第3節(jié) 實(shí)時市場

3.2實(shí)時市場的交易原理

在實(shí)時調(diào)度中，系統(tǒng)調(diào)度員首先根據(jù)系統(tǒng)總不平衡量，決定啟用上調(diào)機(jī)組還是下調(diào)機(jī)組。然后，根據(jù)調(diào)節(jié)價格排序，從價格低的機(jī)組開始調(diào)度，直到滿足不平衡量。最后一臺調(diào)節(jié)的機(jī)組成為邊際調(diào)節(jié)機(jī)組，其報(bào)價成為邊際調(diào)節(jié)價格。按照統(tǒng)一定價原則，所有參與調(diào)節(jié)的機(jī)組都被付給邊際調(diào)節(jié)價格。在實(shí)際運(yùn)作中，一般只調(diào)三臺機(jī)組。這是處于實(shí)時市場對時間的要求，需要盡快滿足負(fù)荷偏差。一般負(fù)荷中心的電廠優(yōu)先調(diào)用。此時EMS系統(tǒng)將發(fā)揮重要作用。

實(shí)時市場可以用于多種情形下的運(yùn)行控制。例如消除電力不平衡量、以及下一節(jié)中的阻塞管理。現(xiàn)在以簡單的消除電力不平衡量為例，說明實(shí)時平衡市場的采購原則。

實(shí)時市場的平衡交易模型將考慮各種實(shí)際運(yùn)行約束，優(yōu)化目標(biāo)是總調(diào)節(jié)費(fèi)用的最小化。模型的目標(biāo)函數(shù)是：

或者

二者分別對應(yīng)于需要增加和降低總發(fā)電量的情形。

其中Ii，t+和Ii，t-是機(jī)組i在時段t是否參與上調(diào)或下調(diào)市場的布爾變量，若Ii，t+=1表示機(jī)組i在時段t參與了上調(diào)市場，而Ii，t-必然為0;若Ii，t-=1表示機(jī)組i在時段t參與了下調(diào)市場，而Ii，t+必然為0.另一種可能性是Ii，t+=0且Ii，t-=o，表示既不參與上調(diào)市場，也不參與下調(diào)市場。

Ci，t+和Ci，t-分別是對應(yīng)的調(diào)節(jié)報(bào)價;△Pi，t是機(jī)組i在時段t的調(diào)節(jié)量。

約束條件包括：

(1)系統(tǒng)有功平衡：

其中，P△為t時段系統(tǒng)電力不平衡量。

(2)系統(tǒng)正、負(fù)備用約束;

(3)節(jié)點(diǎn)有功平衡;

(4)基爾霍夫第二定律;

(5)線路輸送容量約束;

(6)系統(tǒng)調(diào)頻容量的約束;

(7)機(jī)組最大和最小出力約束;

(8)機(jī)組最小運(yùn)行與停機(jī)持續(xù)時間約束;

(9)機(jī)組跟蹤負(fù)荷能力。

其中約束(1)~(6)為系統(tǒng)安全運(yùn)行約束，約束(7)~(9)為機(jī)組技術(shù)指標(biāo)約束。

3.3 阻塞管理

當(dāng)輸電網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)阻塞時，如何實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的實(shí)時控制也是電網(wǎng)公司必然面臨的難題之一?？刂撇呗员仨毐ＷC對所有的市場成員是公平和公正的[1]。

在建立實(shí)時市場之后，系統(tǒng)調(diào)度員可以從實(shí)時市場獲得發(fā)電商和電力用戶參與調(diào)節(jié)的報(bào)價意愿。然后，調(diào)度員調(diào)用阻塞管理程序以確定計(jì)劃微調(diào)方案。該方案可能是調(diào)整機(jī)組出力，也可能是切負(fù)荷，也有可能同時采取兩種調(diào)節(jié)手段。究竟采用哪種方案將取決于整個系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、線路阻塞的情況、發(fā)電商的調(diào)節(jié)報(bào)價以及電力用戶能夠承受的電價水平。

與簡單的實(shí)時市場不同，阻塞管理可能在上調(diào)某些機(jī)組的出力的同時，下調(diào)其它機(jī)組的出力。

阻塞管理模型的目標(biāo)函數(shù)是未來一段時間內(nèi)總調(diào)節(jié)費(fèi)用的最小化，其中調(diào)節(jié)費(fèi)用的計(jì)算考慮了平衡調(diào)節(jié)市場的結(jié)算規(guī)則，即：按照統(tǒng)一的邊際上調(diào)價榕和邊際下調(diào)價格付費(fèi)。調(diào)節(jié)費(fèi)用是各機(jī)組出力的調(diào)整量△Pi，t及各用戶的負(fù)荷裁減量△Li，t的函數(shù)。

模型的目標(biāo)函數(shù)為

其中Ii，t+、Ii，t-、Ci，t+、Ci，t-、△Pi，t的含義與上一節(jié)相同。Cj，tC是用戶j樂意支付的用電價格，△Lj，t是安排削減用戶j的負(fù)荷量。再記裁減負(fù)荷的向量為△L。其約束條件與實(shí)時交易相同。

阻塞管理的算法思路大概分兩個過程，旨先得到一個可行解。可行解的獲得可以采用考慮電網(wǎng)安全約束的交易計(jì)劃模型。其次，考慮一個迭代過程。在迭代過程中，對切負(fù)荷手段和機(jī)組調(diào)節(jié)方案進(jìn)行整體優(yōu)化，直到得到一個最優(yōu)的切負(fù)荷方案和調(diào)節(jié)方案。算法框架見下圖。

圖中，對原計(jì)劃的調(diào)節(jié)算法如卜^：引入變量RMC+和RMC-，即上調(diào)邊際電價和下調(diào)邊際電價。先分別對上調(diào)市場和下調(diào)市場根據(jù)機(jī)組調(diào)節(jié)價格進(jìn)行排序，然后在原購電計(jì)劃與可行解中有差別的機(jī)組中，找到一對最貴的上調(diào)機(jī)組或下調(diào)機(jī)組，嘗試向差別減小的方向調(diào)整。如果調(diào)整一個較小的數(shù)值步K 6，其解依然可行，則調(diào)整之。然后在得到的解的基礎(chǔ)之上繼續(xù)調(diào)整，直到得到最優(yōu)的調(diào)節(jié)方案。

調(diào)度員按照優(yōu)化的調(diào)節(jié)計(jì)劃，向各機(jī)組下達(dá)調(diào)節(jié)指令，事后按照統(tǒng)一的邊際調(diào)節(jié)價格付給發(fā)電商調(diào)節(jié)費(fèi)用。如果同時需要采取切負(fù)荷措施，系統(tǒng)調(diào)度員將通知相關(guān)用戶，并于實(shí)際運(yùn)行時執(zhí)行。