电力市场报价方式及建模学习笔记_电力市场辅助报价模型

"单边报价"的报价方式为发电侧申报预计发电功率曲线以及意愿售电价格，用户侧只需申报负荷功率越策曲线，而对意愿购电价格不进行申报。"双边报价"与"单边报价"的不同之处在于它能够提供一个公平竞争的市场环境，买卖双方之间的关系变为一种供给和需求的平等关系，是一种生产者与消费者之间平等的网状信息交流模型，两种报价方式在组织模式和技术手段等方面均具有一定的区别。

传统发电商报价模型

传统火力发电商的发电成本函数为
$$C_{tp,i,t}=a_i{P}_{tp,i,t}^2+b_i{P}_{tp,i,t}+c_i$$
式中：

• $a_i,b_i,c_i$分别为第$i$个传统发电商的成本系数，
• $P_{tp,i,t}$为第$i$个传统发电商在$t$时段内的发电功率

传统发电商$i$的边际成本$M_{tp,i,t}$(对成本函数求导)可以表示为
$$M_{tp,i,t}=2a_i{P}_{tp,i,t}+b_i$$
发电商$i$以自身的收益期望最大化为目标采用线性策略报价，则其报价的计算公式为
$${\pi }_{tp,i,t}=2k_{i,t}{a}_i{P}_{tp,i,t}+k_{i,t}{b}_i$$
式中:

• $k_{i,t}$ 为第$i$个传统发电商在$t$时段的报价策略的系数

传统发电商报价模型的约束条件主要包含价格上下限约束、出力约束和爬坡约束
$$\begin{gathered} {\pi }_{min}\le {\pi }_{tp,i}\le {\pi }_{max} \\ {P}_{tp,i,min}\le P_{tp,i,t}\le P_{tp,i,max} \\ -r_{i,down}\le P_{tp,i,t}-P_{tp,i,t}\le r_{i,up} \end{gathered}$$
式中：

• ${\pi }_{min}、{\pi }_{max}$分别为双边市场交易发电商报价的下限值和上限值
• $P_{tp,i,min}、P_{tp,i,max}$
  分别为传统发电商$i$出力的下限值和上限值
• $r_{i,down}、r_{i,up}$ 分别为传统发电商$i$的向下、向上爬坡速率

新能源发电商报价模型

新能源发电商是由光伏、风机、储能甚至负荷聚合商组成的虚拟电厂机组，在参与市场报价时，往往需要考虑内部分布式能源的发电、储能运营损耗及需求响应等成本的综合边际成本，以及新能源发电的不确定性和运行条件约束。假设新能源发电商的报价采用线性策略报价的形式
$${\pi }_{re,i,t}=k_{re,i,t}(2a_{re,i,t}{P}_{re,i,t}+b_{re,i,t})$$
式中：

-$k_{re,i,t}$为第$i$个新能源发电商在$t$时段的报价策略的系数

• $a_{re,i,t},b_{re,i,t}$分别为第$i$个新能源发电商在$t$时段的综合边际成本系数
• $P_{re,i,t}$为第$i$个新能源发电商在$t$时段内的发电功率

新能源发电商报价模型的约束条件主要包含价格上下限约束、出力约束和新能源消纳比例约束，
$$\begin{gathered} {\pi }_{min}\le {\pi }_{re,i,t}\le {\pi }_{max} \\ 0\le P_{re,i,t}\le P_{re,i,t,max} \\ \sum _t\frac{P_{re,i,t,max}-P_{re,i,t}}{P_{re,i,t,max}}\le T{r}_{con} \end{gathered}$$

• $P_{re,i,t,max}$ 为新能源发电商$i$在时段$t$内出力的最大值
• $r_{con}$ 为系统一个交易周期内新能源发电商弃风、弃光功率的最大占比
• $T$ 为市场出清的总时段数

用户侧报价模型

随着用户侧用电量的增加，其用电损耗、输电成本也会增加，假设用户侧的用电成本函数$C_{u,i,t}(P_{u,i,t})$为
$$C_{u,i,t}=a_{u,i}{P}_{u,i,t}^2+b_{u,i}{P}_{u,i,t}+c_{u,i}$$
式中：

• $a_{u,i},b_{u,i},c_{u,i}$分别为第$i$个用户的用电成本系数

对用户侧的用电成本曲线进行线性化处理，将用户侧的用电功率划分为$m$段，每段斜率$K_1,K_2,...K_m$为分段用电成本曲线微增率。第$i$个用户第$j$段用电成本可以表示为
{ C u , i , t = K i , j P u , i , t + c u , i P u , i , j ≤ P u , i , t < P u , i , j + 1

$$\begin{aligned} \begin{cases} C_{u,i,t} = K_{i,j}P_{u,i,t} + c_{u,i} \\ P_{u,i,j} \leq P_{u,i,t} < P_{u,i,j+1} \end{cases} \end{aligned}$$ {Cu,i,t​=Ki,j​Pu,i,t​+cu,i​Pu,i,j​≤Pu,i,t​<Pu,i,j+1​​​
在此基础上，通过分段用电成本函数对功率进行求导，当用电功率在$[P_{u,j},P_{u,j+1})$之间时，用户$i$分段边际成本价格为
$$M_{u,i,j}=K_{i,j}$$
用户侧在考虑自身用电成本的基础上，所获得的经济效益是其指定报价策略的内在驱动力，与发电商的报价策略类似，用户侧基于成本-效益分析进行报价，其申报价格的表达式为：
$${\pi }_{u,i,t}=k_{u,i,t}{M}_{u,i,j}=k_{u,i,t}{K}_{ij}$$

• $k_{u,i,t}$ 为用户$i$期望的用电成本率

参考

杜帅,丰玉帆.“考虑系统性风险的现货市场双边报价交易机制与模型.” 电力需求侧管理 25.01(2023):12-19.