含大規(guī)模水電的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)出清及價(jià)格機(jī)制研究

吳引航，陽(yáng) 婷，戴曉娟，陳雨果

（1.廣西電力交易中心，南寧 530000；2.北京清能互聯(lián)科技有限公司，北京 100080）

0 引言

現(xiàn)階段，我國(guó)正加快電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的建設(shè)進(jìn)程，電力現(xiàn)貨市場(chǎng)已進(jìn)入第二批試點(diǎn)階段[1-2]。發(fā)展電力現(xiàn)貨市場(chǎng)、擴(kuò)大市場(chǎng)交易空間和范圍是我國(guó)電力市場(chǎng)后續(xù)發(fā)展的重要方向。與此同時(shí)，在“碳達(dá)峰、碳中和”的大背景下，逐步提高水電等清潔能源的裝機(jī)容量，并保障清潔能源消納是電力市場(chǎng)發(fā)展的方向和約束條件[3-5]。

在市場(chǎng)環(huán)境下，各機(jī)組的中標(biāo)量由其市場(chǎng)報(bào)價(jià)、機(jī)組運(yùn)行約束、電網(wǎng)運(yùn)行約束共同決定，如何在電力市場(chǎng)中貫徹實(shí)施消納可再生能源的國(guó)家政策，同時(shí)保障電力市場(chǎng)出清的公平性和合理性，是未來(lái)將不同類(lèi)型電源納入市場(chǎng)交易范圍亟需解決的重點(diǎn)問(wèn)題。另外，在清潔能源參與的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，電價(jià)機(jī)制除需反映電力的時(shí)空價(jià)值外，還需發(fā)揮促進(jìn)清潔能源消納、抑制部分清潔能源利用保障性消納政策進(jìn)行市場(chǎng)投機(jī)的作用。因此，在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)和“碳達(dá)峰、碳中和”的發(fā)展目標(biāo)下，有必要對(duì)水電等清潔能源與火電在現(xiàn)貨市場(chǎng)同臺(tái)競(jìng)價(jià)的出清機(jī)制和價(jià)格機(jī)制進(jìn)行研究，為大規(guī)模水電參與的電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)提供參考。

文獻(xiàn)[6-8]研究了促進(jìn)清潔能源消納的高比例清潔能源電力市場(chǎng)交易機(jī)制；文獻(xiàn)[9-10]討論了水電參與電力市場(chǎng)面臨的主要問(wèn)題，并提出水電參與市場(chǎng)的建議；文獻(xiàn)[11-12]采用隨機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、混合整數(shù)規(guī)劃法等方法求解水電參與電力市場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，并以當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)為實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證。文獻(xiàn)[13]分析水電與火電的不同，提出水電參與市場(chǎng)競(jìng)價(jià)的基本原則和梯級(jí)水電站參與的市場(chǎng)競(jìng)價(jià)模式。文獻(xiàn)[14]考慮市場(chǎng)過(guò)渡階段，提出中長(zhǎng)期合約電量的優(yōu)化分解方法以及水電與火電運(yùn)行的多目標(biāo)發(fā)電調(diào)度模型。文獻(xiàn)[15]提出通過(guò)修改棄能機(jī)制的報(bào)價(jià)以保障可再生能源優(yōu)先消納的現(xiàn)貨市場(chǎng)出清機(jī)制，以及激勵(lì)相容的結(jié)算補(bǔ)償機(jī)制。文獻(xiàn)[16]提出含棄水懲罰項(xiàng)、水電的水位和庫(kù)容等復(fù)雜運(yùn)行約束的含水電的現(xiàn)貨市場(chǎng)出清模型，并基于云南電網(wǎng)構(gòu)建算例驗(yàn)證了模型的有效性。總體來(lái)看，現(xiàn)有研究對(duì)水電保障性消納的現(xiàn)貨市場(chǎng)出清機(jī)制和價(jià)格機(jī)制涉及得較少。

為此，本文分析了我國(guó)水資源較為豐富的西南地區(qū)電力市場(chǎng)建設(shè)情況，總結(jié)大規(guī)模水電電力市場(chǎng)需解決的幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。基于現(xiàn)貨市場(chǎng)兩輪出清方法，提出水電等清潔能源與火電同臺(tái)競(jìng)價(jià)模式下4 種節(jié)點(diǎn)電價(jià)計(jì)算與市場(chǎng)結(jié)算方法，并對(duì)這4 種模式進(jìn)行對(duì)比分析，得出建議方案。構(gòu)建水電參與現(xiàn)貨市場(chǎng)的幾個(gè)場(chǎng)景，驗(yàn)證了建議方案中節(jié)點(diǎn)電價(jià)計(jì)算方法是合理、有效的，可以低價(jià)信號(hào)促進(jìn)清潔能源消納，同時(shí)抑制徑流式水電、風(fēng)光機(jī)組因保障消納政策投機(jī)報(bào)高價(jià)的行為。

1 大規(guī)模水電參與電力市場(chǎng)的現(xiàn)狀分析

我國(guó)西南地區(qū)水電裝機(jī)容量較大，截至2020年底，云南、四川、廣西省內(nèi)水電機(jī)組裝機(jī)容量占比分別為68.9%，81%，34.8%。隨著國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)的快速發(fā)展，水電參與電力市場(chǎng)交易是市場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1.1 云南水電參與電力市場(chǎng)的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

2014 年，云南在全國(guó)率先開(kāi)展水火發(fā)電權(quán)交易，交易機(jī)構(gòu)每月公布火電必須置換的電量，采取水電與火電自由協(xié)商、火電掛牌、政府確定的三級(jí)發(fā)電權(quán)交易方式。2016 年，云南將火電企業(yè)和一定規(guī)模的水電企業(yè)全部納入市場(chǎng)化交易，取消計(jì)劃電量，水電和火電在同一平臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)。但水電作為清潔能源享有優(yōu)先發(fā)電權(quán)，火電企業(yè)可將市場(chǎng)合約電量由水電企業(yè)代發(fā)，火電獲得水電發(fā)電收入分成。2017 年之后，云南保留清潔能源的優(yōu)先發(fā)電權(quán)，但取消水火發(fā)電權(quán)交易，引入對(duì)火電的長(zhǎng)期備用補(bǔ)貼[17]。2018 年，云南在長(zhǎng)期備用的基礎(chǔ)上，為讓火電與發(fā)電在同一市場(chǎng)競(jìng)價(jià)，發(fā)電機(jī)組申報(bào)調(diào)節(jié)電價(jià)，在實(shí)際調(diào)度時(shí)若需削減火電出力，則按火電申報(bào)的調(diào)節(jié)電價(jià)，由高至低削減火電合約電量。2019 年之后，云南取消調(diào)節(jié)電價(jià)機(jī)制，采取提前安排火電調(diào)節(jié)電量的方式，即清潔能源全部?jī)?yōu)先參與市場(chǎng)化交易，而火電除屬于優(yōu)先發(fā)用電計(jì)劃的之外，主要作為調(diào)節(jié)電量，采取統(tǒng)一掛牌和配額制的方式分配給不同火電企業(yè)。總體來(lái)看，針對(duì)火電發(fā)電空間受水電擠壓的生存問(wèn)題，云南先是采用水火發(fā)電權(quán)交易方式，促使水電為火電機(jī)組讓利，后引入火電長(zhǎng)期備用補(bǔ)償機(jī)制，保障火電生存空間。但云南初期采用的水火發(fā)電權(quán)交易實(shí)質(zhì)上是對(duì)火電的變相補(bǔ)貼，會(huì)在一定程度上促使火電企業(yè)惡性報(bào)價(jià)，以低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)獲得電量后由水電代發(fā)，從而獲得一定的水電發(fā)電收入。現(xiàn)階段的長(zhǎng)期備用機(jī)制和為火電分配調(diào)節(jié)電量的方式在一定程度上緩和了枯水期對(duì)火電的頂峰需求和火電全年發(fā)電不足的生存問(wèn)題，但本質(zhì)上火電的市場(chǎng)化程度不高，計(jì)劃性較強(qiáng)，在云南外送電需求日益增大的情況下，省內(nèi)供需形勢(shì)將不再是常態(tài)化供大于求，可能長(zhǎng)期需要火電做支撐，擴(kuò)大市場(chǎng)交易空間需要進(jìn)一步提高火電機(jī)組的市場(chǎng)化程度。

1.2 四川水電參與電力市場(chǎng)的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段四川已完成電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的初步建設(shè)，進(jìn)入結(jié)算試運(yùn)行階段。四川水電豐枯期發(fā)電原則差異較大，枯水期各流域來(lái)水不足，調(diào)度機(jī)構(gòu)按來(lái)水量，以不棄水為原則進(jìn)行節(jié)能調(diào)度；豐水期各流域來(lái)水充足，供大于求，不可避免會(huì)發(fā)生棄水。因此，四川依據(jù)水電豐枯期劃分水電現(xiàn)貨市場(chǎng)和火電現(xiàn)貨市場(chǎng)，即在豐水期僅水電參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)競(jìng)價(jià)，火電保持最小開(kāi)機(jī)方式；在枯水期僅火電參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)，水電以全額消納方式運(yùn)行[18]。該市場(chǎng)競(jìng)價(jià)機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)在于一定程度上實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和資源優(yōu)化配置，可最大程度地保障水電的優(yōu)先消納，解決了水火同臺(tái)競(jìng)價(jià)的價(jià)格公平性和補(bǔ)貼問(wèn)題。但該市場(chǎng)競(jìng)價(jià)機(jī)制以劃分水電豐枯期的方式人為割裂了市場(chǎng)，且人為設(shè)定的豐枯期并不一定與實(shí)際情況吻合，一定程度上影響市場(chǎng)效益[19]。

1.3 廣西水電參與電力市場(chǎng)的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段廣西水電只允許與火電、核電開(kāi)展發(fā)電權(quán)交易。在廣西2020 年7 月發(fā)布的《2020 年水電與火（核）電發(fā)電權(quán)交易結(jié)算原則的通知》中，將原來(lái)的給水電分配月度基數(shù)電量，超過(guò)月度基數(shù)電量的發(fā)電量需與火（核）電開(kāi)展水火（核）發(fā)電權(quán)交易，并將水電按月度清算和結(jié)算的方式改為年度基數(shù)交易[20]，即為水電分配年度基數(shù)電量，按月組織水火（核）發(fā)電權(quán)交易，并開(kāi)展年度清算。水電企業(yè)根據(jù)全年水情預(yù)測(cè)并靈活確定月度交易受讓電量，達(dá)成交易的電量上網(wǎng)電費(fèi)按式（1）和式（2）計(jì)算。廣西采用水火發(fā)電權(quán)交易，并以年為清算周期，在保障電網(wǎng)公司利益、優(yōu)先消納清潔能源的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大了市場(chǎng)交易空間，優(yōu)化資源配置，變相給予火電機(jī)組補(bǔ)貼，但不利于后續(xù)精細(xì)化的市場(chǎng)管理，調(diào)度運(yùn)行難以準(zhǔn)確匹配市場(chǎng)交易情況。

式中：Pw，i為水電i 的交易電費(fèi)；Qi為水電i 達(dá)成交易結(jié)算電量；Ps，i為水電i 的上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)；Pm為該交易批次對(duì)應(yīng)火核電市場(chǎng)化價(jià)格；Pcom，i為交易補(bǔ)償價(jià)格；Pf，j為火電的水火發(fā)電權(quán)交易電費(fèi)；Qj為火電j 的交易結(jié)算電量；Pcom，j為火電j 的交易補(bǔ)償價(jià)格。

1.4 大規(guī)模水電參與電力市場(chǎng)的問(wèn)題

在含大規(guī)模水電的電力市場(chǎng)中，水電參與電力市場(chǎng)主要面臨如下問(wèn)題：

1）水電的邊際成本較低，現(xiàn)貨市場(chǎng)邊際出清價(jià)格可能被水電拉低，火電的生存保障問(wèn)題突出。如何在不擾亂電能量市場(chǎng)公平競(jìng)價(jià)的基礎(chǔ)上，給予火電機(jī)組容量補(bǔ)貼，保障系統(tǒng)所需容量的火電機(jī)組生存，是市場(chǎng)必須解決的問(wèn)題。

2）水電邊際成本明顯低于火電，在國(guó)家保障清潔能源優(yōu)先消納的背景下，如何將水電和火電統(tǒng)一納入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)范圍，擴(kuò)大市場(chǎng)交易空間，同時(shí)保障水電優(yōu)先消納，且產(chǎn)生合理的市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)是大規(guī)模水電電力市場(chǎng)需要解決的重要問(wèn)題。

本文將著重分析水電與火電同臺(tái)競(jìng)價(jià)方式、水電優(yōu)先消納機(jī)制、合理的市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制等方面問(wèn)題。

2 大規(guī)模水電在現(xiàn)貨市場(chǎng)的出清和定價(jià)方法

在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中，不同類(lèi)型電源在同一平臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)是保障市場(chǎng)公平、提高市場(chǎng)在資源優(yōu)化配置方面作用的關(guān)鍵手段。但在市場(chǎng)發(fā)展的起步階段，市場(chǎng)主體的競(jìng)價(jià)意識(shí)和能力較弱，需在市場(chǎng)實(shí)施時(shí)考慮保障清潔能源優(yōu)先消納的國(guó)家政策。因此，為保證最大限度地消納清潔能源，本文提出水電等清潔能源與火電在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)同臺(tái)競(jìng)價(jià)模式下的4 種市場(chǎng)出清和價(jià)格機(jī)制。

2.1 方案一：兩輪出清+固定罰因子

采用現(xiàn)貨市場(chǎng)分兩輪出清機(jī)制，兩輪出清可并行開(kāi)展。兩輪出清和結(jié)算方式如表1 所示。

表1 兩輪出清和結(jié)算方法

2.2 方案二：兩輪出清+彈性棄能罰因子

市場(chǎng)出清分兩輪開(kāi)展。第一輪仍然是不考慮棄能約束預(yù)出清；第二輪是清潔能源消納環(huán)節(jié)，對(duì)每一個(gè)棄水電廠棄水電量施加棄能罰因子，因子跟報(bào)價(jià)成一定比例關(guān)系，作用在報(bào)價(jià)上，相當(dāng)于罰因子是彈性的，產(chǎn)生的效果與報(bào)價(jià)相關(guān)，且每個(gè)水電廠都有自己的罰因子。

第一輪“無(wú)棄能約束預(yù)出清”：如方案一，出清模型的目標(biāo)函數(shù)與約束條件均不考慮棄能消納因素，基于市場(chǎng)成員申報(bào)信息、機(jī)組運(yùn)行約束以及運(yùn)行日的電網(wǎng)運(yùn)行邊界條件得到預(yù)出清結(jié)果，同時(shí)計(jì)算棄水的電量。

第二輪清潔能源消納出清：當(dāng)預(yù)出清有棄水電量出現(xiàn)時(shí)，進(jìn)入清潔能源消納階段。該階段將棄水電量部分的報(bào)價(jià)等比例縮小至接近于0 的極低價(jià)格再次進(jìn)行出清計(jì)算，例如降低為原報(bào)價(jià)的1%，相當(dāng)于在每個(gè)棄水電站的每個(gè)報(bào)價(jià)段都加了一個(gè)罰因子，罰因子值為報(bào)價(jià)的99%，有棄水時(shí)激活。并添加一個(gè)棄水電量約束，以保證不會(huì)由于罰因子的加入，而把棄水電量之上、本不應(yīng)中標(biāo)的電量也發(fā)出。例如，某時(shí)刻某水電站額定容量為300 MW，此時(shí)中標(biāo)100 MW，需要中標(biāo)200 MW 才不會(huì)有棄水，那么需要添加一個(gè)約束保證罰因子生效的范圍為0～200 MW，200 MW以上還是原價(jià)格進(jìn)行市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

結(jié)算方法與方案一一致。

2.3 方案三：兩輪出清+固定棄能價(jià)格結(jié)算

出清方法同方案一，兩輪出清無(wú)先后順序，可并行開(kāi)展。由政府核定固定的棄能價(jià)格。

第一輪無(wú)棄能約束出清。如方案一，采用SCUC（安全約束機(jī)組組合）、SCED（安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度）、LMP（節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)）程序計(jì)算得到機(jī)組中標(biāo)電量結(jié)果和各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電價(jià)，機(jī)組在該輪出清的電量按該輪計(jì)算得到節(jié)點(diǎn)電價(jià)結(jié)算。用戶側(cè)也按該輪出清得到的節(jié)點(diǎn)電價(jià)結(jié)算。

第二輪考慮清潔能源消納的出清。為保證最大程度地消納云南清潔能源，采用帶棄能罰因子的模型出清調(diào)度計(jì)劃。基于市場(chǎng)成員的申報(bào)信息及運(yùn)行日的機(jī)組、電網(wǎng)邊際運(yùn)行條件，采用SCUC和SCED 計(jì)算得到調(diào)度計(jì)劃出清結(jié)果，發(fā)送至各機(jī)組執(zhí)行。該輪出清不計(jì)算節(jié)點(diǎn)電價(jià)。

對(duì)于第二輪相比第一輪出清增出力的機(jī)組，增加的電量按固定的棄能價(jià)格進(jìn)行結(jié)算。對(duì)于第二輪相比第一輪出清減出力的機(jī)組，減少的電量按（第一輪出清電價(jià)-固定的棄能價(jià)格）進(jìn)行補(bǔ)償。

2.4 方案四：兩輪出清+不帶罰因子的LMP計(jì)算

第一、二輪市場(chǎng)出清無(wú)先后順序，可并行計(jì)算出清。

第一輪無(wú)棄能約束出清。如方案一，得到機(jī)組中標(biāo)電量結(jié)果。該輪出清結(jié)果不作為結(jié)算依據(jù)，只用于判斷哪些機(jī)組在第二輪出清中減出力，并減少棄水。

第二輪考慮清潔能源消納的出清。為保證最大程度地消納清潔能源，采用帶固定棄能罰因子的模型出清調(diào)度計(jì)劃。基于市場(chǎng)成員的申報(bào)信息及運(yùn)行日的機(jī)組、電網(wǎng)邊際運(yùn)行條件，采用SCUC和SCED 計(jì)算得到調(diào)度計(jì)劃出清結(jié)果，發(fā)送至各機(jī)組執(zhí)行，并作為現(xiàn)貨市場(chǎng)的結(jié)算依據(jù)。

LMP 計(jì)算模型的目標(biāo)函數(shù)與第一輪出清的SCED 模型的目標(biāo)函數(shù)一致，即不帶棄能罰因子。對(duì)于水電和風(fēng)光電廠，若考慮棄能約束影響的出清電量大于不考慮棄能約束的電量，且清潔能源電廠棄電量減少，則在計(jì)算節(jié)點(diǎn)電價(jià)時(shí)，將該清潔能源電廠的報(bào)價(jià)設(shè)置為地板價(jià)，即市場(chǎng)允許的最低申報(bào)價(jià)格。

3 不同市場(chǎng)出清和定價(jià)方法的對(duì)比分析

前述4 種方案均采用兩輪出清方法，且都以目標(biāo)函數(shù)帶罰因子的那輪出清結(jié)果作為發(fā)電調(diào)度計(jì)劃，但每輪出清方式、節(jié)點(diǎn)電價(jià)的計(jì)算和結(jié)算方式有所區(qū)別，對(duì)比如表2 所示。

表2 4 種方案對(duì)比

方案一中，出清模型中加入固定棄能罰因子能夠在一定程度上抑制清潔能源棄電現(xiàn)象，但兩輪出清得到兩套節(jié)點(diǎn)電價(jià)，在發(fā)揮節(jié)點(diǎn)電價(jià)的時(shí)空價(jià)值引導(dǎo)信號(hào)時(shí)易給市場(chǎng)主體造成困惑。另外，棄能罰因子取值大小對(duì)水電廠利益的影響很大。固定棄能罰因子取值過(guò)小，無(wú)法達(dá)到消納棄水的效果；取值過(guò)大，第一輪出清有棄水的相關(guān)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電價(jià)可能被罰至市場(chǎng)出清價(jià)格的上、下限，極大地放大了棄能罰因子對(duì)節(jié)點(diǎn)電價(jià)的影響。

以三節(jié)點(diǎn)出清為例，如圖1 所示，水電機(jī)組G1和G3 的報(bào)價(jià)分別為100 元/MWh 和300 元/MWh，最大發(fā)電容量均為100 MW，最小技術(shù)出力均為0，G1 為徑流式水電機(jī)組，G3 為大庫(kù)存機(jī)組，不會(huì)產(chǎn)生棄水，支路L12 的最大傳輸容量為50 MW，其他支路的傳輸容量不受限，負(fù)荷需求為120 MW。在方案一模式下，不考慮棄能和考慮棄能的兩輪出清結(jié)果如表3 所示。

圖1 三節(jié)點(diǎn)出清示意圖

從表3 可以看出：方案一模式下，罰因子值一般為一個(gè)較大的常數(shù)，考慮棄能影響的節(jié)點(diǎn)出清價(jià)格受棄能罰因子影響較大，且只要出現(xiàn)棄水，某些關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的電價(jià)就可能直接被壓至市場(chǎng)下限值或被抬至市場(chǎng)上限值。

表3 方案一模式下兩輪出清結(jié)果（不考慮市場(chǎng)限價(jià)）

方案二模式可根據(jù)不同電廠單獨(dú)設(shè)置彈性的棄能罰因子，在必須棄水時(shí)電廠原始報(bào)價(jià)還能影響棄水的先后順序，體現(xiàn)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)性和公平性。相比方案一，降低了棄能罰因子對(duì)節(jié)點(diǎn)電價(jià)的極端影響。但該方法需人為設(shè)定不同電廠的罰因子，同樣存在棄能罰因子設(shè)置得過(guò)低難以保障清潔能源優(yōu)先消納，而設(shè)置得過(guò)高又對(duì)節(jié)點(diǎn)電價(jià)影響較大，直接將節(jié)點(diǎn)電價(jià)壓至市場(chǎng)限價(jià)上的問(wèn)題，若由政府機(jī)構(gòu)統(tǒng)一設(shè)置既公平又合理的棄能罰因子，實(shí)施難度較大。

方案三依據(jù)政府核定的較低固定棄水價(jià)格對(duì)第二輪出清機(jī)組的增出力進(jìn)行結(jié)算，并對(duì)為促進(jìn)水電消納而騰讓發(fā)電空間的機(jī)組給予補(bǔ)償，對(duì)市場(chǎng)主體來(lái)說(shuō)相對(duì)公平一些。但該方式需人為設(shè)置統(tǒng)一的棄水固定結(jié)算價(jià)格，實(shí)施上有一定的難度。且第一輪未考慮棄能影響出清的節(jié)點(diǎn)電價(jià)不能精細(xì)反映對(duì)水電消納貢獻(xiàn)的價(jià)值，難以引導(dǎo)用戶在水電消納困難的節(jié)點(diǎn)多用電，促進(jìn)水電等清潔能源的消納。

方案四可避免節(jié)點(diǎn)電價(jià)受棄能罰因子的極端影響，只需出清一套節(jié)點(diǎn)電價(jià)，可激勵(lì)用戶在水電消納困難的節(jié)點(diǎn)多用電，價(jià)格信號(hào)清晰準(zhǔn)確。

對(duì)比上述4 種方案發(fā)現(xiàn)，方案四的可行性和實(shí)用性相對(duì)高一些，是最優(yōu)方案。

4 算例驗(yàn)證

針對(duì)方案四中節(jié)點(diǎn)電價(jià)計(jì)算方法的合理性，設(shè)置以下兩個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行驗(yàn)證。

4.1 場(chǎng)景1：徑流式水電報(bào)高價(jià)，且受線路約束

如圖1 所示，水電機(jī)組G1 和G3 的報(bào)價(jià)分別為300 元/MWh 和200 元/MWh。G1 在考慮棄能約束后，出清電量增加，棄水減少，計(jì)算節(jié)點(diǎn)電價(jià)時(shí)，將其報(bào)價(jià)設(shè)置為地板價(jià)（假設(shè)為50 元/MWh）。

場(chǎng)景1 出清結(jié)果如表4 所示，可以看出：

表4 場(chǎng)景1 出清結(jié)果

1）在節(jié)點(diǎn)1 增加用電可減少棄水，節(jié)點(diǎn)電價(jià)低（地板價(jià)），可激勵(lì)用戶多在該節(jié)點(diǎn)用電；節(jié)點(diǎn)1 棄水電廠也愿意以較低的價(jià)格增加發(fā)電量，減少棄水。

2）節(jié)點(diǎn)2 由邊際機(jī)組G3 定價(jià)，節(jié)點(diǎn)電價(jià)為G3 報(bào)價(jià)。

3）節(jié)點(diǎn)3 用電受線路L12 約束，增加用電將加重L12 阻塞，因此節(jié)點(diǎn)電價(jià)比不考慮棄能影響時(shí)更高，也可激勵(lì)該節(jié)點(diǎn)用電往低價(jià)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移。

4.2 場(chǎng)景2：徑流式水電報(bào)高價(jià)，不受線路約束

如圖1 所示，水電機(jī)組G1 和G3 的報(bào)價(jià)分別為100 元/MWh 和200 元/MWh。G3 在考慮棄能約束后，出清電量增加，棄水減少，計(jì)算節(jié)點(diǎn)電價(jià)時(shí)，將其報(bào)價(jià)置為地板價(jià)（假設(shè)為50 元/MWh）。

場(chǎng)景2 出清結(jié)果如表5 所示，可以看出：

表5 場(chǎng)景2 出清結(jié)果

1）L12 未達(dá)界，節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)3 增加用電均需由邊際機(jī)組G1 出力滿足，因此節(jié)點(diǎn)1、節(jié)點(diǎn)2、節(jié)點(diǎn)3 的電價(jià)均為G1 報(bào)價(jià)。

2）在不考慮棄能影響時(shí)，節(jié)點(diǎn)2 和節(jié)點(diǎn)3 的價(jià)格受G3 報(bào)價(jià)的影響；考慮棄能影響后，節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)3 的電價(jià)不受G3 報(bào)價(jià)影響，相比不考慮棄能時(shí)有所下降。

3）該節(jié)點(diǎn)電價(jià)機(jī)制可防止徑流式水電、風(fēng)光機(jī)組因保障消納政策而報(bào)高價(jià)博弈，杜絕拉高節(jié)點(diǎn)電價(jià)的行為。

從上述兩個(gè)場(chǎng)景的分析可看出，方案四中的節(jié)點(diǎn)定價(jià)機(jī)制是合理、有效的，可以低價(jià)信號(hào)促進(jìn)清潔能源消納，同時(shí)抑制徑流式水電、風(fēng)光機(jī)組因保障消納政策而投機(jī)報(bào)高價(jià)。

5 結(jié)語(yǔ)

為穩(wěn)步推進(jìn)電力現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)，貫徹落實(shí)水電等清潔能源優(yōu)先消納的國(guó)家政策，推動(dòng)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步擴(kuò)大市場(chǎng)交易范圍，在電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中保障水電等清潔能源優(yōu)先消納，且保障市場(chǎng)價(jià)格的合理性和有效性是含大規(guī)模水電電力市場(chǎng)需解決的重點(diǎn)問(wèn)題。本文針對(duì)我國(guó)西南地區(qū)水電電力市場(chǎng)發(fā)展的實(shí)際問(wèn)題，基于電力現(xiàn)貨市場(chǎng)兩輪出清方法，提出水電等清潔能源與火電同臺(tái)競(jìng)價(jià)模式下4 種節(jié)點(diǎn)電價(jià)和市場(chǎng)結(jié)算方法，并通過(guò)對(duì)比分析和構(gòu)建場(chǎng)景算例方式，驗(yàn)證了建議方案機(jī)制的合理性和有效性。