電力現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制分析

林哲敏， 季 超， 錢寒晗， 江海龍， 王 愷， 段 翩， 陳雨果

(1.安徽電力交易中心有限公司， 合肥 230022； 2.北京清能互聯(lián)科技有限公司， 北京 100080)

現(xiàn)階段中國(guó)大部分省份均已建立以月度和年度電量交易為主的中長(zhǎng)期電力市場(chǎng)體系，現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)也在如火如荼開展中，首批8個(gè)現(xiàn)貨試點(diǎn)均已啟動(dòng)試結(jié)算[1-3]。電價(jià)機(jī)制是電力現(xiàn)貨市場(chǎng)設(shè)計(jì)的核心，現(xiàn)貨市場(chǎng)通過提供反映電網(wǎng)短時(shí)供求關(guān)系的價(jià)格信號(hào)來引導(dǎo)市場(chǎng)主體的短期決策和中長(zhǎng)期投資[4]。國(guó)外電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的電價(jià)機(jī)制主要分為系統(tǒng)邊際電價(jià)和節(jié)點(diǎn)電價(jià)；國(guó)內(nèi)廣東、浙江等阻塞情況嚴(yán)重的省份大多采用節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)機(jī)制。節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)既體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)學(xué)邊際成本定價(jià)的概念，又滿足了電力系統(tǒng)物理定律的要求，能夠體現(xiàn)電能的時(shí)空價(jià)值，但受機(jī)組固定成本、機(jī)組運(yùn)行約束和系統(tǒng)約束影響，機(jī)組在現(xiàn)貨市場(chǎng)收益可能無法覆蓋其成本，而電價(jià)的一個(gè)重要作用是要反映電能生產(chǎn)成本，這樣才能維持發(fā)電企業(yè)的再生產(chǎn)[5]。

PJM等國(guó)外成熟電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)了上抬費(fèi)用處理機(jī)制來補(bǔ)償機(jī)組的成本損失[6]。國(guó)外學(xué)者對(duì)上抬費(fèi)用進(jìn)行了廣泛研究。文獻(xiàn)[7]闡述了電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中上抬費(fèi)用的產(chǎn)生機(jī)理，對(duì)比了3種不同的定價(jià)模型并分析了不同定價(jià)模型對(duì)上抬費(fèi)用的影響。文獻(xiàn)[8]對(duì)典型的成本補(bǔ)償機(jī)制進(jìn)行修改，提出當(dāng)供應(yīng)方的報(bào)價(jià)成本在規(guī)定范圍內(nèi)才對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，這個(gè)規(guī)定范圍與供應(yīng)方的實(shí)際邊際成本相關(guān)。文獻(xiàn)[9]為了降低電力批發(fā)市場(chǎng)上抬費(fèi)用，提出了凸包定價(jià)模型。國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制研究較少，文獻(xiàn)[4]剖析了節(jié)點(diǎn)電價(jià)的物理內(nèi)涵及其經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，分析說明只有市場(chǎng)出清模型為凸優(yōu)化問題時(shí)節(jié)點(diǎn)電價(jià)才滿足激勵(lì)相容的屬性，論述了凸包定價(jià)數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)說明凸包定價(jià)模型可以降低上抬費(fèi)用。文獻(xiàn)[10-11]介紹了PJM的成本補(bǔ)償機(jī)制。

上述研究偏重理論研究或框架介紹，沒有結(jié)合電力現(xiàn)貨市場(chǎng)結(jié)算機(jī)制進(jìn)行分析，國(guó)內(nèi)大部分試點(diǎn)省份都借鑒PJM采用了日前和實(shí)時(shí)兩部制結(jié)算機(jī)制，但各試點(diǎn)省份電力現(xiàn)貨市場(chǎng)中機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制差異較大，但未有文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)的分析。本文對(duì)PJM的上抬費(fèi)用處理機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，介紹機(jī)組各類成本的內(nèi)涵、上抬費(fèi)用的產(chǎn)生機(jī)理、各類上抬費(fèi)用的數(shù)學(xué)模型以及分?jǐn)倷C(jī)制。然后，對(duì)比分析廣東與PJM機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制，并對(duì)廣東后續(xù)機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制的完善提出建議。最后，用算例直觀說明兩種模式下機(jī)組成本補(bǔ)償費(fèi)用計(jì)算的差異，以期為國(guó)內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)建設(shè)提供有益參考和借鑒。

1 PJM現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制

1.1 機(jī)組成本補(bǔ)償原因分析

1)機(jī)組報(bào)價(jià)曲線中未包括啟動(dòng)成本和空載成本。PJM現(xiàn)貨市場(chǎng)中，采用三部式報(bào)價(jià)，包括增量成本、啟動(dòng)成本和空載成本。增量成本即邊際成本曲線，是指多生產(chǎn)一個(gè)單位電能增加的可變成本，增量成本與機(jī)組出力相關(guān)；啟動(dòng)成本是指機(jī)組啟動(dòng)產(chǎn)生的費(fèi)用，可以稱作類固定成本，其與機(jī)組出力無關(guān)；而空載成本主要是為了解決機(jī)組邊際成本曲線非單調(diào)性的問題而引入的，也是一種類固定成本，下面先對(duì)空載成本先進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

PJM現(xiàn)貨市場(chǎng)基于市場(chǎng)成員申報(bào)量?jī)r(jià)信息以及電網(wǎng)運(yùn)行邊界條件，采用安全約束機(jī)組組合(security constrained unit commitment, SCUC)優(yōu)化確定機(jī)組開停狀態(tài)，在確定機(jī)組開停狀態(tài)的條件下通過安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度(security constrained unit commitment, SCED)優(yōu)化確定機(jī)組發(fā)電計(jì)劃和節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)(locational marginal price, LMP)。

為了確保通過SCED模型能快速優(yōu)化得到唯一的最優(yōu)解，需保證SCED模型為凸優(yōu)化模型，因此SCED模型中不包括代表機(jī)組啟停的整數(shù)變量，目標(biāo)函數(shù)中也不包括啟停成本，且要求機(jī)組申報(bào)的邊際成本曲線是單調(diào)非降的。但真實(shí)的發(fā)電成本曲線一般是先下降后上升的。機(jī)組為了保證自身成本的回收，可以采取兩種措施:①從成本最低點(diǎn)開始申報(bào)量?jī)r(jià)曲線；②提高部分出力空間的報(bào)價(jià)曲線。第1種情況減小了系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行空間，可能造成程序無法出清；第2種情況下機(jī)組的報(bào)價(jià)曲線偏離了成本曲線，會(huì)抬高用電成本，降低社會(huì)福利[11]。

PJM引入了空載成本解決上述問題，PJM允許機(jī)組申報(bào)單調(diào)非降的增量成本曲線，同時(shí)申報(bào)空載成本?？蛰d成本是指機(jī)組邊際成本曲線下降部分未回收的成本。圖1所示曲線為機(jī)組邊際成本曲線，圖中實(shí)心部分都可以體現(xiàn)在邊際成本報(bào)價(jià)曲線中，陰影部分就表示空載成本。

圖1 機(jī)組邊際成本曲線

2)機(jī)組會(huì)出現(xiàn)不能定價(jià)的情況。節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)機(jī)制下，由于機(jī)組約束和系統(tǒng)約束會(huì)導(dǎo)致機(jī)組不能定價(jià)，即機(jī)組所在物理節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電價(jià)低于機(jī)組的報(bào)價(jià)。

如圖2所示，假設(shè)機(jī)組A 最小技術(shù)出力為100 MW，最大技術(shù)出力為300 MW，報(bào)價(jià)為60美元/(MW·h); 機(jī)組B最小技術(shù)出力為100 MW，最大技術(shù)出力為200 MW，報(bào)價(jià)為80美元/(MW·h); 機(jī)組C最小技術(shù)出力為200 MW，最大技術(shù)出力為400 MW，報(bào)價(jià)為100美元/(MW·h)。當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷為350 MW時(shí)，只考慮機(jī)組出力上下限約束時(shí)最經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式為機(jī)組A出力250 MW，機(jī)組B出力100 MW，此時(shí)由于機(jī)組A并沒有滿發(fā)，邊際電價(jià)應(yīng)為A機(jī)組的報(bào)價(jià)60美元/(MW·h)，邊際電價(jià)小于B機(jī)組的報(bào)價(jià)。

圖2 機(jī)組報(bào)價(jià)和出力上下限

3)機(jī)組遵循調(diào)度指令會(huì)產(chǎn)生機(jī)會(huì)成本。機(jī)會(huì)成本是指企業(yè)為從事某項(xiàng)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)而放棄另一項(xiàng)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的機(jī)會(huì)，或利用一定資源獲得某種收入時(shí)所放棄的另一種收入。

實(shí)際運(yùn)行中機(jī)組由于執(zhí)行調(diào)度指令可能使其不發(fā)電或者是降出力運(yùn)行，從而產(chǎn)生機(jī)會(huì)成本，因此需要對(duì)機(jī)組進(jìn)行機(jī)會(huì)成本補(bǔ)償，以激勵(lì)機(jī)組跟蹤調(diào)度指令。

1.2 PJM上抬費(fèi)用處理機(jī)制

1.2.1 上抬費(fèi)用計(jì)算模型

針對(duì)上述情況，PJM通過上抬費(fèi)用對(duì)機(jī)組成本進(jìn)行補(bǔ)償，上抬費(fèi)用包括全額成本補(bǔ)償和機(jī)會(huì)成本補(bǔ)償。全額成本補(bǔ)償是指當(dāng)機(jī)組的收益無法覆蓋它的顯性成本(包括增量成本、啟動(dòng)成本和空載成本)時(shí)，對(duì)其虧損部分進(jìn)行補(bǔ)償，全額成本補(bǔ)償能夠保證機(jī)組收益非負(fù)。機(jī)會(huì)成本補(bǔ)償考慮了機(jī)組在給定電價(jià)下的最大收益，是指機(jī)組由于執(zhí)行調(diào)度指令而偏離其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行點(diǎn)時(shí)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。PJM上抬費(fèi)用的構(gòu)成如圖3所示。

圖3 PJM上抬費(fèi)用構(gòu)成

1.2.1.1 日前市場(chǎng)運(yùn)行成本補(bǔ)償費(fèi)用

日前市場(chǎng)運(yùn)行補(bǔ)償計(jì)算模型為

(1)

(2)

式中，Ci,t,offer為t時(shí)段機(jī)組i的報(bào)價(jià)曲線。

(3)

式中：Ri,d為機(jī)組i的日前市場(chǎng)電能量收益；Qi,t為t時(shí)段機(jī)組i的日前出清電量；ri,t為t時(shí)段機(jī)組i的日前結(jié)算電價(jià)。

MWPi,d=max(Ci,d-Ri,d，0)

(4)

式中：MWPi,d為d天機(jī)組i日前市場(chǎng)的全額成本補(bǔ)償費(fèi)用。

1.2.1.2 實(shí)時(shí)市場(chǎng)運(yùn)行成本補(bǔ)償費(fèi)用

實(shí)時(shí)市場(chǎng)運(yùn)行補(bǔ)償計(jì)算模型為

(5)

式中：C′i,d為d天機(jī)組i的日前市場(chǎng)總運(yùn)行成本；C′i,t(P′i,t)為t時(shí)段機(jī)組i的實(shí)時(shí)市場(chǎng)增量成本，P′i,t為t時(shí)段機(jī)組i的實(shí)際出力；α′i,t表示實(shí)際運(yùn)行中機(jī)組啟停過程的狀態(tài)變量；β′i,t表示實(shí)際運(yùn)行中機(jī)組開停的狀態(tài)變量。

(6)

式中，C′i,t,offer為t時(shí)段機(jī)組i在實(shí)時(shí)市場(chǎng)的報(bào)價(jià)曲線。

(7)

式中：R′i,d為機(jī)組i的實(shí)時(shí)市場(chǎng)電能量收益；Q′i,t為t時(shí)段機(jī)組i的實(shí)際發(fā)電量；r′i,t為t時(shí)段機(jī)組i的實(shí)時(shí)結(jié)算電價(jià)。

MWP′i,d=max(C′i,d-R′i,d-Ri,d-MWPi,d-R′i,d,A, 0)

(8)

式中：MWP′i,d為d天機(jī)組i實(shí)時(shí)市場(chǎng)全額成本補(bǔ)償費(fèi)用；R′i,d,A為實(shí)時(shí)輔助服務(wù)市場(chǎng)收益。

1.2.1.3 實(shí)時(shí)市場(chǎng)機(jī)會(huì)成本補(bǔ)償

實(shí)時(shí)市場(chǎng)除了需要對(duì)運(yùn)行成本進(jìn)行補(bǔ)償，還要對(duì)機(jī)組因執(zhí)行調(diào)度指令產(chǎn)生的機(jī)會(huì)成本進(jìn)行補(bǔ)償。需要進(jìn)行實(shí)時(shí)市場(chǎng)機(jī)會(huì)成本補(bǔ)償主要有以下兩種情況：

1)實(shí)時(shí)運(yùn)行中因?yàn)橄到y(tǒng)原因機(jī)組被安排降出力運(yùn)行，如果按照?qǐng)?bào)價(jià)曲線其出力本應(yīng)該更高。在這種情況下，實(shí)時(shí)市場(chǎng)機(jī)會(huì)成本如圖4所示。

圖4 機(jī)會(huì)成本示意圖

假設(shè)實(shí)時(shí)市場(chǎng)結(jié)算電價(jià)為r′i,t時(shí)，機(jī)組的經(jīng)濟(jì)出力點(diǎn)應(yīng)該為PED，但依據(jù)調(diào)度指令機(jī)組實(shí)際出力點(diǎn)為P′i,t，此時(shí)機(jī)組的機(jī)會(huì)成本是兩組出力點(diǎn)下機(jī)組凈收益的差值。出力點(diǎn)為PED時(shí)機(jī)組凈收益為多邊形ABEH對(duì)應(yīng)部分，出力點(diǎn)為P′i,t時(shí)機(jī)組凈收益為多邊形ABCDH對(duì)應(yīng)部分，機(jī)組在這種情況下機(jī)會(huì)成本即為三角形CDE對(duì)應(yīng)的部分，計(jì)算公式為

(9)

2)機(jī)組在日前市場(chǎng)中標(biāo)，但在實(shí)時(shí)運(yùn)行中因?yàn)橄到y(tǒng)原因，機(jī)組一直未被安排開機(jī)，且實(shí)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格高于日前市場(chǎng)價(jià)格。則實(shí)時(shí)市場(chǎng)未開機(jī)機(jī)會(huì)成本計(jì)算公式為

(10)

1.2.2 上抬費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制

1)日前市場(chǎng)上抬費(fèi)用由日前市場(chǎng)需求方承擔(dān)，包括日前出清的負(fù)荷、虛擬負(fù)荷、送出PJM的電力等，由需求方按照日前市場(chǎng)全天出清的電量比例分?jǐn)偂?/p>

2)實(shí)時(shí)市場(chǎng)上抬費(fèi)用的分?jǐn)傁鄬?duì)復(fù)雜，需要區(qū)分產(chǎn)生上抬費(fèi)用的原因。如果是由于系統(tǒng)可靠性原因造成的，實(shí)時(shí)市場(chǎng)上抬費(fèi)用根據(jù)市場(chǎng)主體全天的實(shí)際電量比例分?jǐn)?；如果是由于保證電力平衡、保持備用造成的，實(shí)時(shí)市場(chǎng)上抬費(fèi)用根據(jù)市場(chǎng)主體偏差電量(各時(shí)段偏差電量絕對(duì)值之和)比例進(jìn)行分?jǐn)偂?/p>

2 廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制

《廣東現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)交易實(shí)施細(xì)則(征求意見稿)》中對(duì)機(jī)組的各類成本分別進(jìn)行補(bǔ)償，包括啟動(dòng)費(fèi)用、空載費(fèi)用和特殊機(jī)組補(bǔ)償費(fèi)用。特殊機(jī)組補(bǔ)償費(fèi)用是指對(duì)于必開機(jī)組、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、調(diào)試(實(shí)驗(yàn))機(jī)組、最小連續(xù)開機(jī)時(shí)間內(nèi)機(jī)組、臨時(shí)新增開機(jī)或停機(jī)機(jī)組、實(shí)時(shí)運(yùn)行中指定出力機(jī)組等特殊機(jī)組，在其不能定價(jià)的時(shí)段，會(huì)比較機(jī)組出清電價(jià)和核定成本價(jià)，如果機(jī)組出清電價(jià)低于核定成本價(jià)，會(huì)補(bǔ)足相應(yīng)的價(jià)差由此會(huì)產(chǎn)生補(bǔ)償費(fèi)用。

上述機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制存在的問題是：①分開計(jì)算啟動(dòng)費(fèi)用、空載費(fèi)用和特殊機(jī)組補(bǔ)償費(fèi)用，且按小時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，可能會(huì)造成補(bǔ)償金額過大，因?yàn)闄C(jī)組盈利的時(shí)段不能補(bǔ)償機(jī)組虧損的時(shí)段；②特殊機(jī)組沒有完全覆蓋可能需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r；③特殊機(jī)組補(bǔ)償是對(duì)結(jié)算電價(jià)進(jìn)行替換，但若現(xiàn)貨市場(chǎng)的電量為負(fù)時(shí)，不僅不能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的補(bǔ)償，反而由于替換了更高的價(jià)格而加重機(jī)組的虧損。

后續(xù)，廣東借鑒PJM經(jīng)驗(yàn)對(duì)機(jī)組補(bǔ)償相關(guān)規(guī)則進(jìn)行了完善，將征求意見稿中啟動(dòng)費(fèi)用、空載費(fèi)用和特殊機(jī)組補(bǔ)償費(fèi)用合并為機(jī)組運(yùn)行補(bǔ)償費(fèi)用， 機(jī)組運(yùn)行補(bǔ)償費(fèi)用構(gòu)成如圖5所示。

圖5 廣東運(yùn)行成本補(bǔ)償費(fèi)用構(gòu)成

按天計(jì)算運(yùn)行成本補(bǔ)償費(fèi)用計(jì)算流程如下：

1)計(jì)算每個(gè)時(shí)段機(jī)組的各類成本和現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)收益。①依據(jù)機(jī)組實(shí)際上網(wǎng)電量和核定成本曲線計(jì)算機(jī)組核定成本；②依據(jù)機(jī)組實(shí)際上網(wǎng)電量和報(bào)價(jià)曲線計(jì)算機(jī)組報(bào)價(jià)成本；③依據(jù)機(jī)組在運(yùn)行日的啟動(dòng)次數(shù)和單次啟動(dòng)成本計(jì)算其啟動(dòng)成本；④依據(jù)機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間和核定的空載費(fèi)用單價(jià)計(jì)算其空載成本；⑤計(jì)算機(jī)組在現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)收益。

2)剔除無須進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r。①無須補(bǔ)償報(bào)價(jià)成本(或核定成本)和空載成本的情況。當(dāng)機(jī)組由于自身原因?qū)е缕湓谠摃r(shí)段現(xiàn)貨市場(chǎng)收益小于機(jī)組在該時(shí)段的報(bào)價(jià)成本(或核定成本)和空載成本時(shí)，該時(shí)段的機(jī)組運(yùn)行成本(不包括啟動(dòng)成本)不納入全天運(yùn)行補(bǔ)償費(fèi)用。例如熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組處于供熱電力負(fù)荷下限時(shí)、機(jī)組發(fā)生限高、限低等情況。②無須補(bǔ)償啟動(dòng)成本的情況。當(dāng)機(jī)組由于自身原因必須開機(jī)或者上一次停機(jī)為電廠自身原因造成的，啟動(dòng)費(fèi)用不納入全天運(yùn)行補(bǔ)償費(fèi)用。

3)考慮剔除無須進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臅r(shí)段后，加總各時(shí)段的各類成本和現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)收益，當(dāng)運(yùn)行日現(xiàn)貨電能量市場(chǎng)收益無法覆蓋總運(yùn)行成本時(shí)，補(bǔ)足差額部分。

廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)中機(jī)組運(yùn)行補(bǔ)償費(fèi)用由市場(chǎng)用戶按照月度用電量分?jǐn)偂?/p>

3 廣東與PJM對(duì)比分析

廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)與PJM現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制主要存在以下不同：

1)廣東取報(bào)價(jià)成本和核定成本中較小者作為運(yùn)行補(bǔ)償依據(jù)。PJM中會(huì)對(duì)機(jī)組進(jìn)行市場(chǎng)力檢測(cè)，若機(jī)組通過市場(chǎng)力測(cè)試，則采納機(jī)組提交的市場(chǎng)報(bào)價(jià)，否則用機(jī)組的成本價(jià)替換機(jī)組提交的市場(chǎng)報(bào)價(jià)。廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)初期，市場(chǎng)力的監(jiān)測(cè)、防控手段尚不完善，若補(bǔ)償機(jī)組收益與報(bào)價(jià)費(fèi)用之間的差額，將會(huì)激勵(lì)機(jī)組在市場(chǎng)中申報(bào)高價(jià)以獲得超額補(bǔ)償，增加用電成本。后續(xù)在市場(chǎng)力監(jiān)測(cè)相對(duì)完善的情況下，應(yīng)以機(jī)組報(bào)價(jià)作為補(bǔ)償依據(jù)。

2)廣東沒有分別計(jì)算日前市場(chǎng)運(yùn)行補(bǔ)償費(fèi)用和實(shí)時(shí)市場(chǎng)運(yùn)行補(bǔ)償費(fèi)用，而是二者合并計(jì)算。這主要是因?yàn)閺V東現(xiàn)階段機(jī)組補(bǔ)償費(fèi)用的分?jǐn)倷C(jī)制相對(duì)簡(jiǎn)單，未區(qū)分引發(fā)補(bǔ)償?shù)母黝愒?，統(tǒng)一由市場(chǎng)用戶按月度用電量進(jìn)行分?jǐn)?，且?shí)時(shí)市場(chǎng)采用日前市場(chǎng)封存的報(bào)價(jià)信息。后續(xù)應(yīng)配套完善機(jī)組成本補(bǔ)償費(fèi)用的計(jì)算和分?jǐn)倷C(jī)制。

3)廣東暫未考慮實(shí)時(shí)市場(chǎng)的機(jī)會(huì)成本。從計(jì)劃調(diào)度向經(jīng)濟(jì)調(diào)度轉(zhuǎn)變過程中，相關(guān)業(yè)務(wù)流程尚未完全理順，需要給予調(diào)度機(jī)構(gòu)一定的靈活處理空間，若考慮實(shí)時(shí)市場(chǎng)的機(jī)會(huì)成本必然對(duì)調(diào)度機(jī)構(gòu)維持電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行形成掣肘，因此市場(chǎng)初期尚未考慮實(shí)時(shí)市場(chǎng)的機(jī)會(huì)成本。后續(xù)需要逐步理順調(diào)度機(jī)構(gòu)業(yè)務(wù)流程，規(guī)范相關(guān)操作，將機(jī)組實(shí)時(shí)市場(chǎng)的機(jī)會(huì)成本納入機(jī)組成本補(bǔ)償范圍，以激勵(lì)機(jī)組跟蹤調(diào)度指令。

4 算例分析

通過算例來對(duì)比說明PJM和廣東現(xiàn)貨市場(chǎng)中機(jī)組成本補(bǔ)償費(fèi)用的計(jì)算方法，由于現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)輔助服務(wù)市場(chǎng)結(jié)算機(jī)制尚不完善，本算例暫不考慮輔助服務(wù)市場(chǎng)收益。

4.1 PJM示例

假設(shè)機(jī)組增量成本報(bào)價(jià)曲線如圖6所示，機(jī)組的最小經(jīng)濟(jì)出力為200 MW,最大經(jīng)濟(jì)出力為400 MW, 機(jī)組啟動(dòng)成本為15 000元/次，機(jī)組空載成本為50元/h。

圖6 機(jī)組分段報(bào)價(jià)曲線

假設(shè)某天機(jī)組在日前市場(chǎng)的出清情況如表1所示。則日前市場(chǎng)運(yùn)行成本補(bǔ)償費(fèi)用計(jì)算過程為：日前市場(chǎng)總運(yùn)行成本=日前市場(chǎng)增量成本+日前市場(chǎng)啟動(dòng)成本+日前市場(chǎng)空載成本=37 000+15 000+300=52 300元；日前市場(chǎng)電能收益=51 000元；日前市場(chǎng)運(yùn)行成本補(bǔ)償=max(日前市場(chǎng)總運(yùn)行成本-日前市場(chǎng)電能收益,0)=max(52 300-51 000，0)=1 300元。機(jī)組實(shí)際出力情況如表2所示。

表1 機(jī)組日前市場(chǎng)出清情況

表2 機(jī)組實(shí)際出力情況

實(shí)時(shí)市場(chǎng)運(yùn)行成本補(bǔ)償費(fèi)用計(jì)算過程為：實(shí)時(shí)市場(chǎng)總運(yùn)行成本=實(shí)時(shí)市場(chǎng)增量成本+實(shí)時(shí)市場(chǎng)啟動(dòng)成本+實(shí)時(shí)市場(chǎng)空載成本=54 000+15 000+300=69 300元；實(shí)時(shí)市場(chǎng)電能收益=18 500元；實(shí)時(shí)市場(chǎng)運(yùn)行成本補(bǔ)償=max(實(shí)時(shí)市場(chǎng)總運(yùn)行成本-實(shí)時(shí)市場(chǎng)電能收益-日前市場(chǎng)電能收益-日前市場(chǎng)運(yùn)行成本不成,0)=max(69 300-18 500-51 000-1 300,0)=0元；總運(yùn)行成本補(bǔ)償=1 300+0=1 300元。

4.2 廣東示例

相同情況下廣東機(jī)組運(yùn)行成本補(bǔ)償費(fèi)用計(jì)算過程為：總運(yùn)行成本=實(shí)時(shí)市場(chǎng)總運(yùn)行成本=69 300元；現(xiàn)貨市場(chǎng)收益=日前市場(chǎng)電能收益+實(shí)時(shí)市場(chǎng)電能收益=51 000+18 500=69 500元；總運(yùn)行成本補(bǔ)償=max(總運(yùn)行成本-現(xiàn)貨市場(chǎng)收益，0)=max(69 300-69 500,0)=0元。

從以上算例可以看出，同樣情況下，廣東模式下的運(yùn)行成本補(bǔ)償費(fèi)用要低于PJM模式下運(yùn)行成本補(bǔ)償費(fèi)用，這是因?yàn)閺V東合并計(jì)算日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)運(yùn)行補(bǔ)償費(fèi)用，這樣如果某一個(gè)市場(chǎng)盈利了就可以彌補(bǔ)另一個(gè)市場(chǎng)的虧損。

5 結(jié)論

考慮到現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制差異較大，而未有文獻(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)地研究，對(duì)PJM的上抬費(fèi)用處理機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，介紹了上抬費(fèi)用的產(chǎn)生機(jī)理，各類上抬費(fèi)用的數(shù)學(xué)模型以及分?jǐn)倷C(jī)制。對(duì)比分析了廣東與PJM機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制，并用算例直觀說明兩種模式下機(jī)組成本補(bǔ)償費(fèi)用計(jì)算的差異。得到以下結(jié)論：

1)節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)定價(jià)模式下，機(jī)組在現(xiàn)貨市場(chǎng)收益可能無法覆蓋其成本，需要設(shè)計(jì)合理的成本補(bǔ)償機(jī)制維持發(fā)電企業(yè)的再生產(chǎn)。

2)為了激勵(lì)機(jī)組執(zhí)行調(diào)度指令，不僅要考慮機(jī)組發(fā)電的顯性成本，還要考慮機(jī)組執(zhí)行調(diào)度指令的機(jī)會(huì)成本，否則機(jī)組有不執(zhí)行調(diào)度指令的激勵(lì)，從而不利于電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

3)各省應(yīng)綜合考慮市場(chǎng)公平性和經(jīng)濟(jì)性設(shè)計(jì)現(xiàn)貨市場(chǎng)機(jī)組成本補(bǔ)償機(jī)制，避免機(jī)組補(bǔ)償費(fèi)用過高，影響市場(chǎng)透明性，后續(xù)需要對(duì)現(xiàn)貨市場(chǎng)定價(jià)機(jī)制進(jìn)行完善。