塞有不可替代的作用,須進行特殊價格管制,其報價曲線可選擇由年度合同價格代替;發(fā)電商J到S測試值均大于1,對緩解線路阻塞作用并不顯著,無須進行特殊價格管制。
三、結(jié)語
三寡頭壟斷測試法(ThreePivotalSupplier(TPS)Test)是美國PJM互聯(lián)電力市場規(guī)則中執(zhí)行市場實時監(jiān)管的重要手段之一。在線路出現(xiàn)輸電阻塞的情況下,檢測系統(tǒng)各機組對緩解線路阻塞的影響能力,針對控制輸電阻塞能力較高的機組進行價格管制,以防止其行使市場力,從而保證市場安全高效地運行,這種市場監(jiān)管機制在PJM市場運行中證明是行之有效的方法,值得其他電力市場監(jiān)管者借鑒。
