張馨瑜, 陳啟鑫, 葛 睿, 趙興泉, 李鳴鏑, 鄒 鵬

(1. 清華大學電機工程與應用電子技術系, 北京市100084; 2. 國家電力調(diào)度控制中心, 北京市100031;3. 國網(wǎng)山西省電力公司電力調(diào)度控制中心, 山西省太原市 030002)

考慮靈活塊交易的電力現(xiàn)貨市場出清模型

張馨瑜1, 陳啟鑫1, 葛 睿2, 趙興泉3, 李鳴鏑3, 鄒 鵬3

(1. 清華大學電機工程與應用電子技術系, 北京市100084; 2. 國家電力調(diào)度控制中心, 北京市100031;3. 國網(wǎng)山西省電力公司電力調(diào)度控制中心, 山西省太原市 030002)

靈活塊交易是國外電力現(xiàn)貨市場新設計的交易品種。該交易品種允許發(fā)電企業(yè)、電力用戶根據(jù)自身的發(fā)電技術特征與用電實際需求,選擇多樣化、個性化的交易方式,以增加市場的流動性,這對于在中國開展電力現(xiàn)貨市場建設試點具有借鑒價值。為此,文中首先簡要介紹了北歐電力現(xiàn)貨市場的運行機制,描述了現(xiàn)貨市場中小時交易、靈活小時交易、塊交易等交易品種的定義與特點。在此基礎上,結合現(xiàn)貨市場交易機制設計,重點構建了考慮靈活塊交易的現(xiàn)貨市場出清模型。由于該模型屬于多時段、大規(guī)模、非線性混合整數(shù)規(guī)劃問題,因此為提高該模型的求解效率,提出了降低模型非線性程度的線性化建模方法。最后,通過算例分析驗證了所提模型與求解方法的正確性和有效性。

現(xiàn)貨市場; 復雜投標; 靈活塊交易; 出清模型; 線性化

0 引言

2015年3月,中國啟動了以“中發(fā)〔2015〕9號文”為標志的新一輪電力體制改革[1]。隨后,多項改革配套文件陸續(xù)下發(fā),初步完成了本輪電改的頂層設計,力圖構建起以中長期交易規(guī)避風險、以現(xiàn)貨交易發(fā)現(xiàn)價格、優(yōu)化資源配置、品種齊全、功能完善、競爭充分、開放有序的電力市場體系。其中,現(xiàn)貨市場被認為是電力市場體系建設的核心環(huán)節(jié)[2-4]。

目前,國家已將廣東等8個省列入首批現(xiàn)貨市場試點建設省份,要求于2018年底前啟動試運行。為做好現(xiàn)貨市場試點建設工作,需要加強對國外現(xiàn)貨市場實踐經(jīng)驗的學習和借鑒。尤其是近年來,在北歐日前電力現(xiàn)貨市場中,引入了靈活塊交易的交易品種與競價機制,允許發(fā)電企業(yè)、電力用戶根據(jù)其發(fā)電技術特征與用電實際需求,選擇適宜的靈活塊交易進行投標,反映交易意愿,參與市場競爭,并對各類交易品種實現(xiàn)一體化集中出清[5],使電力交易過程更加自主、公平,并達到電力資源供需高效匹配的效果。靈活塊交易允許市場成員申報一定的電力供給或需求、連續(xù)中標3 h及以上,并給市場成員提供可移動式塊交易、鏈接式塊交易、擴展鏈接式塊交易等多類選擇,給予市場成員充分自主的選擇權[6]。事實上,靈活塊交易本質(zhì)上屬于考慮了時段耦合、電量耦合、價格耦合的分時競價機制,是分時競價市場的高階版本,對于豐富電力交易方式、提升市場競爭程度、提高交易便利性等均具有重要的促進作用,也將為中國電力現(xiàn)貨市場建設提供重要的借鑒意義。

考慮靈活塊交易的現(xiàn)貨市場出清模型,本質(zhì)上是含互補約束的多時段大規(guī)模非線性混合整數(shù)規(guī)劃問題[7]。文獻[8-11]研究了在市場需求隨機變動的條件下,競爭者如何達到個體利潤最大化的市場均衡點。文獻[12-13]以社會福利最大化作為目標函數(shù),并考慮了功率與容量約束、時間約束、網(wǎng)絡約束等,構建了完整的市場出清模型。文獻[14-16]基于區(qū)域電力市場,采用多賣方、多買方的競價模式,建立了買賣雙方報價的雙向拍賣競價模型,但只考慮了簡單的交易品種,未考慮塊交易類型。

為此,本文在傳統(tǒng)的分時競價機制中,借鑒分段競價機制中保障電力生產(chǎn)連續(xù)性、平穩(wěn)性的思想[17-18],引入了多種類型的靈活塊交易品種,對電力現(xiàn)貨市場出清模型進行了研究。

1 靈活塊交易機制

北歐電力現(xiàn)貨市場設計了小時交易(hourly order)、塊交易(block order)、靈活小時交易(flexible hourly order)3種不同類型的交易品種,市場成員可根據(jù)自身實際的發(fā)用電需求,選擇其中任意一種或者三者的組合來進行投標,參與交易[19]。

1.1 小時交易

小時交易是最靈活的交易品種,其成交額占北歐日前市場交易份額的一半以上[20]。小時交易需要申報競價小時內(nèi)的電量與價格。若市場成員要參與次日全天的交易,需申報24個時段、相互獨立的小時交易意向。各個小時交易的投標之間不存在時段耦合約束,由市場成員自行考慮機組爬坡約束與用電負荷變化等因素。以發(fā)電側(cè)為例,小時交易的中標規(guī)則為:當發(fā)電側(cè)申報的小時交易價格低于或等于市場出清邊際價格時,該小時交易中標;否則不中標[21]。

1.2 靈活小時交易

靈活小時交易,同樣需要市場成員申報該小時內(nèi)的電量與價格,以及該小時交易可以被接收的多個中標時段(如不加說明,本文中的時段均指1 h)。在這些允許的時段內(nèi),該靈活小時交易可以中標1次。即靈活小時交易允許申報幾個投標時段,但在這些時段中至多出清1次,即至多中標1次,且出清時段由市場出清模型統(tǒng)一優(yōu)化確定。目前,北歐現(xiàn)貨市場中只允許發(fā)電側(cè)申報靈活小時交易的投標,主要用來滿足高峰負荷需求,降低總發(fā)電成本或提高總社會福利,具體中標的時段由電力交易所依據(jù)市場申報情況統(tǒng)一優(yōu)化確定[22]。

1.3 塊交易

塊交易允許多種量—價組合的投標類型,包括常規(guī)塊交易、可移動式塊交易、鏈接式塊交易、擴展鏈接式塊交易等。從其發(fā)展歷程來看,2004年,常規(guī)塊交易與鏈接式塊交易正式引入北歐日前市場中。2006年,上述2類塊交易品種引入到日內(nèi)市場中。2015年6月30日,由北歐電力交易所(Nord Pool)控股的英國2家電力交易所之一N2EX,在英國日前拍賣交易中推出了塊交易的交易品種。2015年11月,鏈接式塊交易被引入到北歐日前市場中[23]。

1)常規(guī)塊交易

常規(guī)塊交易需要申報電力和價格。作為一個整體,常規(guī)塊交易投標必須連續(xù)3 h及以上(最長不超過24 h),并在多個時段內(nèi)整體性中標(如附錄A圖A1所示),即一整個塊交易要么都中標,要么都不中標。對發(fā)電側(cè)來說,中標常規(guī)塊交易能夠避免機組啟?；蝾l繁地進行出力調(diào)整;對用戶側(cè)來說,中標常規(guī)塊交易能夠保障其以穩(wěn)定的價格連續(xù)用電,避免頻繁地參與交易,增加交易成本[22]。

2)可移動式塊交易

可移動式塊交易是多個常規(guī)塊交易的組合,并最多由3個常規(guī)塊交易組成,且其投標總電量不能超過一定上限(如附錄A圖A2所示)。其中標方式類似于靈活小時交易,在制定的多個時段內(nèi)最多只能出清1次?？梢苿邮綁K交易的開始和結束時間由市場成員自行申報,并包含多個常規(guī)塊交易。此外,多個常規(guī)塊交易在不同的時段內(nèi),可以申報不同的投標電力和價格。設計可移動式塊交易的目的是對于某些市場成員來說,其預期的發(fā)電量或用電量是一定的,但其電力生產(chǎn)和使用的時間沒有剛性要求,存在一定程度的時間自由度[24]。因而,可以在價格較為合適的時段中標,擴大市場成員的收益。

3)鏈接式塊交易

鏈接式塊交易同樣由多個常規(guī)塊交易組成,但其塊與塊之間存在優(yōu)先級,即一個塊(子塊)的中標取決于另外一個塊(母塊)的中標(如附錄A圖A3所示)。市場成員在選擇鏈接式塊交易時,需規(guī)定每個塊交易的優(yōu)先級,優(yōu)先級高的塊交易,在市場出清時優(yōu)先中標,之后才能出清優(yōu)先級低的塊交易。鏈接式塊交易包含的所有塊,只能同時申報作為賣出型/賣電型塊交易或買入型/購電型塊交易[25]。一個完整的鏈接式塊交易不能部分是賣出型塊交易,部分是買入型塊交易。鏈接式塊交易允許部分中標,即優(yōu)先級較高的塊可以中標,而優(yōu)先級較低的塊可以不中標。

4)擴展鏈接式塊交易

2016年2月,北歐電力交易所在鏈接式塊交易的基礎上,設計了擴展鏈接式塊交易[23]。擴展鏈接式塊交易是家族式關系,包含父塊與子塊。假設塊P為父塊,塊D為子塊,其中,P(+)表示P單獨執(zhí)行時,能獲利,可以中標;P(-)表示P單獨執(zhí)行時,將虧損,不可以中標;D(+)表示D單獨執(zhí)行時,能獲利,可以中標;D(-)表示D單獨執(zhí)行時,將虧損,不可以中標。

以發(fā)電側(cè)為例,上述獲利是指發(fā)電企業(yè)的申報價格低于市場出清價格時,塊交易能夠中標且獲得額外利潤;虧損是指發(fā)電企業(yè)的申報價格高于市場出清價格時,塊交易能夠中標但將入不敷出。用戶側(cè)反之。

由父塊P與子塊D所組成的擴展鏈接式塊交易中,存在以下4種不同的情形。

情形1:P(+),D(+)。當父塊P單獨執(zhí)行時,能獲利,子塊D單獨執(zhí)行時,也能獲利,則擴展鏈接式塊交易中,父塊P和子塊D均可中標。

情形2:P(-),D(+)且P+D≥0。當父塊P單獨執(zhí)行時虧損,子塊D單獨執(zhí)行時獲利,但父塊P與子塊D相加之和為獲利時,擴展鏈接式塊交易中,父塊P和子塊D均可中標。即父塊P中標虧損,但整體塊交易中標能獲利時,擴展鏈接式塊交易可以全部中標。

情形3:P(+),D(-)且P+D≥0。當父塊P單獨執(zhí)行時獲利,子塊D單獨執(zhí)行時虧損,盡管父塊P與子塊D相加之和為獲利,但擴展鏈接式塊交易中,只有父塊P可以中標,子塊D不能中標(區(qū)別于情形2)。即子塊D中標虧損,但整體塊交易中標能獲利時,擴展鏈接式塊交易只能夠中標父塊P。

情形4:P(-),D(-)。當P單獨執(zhí)行時虧損,子塊D單獨執(zhí)行時也虧損,擴展鏈接式塊交易中的父塊P和子塊D均不中標。

2 考慮靈活塊交易的市場出清模型建立

2.1 市場機制

本文所構建的考慮靈活塊交易的市場競價機制,參考北歐日前電力現(xiàn)貨市場,采用“雙向報價、集中競價、統(tǒng)一出清、邊際定價”的組織方式。

具體的競價機制為:發(fā)電商、售電商與大用戶可以選擇小時交易、各種類型的塊交易、靈活小時交易等進行競價申報。電力交易所在考慮電網(wǎng)安全約束的基礎上,以社會福利最大化為目標,進行市場統(tǒng)一優(yōu)化出清,確定各市場成員每小時的中標電量、塊交易的中標情況,以及每小時的市場邊際出清價格[23]。當各價格區(qū)間的輸電斷面發(fā)生阻塞時,則可形成分區(qū)價格[26]。

2.2 考慮常規(guī)塊交易的市場出清模型

2.2.1目標函數(shù)

日前市場出清以社會福利最大化為優(yōu)化目標,包含小時交易、塊交易和靈活小時交易3類交易品種。目標函數(shù)如下所示。

max [∑(δh,d,tph,d,tqh,d,t+βb,d,tpb,d,tqb,d,t+

φf,d,tpf,d,tqf,d,t)+∑(δh,g,tph,g,tqh,g,t+

(1)

式中:ph,d,t,qh,d,t和ph,g,t,qh,g,t分別為購電側(cè)和發(fā)電側(cè)小時交易在時段t的申報價格和申報電力;pb,d,t,qb,d,t和pb,g,t,qb,g,t分別為購電側(cè)和發(fā)電側(cè)塊交易在時段t的申報價格和申報電力;pf,d,tqf,d,t和pf,g,t和qf,g,t分別為購電側(cè)和發(fā)電側(cè)靈活小時交易在時段t的申報價格和申報電力;δh,d,t∈[0,1],δh,g,t∈[0,1]分別為表示購電側(cè)和發(fā)電側(cè)小時交易是否中標的0-1整數(shù)變量,可以中標部分電量;βb,d,t∈{0,1},βb,g,t∈{0,1}分別為表示購電側(cè)和發(fā)電側(cè)塊交易是否中標的0-1整數(shù)變量;φf,d,t∈{0,1},φf,g,t∈{0,1}分別為表示購電側(cè)和發(fā)電側(cè)靈活小時交易是否中標的0-1整數(shù)變量。

需要說明的是,對于申報價格來說,購電側(cè)、發(fā)電側(cè)均為正;對于申報電力,購電側(cè)投標為正,發(fā)電側(cè)投標為負。

2.2.2約束條件

1)發(fā)用電平衡約束

各時段的購電量與發(fā)電量相等,即

∑(δh,d,tqh,d,t+βb,d,tqb,d,t+φf,d,tqf,d,t)+

∑(δh,g,tqh,g,t+βb,g,tqb,g,t+φf,g,tqf,g,t)=0

(2)

2)市場出清約束

考慮到發(fā)電側(cè)的售電報價不大于市場出清價格時才能中標,用戶側(cè)的購電報價不小于市場出清價格時才能中標,因此，考慮發(fā)電側(cè)申報電力視為負數(shù)，發(fā)電側(cè)和購電側(cè)的中標表達式可以簡化。為表示方便,各類交易品種出清的價格約束條件統(tǒng)一表示,如式(3)至式(6)所示,公式中變量既表示發(fā)電側(cè),也表示購電側(cè),不再區(qū)分。其中式(3)為小時交易市場出清約束;式(4)為塊交易市場出清約束;式(5)為靈活小時交易市場出清約束。

δh,t∑(ph,t-πt)qh,t≥0

(3)

式中:πt為時段t時市場邊際出清價格。

βb,t∑(pb,t-πt)qb,t≥0

(4)

φf,t∑(pf,t-πt)qf,t≥0

(5)

3)靈活小時交易出清次數(shù)約束

靈活小時交易可以申報連續(xù)或不連續(xù)的幾個時段,其出清時段不固定,但至多只能出清1次。因此,靈活小時交易在各個時段的決策變量之和要小于等于1,由于發(fā)電側(cè)和購電側(cè)類似,因此,統(tǒng)一如下所示:

∑φf,t≤1

(6)

至此，式(1)至式(6)構成了考慮常規(guī)塊交易的日前市場出清模型[22]。

2.3 考慮可移動式塊交易的市場出清模型

與常規(guī)塊交易相比,可移動式塊交易在常規(guī)塊交易的基礎上,引入了中標時間靈活的彈性約束,即投標塊交易的申報電量是一定的,中標時段不唯一,但只能中標1次。因此,出清模型在常規(guī)塊交易的基礎上,需要添加有關可移動式塊交易出清次數(shù)的約束條件。除新增可移動式塊交易的出清次數(shù)約束以外,其他約束條件以及目標函數(shù)與式(1)至式(6)相同,此處不再贅述[17]。

新增可移動式塊交易的出清次數(shù)約束,如下式所示:

∑βb，i,t≤1

(7)

式中:βb,i,t為在時段t時塊交易中交易順序為i的可移動式塊交易的中標變量。

2.4 考慮鏈接式塊交易的市場出清模型

與常規(guī)塊交易相比,鏈接式塊交易的特點在于存在優(yōu)先級。優(yōu)先級高的塊,先出清;優(yōu)先級低的塊,后出清。

在出清模型中,在常規(guī)塊交易的基礎上,需添加中標優(yōu)先級的相關約束,即可構建考慮鏈接式塊交易的出清模型。除新增鏈接式塊交易的優(yōu)先級約束以外,其他約束條件以及目標函數(shù)與上文提到的一致,為式(1)至式(6),此處不再贅述。

新增鏈接式塊交易的優(yōu)先級約束,如下式所示:

為降低“政銀企戶保”小額貸款風險，政府及金融機構采取一系列風險防范措施。首先是監(jiān)督機制。政府配合銀行、保險公司對貧困戶貸款用途進行跟蹤調(diào)查，防止出現(xiàn)“貸而不用、貸而它用”的現(xiàn)象。對于未按約定使用的貸款給予引導干預，確保其能最大限度地發(fā)揮成效。其次是信用機制。銀行以貸款協(xié)議履行情況度量借款人信用度，將未按協(xié)議使用貸款行為、不良貸款記入農(nóng)戶信用檔案，健全農(nóng)村信用體系。最后是熔斷機制。當全縣不良貸款率達3%時，暫停貸款發(fā)放，由縣政府會同擔保中心、合作銀行、保險公司及時調(diào)查原因并尋求解決辦法，確保貸款安全性。

β3≤β2≤β1

(8)

式中:β1,β2,β3分別為表示3個不同的塊組成的鏈接式塊交易的中標優(yōu)先級變量,塊1的優(yōu)先級最高,塊1中標之后,塊2才能中標，塊2中標之后,塊3才能中標。

更多層級的鏈接式塊交易的模型處理方式與上述類似。

2.5 考慮擴展鏈接式塊交易的市場出清模型

與一般的鏈接式塊交易相比,擴展鏈接式塊交易是在其基礎上,有了新的擴展定義。因此,在模型中需要將新的擴展定義轉(zhuǎn)化為約束條件,構建考慮擴展鏈接式塊交易的出清模型。其他約束條件以及目標函數(shù)與上文提到的一樣,為式(1)至式(6),此處不再贅述。

βD∑(pD-πD)qD≥0

(9)

(10)

βP≥βD

(11)

式中:pD和pP分別為子塊D和父塊P的申報價格;βD和βP分別為表示子塊D和父塊P的中標變量;πD和πP分別為子塊D和父塊P的出清價格;βP+D為該擴展鏈接式塊交易的中標變量;qD和qP+D分別為子塊D和該擴展鏈接式塊交易的中標電量。

在考慮擴展鏈接式塊交易的出清模型中,添加了3種約束條件來描述該交易品種。

約束式(9)表示,當發(fā)電側(cè)子塊D的申報價格小于市場平均出清價格,因定義中發(fā)電側(cè)申報電量為負,故塊D可中標;或者購電側(cè)子塊D的申報價格大于市場平均出清價格時,因定義中購電側(cè)申報電量為正,故塊D也可中標。

約束式(11)表示,無論購電側(cè)還是發(fā)電側(cè)父塊P的0-1整數(shù)變量始終大于等于子塊D的0-1整數(shù)變量,確保了父塊P中標的優(yōu)先級。

約束式(9)至式(11)描述了父塊與子塊存在的優(yōu)先級問題。結合之前的目標函數(shù)以及約束條件,即可構成考慮擴展鏈接式塊交易的日前現(xiàn)貨市場出清模型。

3 模型求解方法

考慮到出清模型為大規(guī)模、強耦合的非線性整數(shù)規(guī)劃問題,其關鍵在于如何處理非線性約束條件。本文采用非線性問題線性化的數(shù)學思想,以降低模型的求解難度。

出清模型中,式(3)至式(5)為非線性約束,且三者約束條件相似,故均統(tǒng)一表示為:

xt∑(pt-πt)qt≥0

(12)

式中:x可分別代表小時交易、塊交易、靈活小時交易的決策變量δ,β,φ。

考慮式(12),引入變量xt為中標變量;ut為0-1變量;Mt為ut相關變量;λ為已知的參與者申報價格。其中,下標t表示時段,購電側(cè)Mt=1-ut;發(fā)電側(cè)Mt=ut。化簡如下。

xt≤Mt

(13)

(14)

(15)

ut∈{0,1}

(16)

針對化簡后的數(shù)學模型,采用GAMS平臺中的CPLEX算法,求解考慮靈活塊交易的現(xiàn)貨市場出清模型。

4 算例分析

所采用算例模擬某日10位市場成員參與日前現(xiàn)貨市場的情形,其中現(xiàn)貨交易針對次日24個交易時段開展。具體投標數(shù)據(jù),見附錄B表B1和表B2。

電力市場24 個交易時段的價格如圖1所示,交易總量為2 627 MW·h,用戶側(cè)共支付購電資金45 692歐元。塊交易的出清結果如表1和表2所示。表中0表示不中標；1表示中標；0.4表示部分中標。

圖1 市場出清價格Fig.1 Market clearing price

表1 購電側(cè)出清結果Table 1 Clearing results of demand side

1)常規(guī)塊交易

發(fā)電商2在時段9至時段12之間的常規(guī)塊交易中連續(xù)中標,因為其申報價格為12歐元/MW,小于時段9至時段12的平均出清價格12.75歐元/MW。而如果將該塊交易拆開來單獨中標,則在時段10時,因其投標價格12歐元/MW大于市場出清價格11歐元/MW,將不能中標;同理,在時段11也不能中標，這將可能造成機組的頻繁啟停。但此處,該常規(guī)塊交易作為一個整體,實現(xiàn)了時段9至時段12的連續(xù)4個時段中標,在保障交易整體效益的前提下,有效避免了發(fā)電機組頻繁的出力調(diào)整與啟停。

表2 發(fā)電側(cè)出清結果Table 2 Clearing results of generation side

2)可移動式塊交易

電力用戶3在時段1至時段4、時段18至時段20這2個時段所構成的可移動式塊交易中,中標時段為時段18至時段20。盡管該用戶在時段1至時段4的塊交易中,申報價格為13歐元/MW,大于市場平均出清價格12.75歐元/MW,滿足單獨中標的規(guī)則，但由于可移動式塊交易只能出清1次,且該電力用戶3又只追求總投標電量得到滿足,而對電力生產(chǎn)和使用的時間均無明確要求,故市場出清時,考慮到社會福利的最大化,必然選取投標價格更高的時段中標。而如果該可移動式塊交易,作為2個單獨的塊交易進行投標,電力需求將為用戶所需電力的2倍。此外,用戶也沒有自由選擇時間段的機會,且其塊交易不中標的可能性也相對較大。但用戶以可移動式塊交易的方式參與投標,不僅能提高其電力中標的可能性,還擁有相對自由的時間選擇,一定程度上也將有助于實現(xiàn)社會福利的最大化。

3)擴展鏈接式塊交易

發(fā)電商5在時段5至時段8、時段21至時段24構成的擴展鏈接式塊交易連續(xù)中標。主要原因是父塊(時段5至時段8)和子塊(時段21至時段24)相加之和為獲利,且子塊單獨中標時也獲利。而如果將擴展鏈接式塊交易的父塊和子塊拆開單獨中標,則父塊的申報價格14歐元/MW,大于時段5至時段8的市場平均出清價格12歐元/MW,故父塊不能中標。但因為父塊的優(yōu)先級高于子塊,且子塊獲利,以及父塊和子塊相加之和也獲利,故父塊和子塊可以同時中標。這有效避免了發(fā)電商的發(fā)電損失,提高了其中標概率。

4)算例分析結果表明,不同塊交易在實際電力交易中,各有其競爭優(yōu)勢和交易特點,市場參與者可提前預估自己的電力需求或者自己的發(fā)電能力,選擇合適的投標方式進行交易,使得收益最大化。

5 結語

現(xiàn)貨市場是電力市場體系中的關鍵環(huán)節(jié),是協(xié)調(diào)市場運行與系統(tǒng)運行的關鍵所在。本文在傳統(tǒng)現(xiàn)貨市場出清模型的基礎上,考慮了新型靈活塊交易復雜投標的多類交易品種,構建了相應的市場出清模型,研究了針對該模型結構特點的線性化求解方法,得到如下結論。

1)在電力現(xiàn)貨市場中引入常規(guī)塊交易,能有效避免發(fā)電機組頻繁的出力調(diào)整與啟停;引入可移動式塊交易,能賦予電力用戶自由選擇的權利,并將在一定程度上有助于增加社會福利;引入擴展鏈接式塊交易,能提高發(fā)電商的中標可能性,避免電力損失。

2)含塊交易的現(xiàn)貨市場競價機制,具有豐富電力交易方式、提升市場競爭性、提高交易便利性、并為電力用戶提供更多選擇權的優(yōu)勢,對于中國下階段現(xiàn)貨市場的建設有一定的借鑒意義，未來將在實踐中加以實施驗證。

附錄見本刊網(wǎng)絡版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。

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ClearingModelofElectricitySpotMarketConsideringFlexibleBlockOrders

ZHANGXinyu1,CHENQixin1,GERui2,ZHAOXingquan3,LIMingdi3,ZOUPeng3

(1. Department of Electrical Engineering, Tsinghua University, Beijing100084, China;2. National Electric Power Dispatching and Control Center, Beijing100031, China;3. Dispatching and Control Centre of State Grid Shanxi Electric Power Company, Taiyuan030002, China)

In the abroad electricity spot market, a flexible block order is the new designed transaction category in the bidding mechanism. It allows the market members to select the diversified and personalized transaction mode according to the technical characteristics of the power generation and the actual demand of the electricity, which enriches the liquidity of trading market. This kind of mechanism has the reference value for China to carry out the construction of electricity spot market pilot. Therefore, the operating mechanism of the Nordic electricity spot market is briefly introduced, and the definition and characteristics of trading varieties including hour order, flexible order and block order in the spot market are described. On this basis, a clearing model for electricity spot market with the complex bidding of flexible block order is established combined with the design of the spot market transaction mechanism. Since the model belongs to the multi-period, large-scale and nonlinear mixed integer programming problem, a linear modeling method to reduce the nonlinearity of the model is proposed to improve the efficiency of the model. Finally, the example analysis is given to illustrate the correctness and validity of the proposed model and the solving method.

This work is supported by State Grid Shanxi Electric Power Company (No. SGSX0000KJS1700374).

spot market; complex bidding; flexible block order; clearing model; linearization

2017-06-14;

2017-10-30。

上網(wǎng)日期: 2017-11-13。

國網(wǎng)山西省電力公司科技項目(SGSX0000KJS1700374)。

張馨瑜(1994—),女,主要研究方向:電力經(jīng)濟。E-mail: 383234966@qq.com

陳啟鑫(1982—),男,通信作者,副教授,博士生導師,主要研究方向:電力市場、能源互聯(lián)網(wǎng)、低碳電力。E-mail： qxchen@tsinghua.edu.cn

葛 睿(1979—),男,碩士,高級工程師,主要研究方向:電網(wǎng)調(diào)度運行、電力市場、新能源發(fā)電。

(編輯顧曉榮)