（电气工程专业论文）分时电价理论在配电网供电侧的应用.pdf

山东大学硕士学位论文 始阶段的具体情况， 提出采用2 4 小时更新电价或者分时电价作为过渡电价比较合适。 木文所要解决的问题就是配电网中供电的分时电价一也就是售电电价的计算问题。 本文在此基础上， 发电成本中考虑了可中断负荷对电价的影响， 在配电侧考虑了 用户对电价的响应、用户停电损失两个重要因素，通过修正算法来对基本售电电价 进行修正，以期望得到更加合理的电价。电力终端用户尤其是大工业用户可以调整 生产班次或者延迟生产时间，因此考虑在 p o o l 模式下，对电力用户进行 u s b ，可与 发电公司形成竟争，因而按照边际机组成本定价的系统边际电价将由此受到影响。 可以根据大客户不同停电时间的情况来分析可中断负荷对系统边际电价的影响。在 用户对电价的响应过程中，会从峰值时段向平值时段、谷值时段转移了一定数量的 用电量，从平值时段向谷值时段转移了一定数量的用电量。从而使得优化后的峰、 谷、平时段的电量值与优化前的数值不相同了。同时还考虑了用户的停电损失的估 算值。利用分析的结果，采用修正算法进行修正，最终确定的分时电价是比较合理 的，有利于系统资源的优化。 关键词:分时电价用户响应可中断负荷停电损失 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t i n t h e w a k e o f d e e p d e v e l o p m e n t o f t h e r e f o r m f o r p o w e r m a r k e t , t h e r e a r e s o m e p r o b l e m s i n c u r r e n t m a n a g e m e n t o f e l e c t r i c i t y d i s t r i b u t i o n p r i c e , s u c h a s t h e d o u b l e - t r a c k p r i c i n g s y s t e m o f d i s t r i b u t i o n p r i c e h a s t h e p r o b l e m o f d i f f e r e n t d i s t r i b u t i n g p r i c e u n d e r s a m e p o w e r - d r i v e n c h a r a c t e r i s t i c a n d s a m e p o w e r s u p p l y v o l t a g e ; p o w e r d i s t r i b u t i o n p r i c e s y s t e m c a n n o t r e f l e c t t h e c o s t v a r i a n c e o f t h e p o w e r s u p p l y f o r d i f f e r e n t u s e r s e t c . c o m e s f r o m t w o a s p e c t s : o n e i s t h e p r i c e m a n a g e m e n t f u n c t i o n t h e c a u s a t i o n h a s d e f e c t s t h e o t h e r r e a s o n i s r i g i d s t r u c t u r e . i n v i e w o f t h i s , i t i s n e c e s s a r y t o c h a n g e t h e r e a s o n l e s s e l e c t r i c i t y p r i c e f o r m i n g m e c h a n i s m r a d i c a l l y t o s e t t l e c o u n t r y s i r r a t i o n a l p r o b l e m s . p o w e r w i l l f i n a l l y t a k e i t s p l a c e o n m a r k e t i n o u r c o u n t r y , n o r e f o r m o f e l e c t r i c i t y p r i c e m a n a g e m e n t , w e c a n our t h e n ot e s t a b l i s h t h e p o w e r m a r k e t . t h e b a s i c c o n t e n t o f e l e c t r i c i t y p r i c e m a n a g e m e n t r e f o r m i s t o i n t r o d u c e c o m p e t i t i o n m e c h a n i s m i n t o t h e l i n k i n e l e c t r i c p o w e r g e n e r a t i o n o r d i s t r i b u t i o n , a n d f i n a l l y , t h e m a r k e t d e c i d e s t h e e l e c t r i c p o w e r g e n e r a t i o n a n d d i s t r i b u t i n g p r i c e . a c c o u n t i n g p r i c i n g m e t h o d c a n n o t a d a p t t h e m a r k e t c o m p e t i t i o n , b u t c o m p e t i t i o n q u o t i n g r e q u i r e s v e r y h i g h r e q u e s t f o r e l e c t r i c p o w e r m a r k e t p r i c e f o r m i n g m e c h a n i s m , i t i s n o t a p p r o p r i a t e f o r t h e g r o w t h e l e c t r i c p o w e r m a r k e t o f o u r c o u n t r y , a n d t h a t t h e m a r g i n a l c o s t p r i c i n g m e t h o d i s t h e s u i t a b l e c h o i c e o n e l e c t r i c m a r k e t p r i c e f o r m i n g m e c h a n i s m . m a r g i n a l c o s t 山东大学硕士学位论文 p r i c i n g i n t e r p o s e b e t w e e n a c c o u n t i n g p r i c i n g m e t h o d a n d m a r k e t c o m p e t i t i o n q u o t i n g , t h e r e i n t o t h e r e a l t i m e e l e c t r i c i t y p r i c e i s t h e t y p i c a l r e p r e s e n t a t i v e . t h e c o n c e p t o f m a r g i n a l c o s t s e e s f r o m t h e a n g l e o f t h e f u t u r e , i t r e f e r s t o t h e i n c r e m e n t a l c o s t p r o d u c e d b y t h e i n c r e a s e o f f u t u r e i n c r e m e n t a l l o a d , o n t h e b a s i s o f s y s t e m o p t i m i z e p r o g r a m m i n g a n d o p t i m i z e r u n n i n g , t h e e l e c t r i c a l e s s e n c e w h i c h t a k e s t h e m a r g i n a l c o s t a s b a s i c w i l l s e t t l e t h e p r o b l e m o f d e v e l o p m e n t a n d r a i s e c a p i t a l f o r s y s t e m e x t e n s i o n . a t o n e t i m e t h e e l e c t r i c i t y p r i c e g i v e t h e u s e r s a c h o i c et h e u s e r s m a y d e c i d e w h e t h e r o r n o t t o i n c r e a s e p o w e r c o n s u m p t i o n o n t h e b a s i s o f t h e i n c r e a s e d i n c o m e o f p o w e r c o n s u m p t i o n a n d e l e c t r i c c h a r g e e x p e n d i n g , a c c o r d i n g l y r e a l i z e t h e f u n c t i o n o f l o a d m a n a g e m e n t . a c c o r d i n g t o t h e r e a l t i m e e l e c t r i c i t y p r i c e t h e o r y a n d m a r g i n a l c o s t m e t h o d , t h i s t e x t m a k e i n i t i a l d i s c u s s i o n f o r t h e e s t a b l i s h m e n t o f d i s t r i b u t i o n n e t w o r k s s a l e s e l e c t r i c i t y p r i c e , u t i l i z e t h e e c o n o m i c s t h e o r y t o e s t a b l i s h o p t i m i z e m o d e l w h i c h t a k e s m a x i m u m s o c i a l - m a r g i n a s t a r g e t , a c c o r d i n g l y d e r i v a t i o n o f t i m e - s h a r i n g e l e c t r i c i t y p r i c e c a l c u l a t i o n f o r m u l a , a n d s o l v e f r o m e n g i n e e r i n g a n g l e . t h a t p r o v e d t h e e l e c t r i c i t y p r i c e f i x e d b y t i m e - s h a r i n g m e t h o d i s m o r e r e a s o n a b l e t h a n a c c o u n t i n g c o s t m e t h o d , i t e m b o d y t h e r e a l p o w e r s u p p l y c o s t .t h e e s t a b l i s h m e n t o f s a l e s butthe e l e c t r i c i t y p r i c e d i s c u s s e d a b o v e i g n o r e s u s e r s i d e n t i t y o f t h e u s i n g o f e l e c t r i c i t y , u n d e r t h e e l e c t r i c i t y s y s t e m , t h e r u n n i n g o f p o w e r s y s t e m c a n d e v i a t e t h e a n t i c i p a t e d b e s t m o d e . t o v i e w o f o u r c o u n t r y s c i r c s , t h e 山东大学硕士学位论文 2 4 h o u r s r e n e w a l e l e c t r i c i t y p r i c e o r t i m e - s h a r i n g e l e c t r i c i t y p r i c e i s e q u a l t o t h e c i r c s . t h e p r o b l e m s w h a t t h i s t e x t w a n t t o s e t t l e i s t h e t i m e - s h a r i n g e l e c t r i c i t y p r i c e o f d i s t r i b u t i o n n e t w o r k - 一 一 一i . e . t h e p r o b l e m o f c a l c u l a t i o n o f e l e c t r i c i t y s a l e s p r i c e . o n t h e b a s i s o f t h e a b o v e m e n t i o n e d , t h e i n f e c t i o n o n e l e c t r i c i t y p r i c e c a u s e d b y i n t e r r u p t i b l e l o a d i s c o n s i d e r e d i n g e n e r a t i n g c o s t , a n d t h e u s e r s r e s p o n s e f o r e l e c t r i c i t y p r i c e i s a l s o c o n s i d e r e d i n p o w e r d i s t r i b u t i o n s i d e , c o r r e c t i n g t h e b a s i c s a l e s e l e c t r i c i t y p r i c e t h r o u g h c o r r e c t i v e a r i t h m e t i c , i n o r d e r t o g e t m o r e r e a s o n a b l e e l e c t r i c i t y p r i c e . t h e e l e c t r i c p o w e r t e r m i n a l u s e r s , e s p e c i a l l y t h e b i g i n d u s t r y u s e r s m a y a d j u s t t h e p r o d u c t i o n s h i f t s o r d e f e r t h e p r o d u c t i o n t i m e . u n d e r t h e p o o l m o d e , t h e u s e r s m a y c o m p e t e w i t h p o w e r p l a n t s w i t h d s b . a s a r e s u l t , t h e c os t s y s t e m m a r g i n a l e l e c t r i c i t y p r i c e w h i c h i s p r i c e d w t h m a r g i n a l u n i tw i l l b e a f f e c t e d t h e r e o u t . w e c a n a n a l y s e t h e i n f e c t i o n o n e l e c t r i c i t y p r i c e c a u s e d b y i n t e r r u p t i b l e l o a d o n t h e b a s i s o f t h e c i r c s o f d i f f e r e n t p o w e r c u t t i m e . i n t h e p r o c e s s o f t h e r e s p o n s e f r o m u s e r s t o e l e c t r i c i t y p r i c e , a c e r t a i n p o w e r - d r i v e n q u a n t i t y w i l l b e t r a n s f e r r e d f r o m p e a k v a l u e t i m e i n t e r v a l t o n o r m a l v a l u e , v a l l e y p o i n t , o r f r o m n o r m a l v a l u e t o v a l l e y p o i n t , t h e r e b y t h e q u a n t i t y o f e l e c t r i c i t y a f t e r o p t i m i z i n g i s d e f e r e n t w i t h u n - o p 七 i m i z i n g . a t t h e s a m e t i m e t h e e s t i m a t e d v a l e o f p o w e r - c u t l o s s o f t h e u s e r s i s c o n s i d e r e d . u t i l i z i n g t h e r e s u l t o f a n a l y s i s , a d o p t i n g c o r r e c t i v e a r i t h m e t i c t o m a k e c o r r e c t i o n , a n d d e t e r m i n i n g t i m e - s h a r i n g e l e c t r i c i t y p r i c e u l t i m a t e l y a r e c o m p a r a t i v e l y 山东大学硕士学位论文 r e a s o n a b l e , i t i s p r o p i t i o u s t o s y s t e m r e s o u r c e s o p t i m i z a t i o n , t h e k e y w o r d s : t i m e - s h a r i n g e l e c t r i c i t y p r i c et h e r e s p o n s e o f u s e r i n t e r r u p t i b l e l o a d p o w e r c u t l o s s 原 创 性 声 明 本人郑重声明:所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究所取得的成果。除文中己 经注明引用的内容外，木论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人 承担。 论_文作者签名: 日期: 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有 一 关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅 和借阅;木人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本 学位论文。 ( 保密论 文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名: 导师签名: _日 期: 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 1 . 1 本文的目 的 和意义 1 2 - m 电力市场是电价、电力系统运行、负荷管理、供用电合作、通信和计算机系 统的总和，是电力工业运营 ( 包括运行与发展，内部与社会)管理与技术的综合 体。发达的国家建立电力市场的目的主要是在电力市场内部引进竞争机制，以挽 救由于垄断经营而渐渐失去活力的电力企业;发展中国家建立电力市场主要是为 了吸引外资，提高电网运行水平，美国走的是自然形成过程，而英国的电力工业 则经历了私有化到国有化，再到私有化的过程。电 力改革已 成为许多国家发展经 济的途径，电网将是电力交换的场所，市场机制将成为电力运营的基本点，配电 网侧电价的制定既要考虑购电 成本， 又要考虑到用户效用，使电价更趋于合理。 gf ( 内外对发电电价和输配电价做了大量研究，但对配电网供电侧的销售电价 没有做深入探讨。目前我国的电价定价方法主要是采用会计学成本定价，它的定 价思想是计算在未来给定的电价计算期内为了供电所需的全部成本，并将其分摊 到各个用户中去。这种定价方法着眼于账面上的年度平衡，和一般商品的定价没 有本质的区别，与电力市场的要求有很大差别，不适应将来的电力改革的要求。 本文将基于分时电价理论展开对配电网供电侧电价的研究和探讨。 1 .2国 内 外分 时电 价 研究 现 状b i ll 一 e l l 国内外对实时电价的研究已比较成熟，并在实践中得到了应用和实施。这种 价格形成机制的定价依据不再是生产成本，而是用户效用。用户效用的概念实现 了 价格对供需的完全弹性，充分实现了资源的最优分配。通过拍卖竞标的方法形 成电价在理论上更加符合市场经济的规律，但是在应用中对电力运营的经济安全 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 1 . 1 本文的目 的 和意义 1 2 - m 电力市场是电价、电力系统运行、负荷管理、供用电合作、通信和计算机系 统的总和，是电力工业运营 ( 包括运行与发展，内部与社会)管理与技术的综合 体。发达的国家建立电力市场的目的主要是在电力市场内部引进竞争机制，以挽 救由于垄断经营而渐渐失去活力的电力企业;发展中国家建立电力市场主要是为 了吸引外资，提高电网运行水平，美国走的是自然形成过程，而英国的电力工业 则经历了私有化到国有化，再到私有化的过程。电 力改革已 成为许多国家发展经 济的途径，电网将是电力交换的场所，市场机制将成为电力运营的基本点，配电 网侧电价的制定既要考虑购电 成本， 又要考虑到用户效用，使电价更趋于合理。 gf ( 内外对发电电价和输配电价做了大量研究，但对配电网供电侧的销售电价 没有做深入探讨。目前我国的电价定价方法主要是采用会计学成本定价，它的定 价思想是计算在未来给定的电价计算期内为了供电所需的全部成本，并将其分摊 到各个用户中去。这种定价方法着眼于账面上的年度平衡，和一般商品的定价没 有本质的区别，与电力市场的要求有很大差别，不适应将来的电力改革的要求。 本文将基于分时电价理论展开对配电网供电侧电价的研究和探讨。 1 .2国 内 外分 时电 价 研究 现 状b i ll 一 e l l 国内外对实时电价的研究已比较成熟，并在实践中得到了应用和实施。这种 价格形成机制的定价依据不再是生产成本，而是用户效用。用户效用的概念实现 了 价格对供需的完全弹性，充分实现了资源的最优分配。通过拍卖竞标的方法形 成电价在理论上更加符合市场经济的规律，但是在应用中对电力运营的经济安全 山东大学硕士学位论文 性，还要求具备非常完善的法令、法规、合同等。如英国的电力改革实现了发电 公司一输、配电电网一政府监控一供电公司的闭环管理，建立了电力终端用户削 减的电力负荷和联营体，实现了电价的实时管理。由于我国的电价竞价形成机制 不成熟，电力立法工作滞后，还远远未达到这种水平，最适合于市场经济的定价 方法即竞争报价，不适宜我国的电力市场。有关文献提出了2 4 小时分时段电价并 建立了分时电价的最优化模型，使电价的制定趋于合理。但对可中断负荷对售电 电价的影响以及用户对电价的响应没有做详细探讨。本文将对此进行详细分析。 1 3 本文研究内容 本 文 在 探 讨 分 时 电 价 最 优 化 模 型9 2 9 的 基 础 上， 详 细 分 析了 可中 断 负 荷 对 发电 成本和售电电价的影响以及用户对售电电价的响应，简单分析了用户的停电损失 对电 价的影响，在探讨的基本有功分时电价的基础上，对电价进行了修正，使电 价的制定更加完善。 1 .3 . 1 探讨了分时电价的最优化模型 本文对以配电网中社会效益最大化为目 标建立的分时电价数学模型进行了详 细探讨，较为详细的考虑了配电网中的各种约束条件。由于无功负荷定价的理论 不太成熟，为了简化计算，本文主要讨论了有功分时电价的预算表达式。 1 .3 .2 分析了 可中断负荷对分时电 价的影响 由于调峰火电机组固定启停费用的存在，使得大用户参与调峰更加有竞争力 和更具灵活性。本文根据大用户参与调峰时的不同停电时间以及电力企业满足用 户恢复负荷的能力来判断采取调峰火电机组还是利用可中断负荷，从而降低系统 边际电价，降低了购电成本，进而降低分时售电电价。 山东大学硕士学位论文 性，还要求具备非常完善的法令、法规、合同等。如英国的电力改革实现了发电 公司一输、配电电网一政府监控一供电公司的闭环管理，建立了电力终端用户削 减的电力负荷和联营体，实现了电价的实时管理。由于我国的电价竞价形成机制 不成熟，电力立法工作滞后，还远远未达到这种水平，最适合于市场经济的定价 方法即竞争报价，不适宜我国的电力市场。有关文献提出了2 4 小时分时段电价并 建立了分时电价的最优化模型，使电价的制定趋于合理。但对可中断负荷对售电 电价的影响以及用户对电价的响应没有做详细探讨。本文将对此进行详细分析。 1 3 本文研究内容 本 文 在 探 讨 分 时 电 价 最 优 化 模 型9 2 9 的 基 础 上， 详 细 分 析了 可中 断 负 荷 对 发电 成本和售电电价的影响以及用户对售电电价的响应，简单分析了用户的停电损失 对电 价的影响，在探讨的基本有功分时电价的基础上，对电价进行了修正，使电 价的制定更加完善。 1 .3 . 1 探讨了分时电价的最优化模型 本文对以配电网中社会效益最大化为目 标建立的分时电价数学模型进行了详 细探讨，较为详细的考虑了配电网中的各种约束条件。由于无功负荷定价的理论 不太成熟，为了简化计算，本文主要讨论了有功分时电价的预算表达式。 1 .3 .2 分析了 可中断负荷对分时电 价的影响 由于调峰火电机组固定启停费用的存在，使得大用户参与调峰更加有竞争力 和更具灵活性。本文根据大用户参与调峰时的不同停电时间以及电力企业满足用 户恢复负荷的能力来判断采取调峰火电机组还是利用可中断负荷，从而降低系统 边际电价，降低了购电成本，进而降低分时售电电价。 山东大学硕士学位论文 1 .3 . 3 分析了用户响应对分时电价的影响 由于分时电价是依据各个发电机组的预报价和负荷预测曲线来确定的因此 负荷曲线对电价的影响有一定的偏离。本文根据用户对电价的响应来优化了负荷 预测曲线，使分时售电电价更加趋于合理、经济。 1 . 3 . 4 探讨了用户停电损失对电价的影响 用户的停电损失，与系统的实际可靠性水平有关，同时也与用户可靠性水平 的估计正确与否有关。 不同 用户的 停电 损失估计不同， 一般说来， 越发 达的国家， 对电的依赖性越强，停电损失越大。我国对这方面的研究很少，在本文中暂且取 1 0 元/ 千瓦时。 山东大学硕士学位论文 第二章配电网分时电价的最优化模型 2 . 1 实时电 价理论 基础. i 一 h 5 3 实时电价理论研究得比较成熟， 是电力市场比较理想的定价方法， 实时电价来 日 31论 ( s p o t p r i c i n g ) ， 推导了 实时电 价的 数学 表达式， 讨论了 实时电 价的 应用问 题，并详细论述了线损、无功电能、供电质量和备用对实时电价的影响。 实 时 电 价 由 系 统 短 期 边 际 成 本 形 成 ， 反 应 负 荷 与 供 电 能 力 在 短 期 内 变 化 时 所 引 / 起 的 生 产 成 本 的 变 化 ， 它 能 够 反 应 短 期 的 生 产 成 本 以 及 用 in 信 息 ， 从 而 能 够 指 导 用 户 优 化 用电 。 实 时 电 价的 采 用 给发 电 厂 提 供了 优 化发电 功 率的 依 据， 便于 宣 联 电网电力互换的贸易结算，便于计算转运费，同时可以由用户承担部分费用，鼓 励用户合理用电。实时电价在本质上是边际成本理论在电价问题研究中的应用和 发展。边际成本是系统优化的一种边际信息。边际信息可以定义为:在系统优化 模型中，在优化条件下，令起作用的约束条件的限量发生微变，其微变量与系统 优化模型目 标值的微变量之比，即在系统优化模型中起作用的约束条件的摄动相 对于优化目 标的灵敏度。 实时电价的定义为: p k ( t )=a ( 当 前到未来 供给用户电 能的 成本 ) a d k ( t ) 式中 p 还t ) : 第k 个 用户 在 第t 小时 的 实时 电 价。 d . ( t ) : 第k 个用户在第t 小时的电 量需求 实时电价的求解通过建立以社会利润最大或者总的生产成本最小为目 标， 满足 各项经 济、 技 术约束的 最优化 模型， 列出 最优化 模型的l a g r a n g i a n函 数对各 个变 量的偏导为零，通过等式变换来得到实时电价的表达方式。这样得到的实时电价 山东大学硕士学位论文 第二章配电网分时电价的最优化模型 2 . 1 实时电 价理论 基础. i 一 h 5 3 实时电价理论研究得比较成熟， 是电力市场比较理想的定价方法， 实时电价来 日 31论 ( s p o t p r i c i n g ) ， 推导了 实时电 价的 数学 表达式， 讨论了 实时电 价的 应用问 题，并详细论述了线损、无功电能、供电质量和备用对实时电价的影响。 实 时 电 价 由 系 统 短 期 边 际 成 本 形 成 ， 反 应 负 荷 与 供 电 能 力 在 短 期 内 变 化 时 所 引 / 起 的 生 产 成 本 的 变 化 ， 它 能 够 反 应 短 期 的 生 产 成 本 以 及 用 in 信 息 ， 从 而 能 够 指 导 用 户 优 化 用电 。 实 时 电 价的 采 用 给发 电 厂 提 供了 优 化发电 功 率的 依 据， 便于 宣 联 电网电力互换的贸易结算，便于计算转运费，同时可以由用户承担部分费用，鼓 励用户合理用电。实时电价在本质上是边际成本理论在电价问题研究中的应用和 发展。边际成本是系统优化的一种边际信息。边际信息可以定义为:在系统优化 模型中，在优化条件下，令起作用的约束条件的限量发生微变，其微变量与系统 优化模型目 标值的微变量之比，即在系统优化模型中起作用的约束条件的摄动相 对于优化目 标的灵敏度。 实时电价的定义为: p k ( t )=a ( 当 前到未来 供给用户电 能的 成本 ) a d k ( t ) 式中 p 还t ) : 第k 个 用户 在 第t 小时 的 实时 电 价。 d . ( t ) : 第k 个用户在第t 小时的电 量需求 实时电价的求解通过建立以社会利润最大或者总的生产成本最小为目 标， 满足 各项经 济、 技 术约束的 最优化 模型， 列出 最优化 模型的l a g r a n g i a n函 数对各 个变 量的偏导为零，通过等式变换来得到实时电价的表达方式。这样得到的实时电价 山东大学硕士学位论文 具有良好的结构形式，为各项电能生产边际成本与约束费用的总和。第 k个用户 在第t 小时的实时电价一般的由以下分量构成。 p k ( t ) 二 ) if ( t) 十 r m ( t) 十 r s ( t) + a( t) + 77 l .k ( t) + tnrd t) + ii i k n十77 r w ( 2 - 1 ) 其中; t f ( t) :发电燃料边际成本 r m ( t) :发电维修边际成本 r s ( t) :发电质量边际成本 r r ( t) ;发电收支平衡分量 i i l .k ( t) : ，网损边际成本 j 7 m . k ( t) :网络维修边际成本 17 s. k ( t) :网络供电质量成本 77 r ( ) :网络收支平衡分量 当发电容量趋近发电机或者网络的容量极限时， 就会出现供电质量分量。 因此， 这些分量可以看作是切负荷的保险费或者可靠性的附加费。实时电价的电网分量 之所以与用户 k有关，是因为不同的用户位于系统中的不同位置，由此会引起不 同的损耗，并可能造成不同地区线路过负荷等。 不同的系统模型将包括不同的目 标函数和不同的约束条件，有不同的边际信 息，从而可以计算发电电价、输电电价和配电电价。采用最优化模型的优点之一 是可以方便地添加约束，以计算约束成本。 2 . 1 . 1 实时电价的收支平衡 制定电价的原则是以成本为基础， 并保证供电方有合理的利润， 所以在一定的 计算时间段内 ( 一般为一年) ，供电方的电费收入，抵消其所有投资以及运行成本 之外的盈余就作为供电方的利润，作为供电 方员工的福利以 及为扩大再生产筹集 资金。电费收入如果太少，将影响供电方的正常运行和再生产的能力;如果太多， 则社会用电得负担太重，也是不允许的。根据制定电价的收支平衡原则，要求: r , = 心( 2 - 2 ) 山东大学硕士学位论文 具有良好的结构形式，为各项电能生产边际成本与约束费用的总和。第 k个用户 在第t 小时的实时电价一般的由以下分量构成。 p k ( t ) 二 ) if ( t) 十 r m ( t) 十 r s ( t) + a( t) + 77 l .k ( t) + tnrd t) + ii i k n十77 r w ( 2 - 1 ) 其中; t f ( t) :发电燃料边际成本 r m ( t) :发电维修边际成本 r s ( t) :发电质量边际成本 r r ( t) ;发电收支平衡分量 i i l .k ( t) : ，网损边际成本 j 7 m . k ( t) :网络维修边际成本 17 s. k ( t) :网络供电质量成本 77 r ( ) :网络收支平衡分量 当发电容量趋近发电机或者网络的容量极限时， 就会出现供电质量分量。 因此， 这些分量可以看作是切负荷的保险费或者可靠性的附加费。实时电价的电网分量 之所以与用户 k有关，是因为不同的用户位于系统中的不同位置，由此会引起不 同的损耗，并可能造成不同地区线路过负荷等。 不同的系统模型将包括不同的目 标函数和不同的约束条件，有不同的边际信 息，从而可以计算发电电价、输电电价和配电电价。采用最优化模型的优点之一 是可以方便地添加约束，以计算约束成本。 2 . 1 . 1 实时电价的收支平衡 制定电价的原则是以成本为基础， 并保证供电方有合理的利润， 所以在一定的 计算时间段内 ( 一般为一年) ，供电方的电费收入，抵消其所有投资以及运行成本 之外的盈余就作为供电方的利润，作为供电 方员工的福利以 及为扩大再生产筹集 资金。电费收入如果太少，将影响供电方的正常运行和再生产的能力;如果太多， 则社会用电得负担太重，也是不允许的。根据制定电价的收支平衡原则，要求: r , = 心( 2 - 2 ) 山东大学硕士学位论文 凡 一 艺y, p w . ( 2 - 3 ) e = i k k , 式中: r , : 在结算周期t内 供电 方的电费 收入， 它等于电 价与 用电 量的乘积。 9 1 * 为 电 价， wd .k .， 为用电量。 c , : 在结算周期t 内 供电 所花费 的总供电 成本， 包括固 定资 产折旧、 系统 维 护费用、 行政管理费、税收、合理利润等。 但在实际运行中，井不能保证满足上述要求，其原因主要是: ( 1 ) 计 算实时电 价时， 未考虑资金回收、 折旧、 管理费、 税收、 利润等， 只考 虑了供电的运行成本。 ( 2 ) 实时电 价的计算依据为短期边际成本，即 _a c 山 pft 一二二丁 一 d 理d rk ( 2 - 4 ) 而电 费r : 却 按( 2 - 3 ) 式 来收 取， 不 能 保证 所收电 费 正 好 与 成本相 等， 因 而 这其中 就 存 在 着收 支 平 衡的问 题， 需 要 进 行 收 支 平 衡的 调整 使 得r : 与c 二 的 差 减 小 直到 零。 一 般 有两 种途 径， 一 种是 改 变向 用 户所 收的电 费r , ， 使 之与 供电 方 所 花的 成 本 一 致; 另一 种就 是改 变 投资计 划 等， 使 得 成本c d7 与 所收电 费 相一 致。 改 变电 费r : 的 方 法 有两 种: ( 1 ) 修改电 价方法。修改实时电价，使得按修改后的电 价收费时， 所收的电费 与成本一致。 ( 2 ) 附 加费方法。不修改实时电 价， 而是在总电费中 增加附 加费项。 改 变投资 计划的方法就是改变成本c , ， 即 在每个结 算周期之后， 将盈余的部 分存起来或者是借款来弥补亏损，而不改变电费，并视盈余及借款的数量来改变 投资计划。 在实时电 价收支平衡问 题上， 一般采用修改电 价方法。 实际使用中两种方法各 有利弊，修正电价方法是在结算周期开始以前对各阶段的实时电价进行修正，由 于要用到成本期望值、负荷对电价的响应特征、负荷预测值等数据，这些数据不 山东大学硕士学位论文 太容易得到，而且精确计算比较困难，而附加费方法是进行收支平衡，属于事后 结算，具有计算简单的优点，而且在结算周期之后能够达到较为精确的收支平衡。 不过附加费方法中收支不平衡的分配具有一定的随意性，存在着如何在各节点、 各时间段的用户间分配收支不平衡的总量的问题。而且附加费方法是在事后修改 账单，特别是追加电费时，需要得到用户的理解。 2 . 1 . 2 分时电 价理论 7 b 一 e 8 1 在电力市场中， 能够实现社会利润最优配置的是实时电价， 它是以短期边际成 本为基础的，对电力系统运营中的各种变化反应很敏感。不过在应用中对系统的 软硬件有着很高的要求，而且实时电价变化是比 较频繁的，应用中目前也没有这 个需要，现在实际中常用的三种电价方法如下: ( 1 ) 五分钟实时电 价 ( f i v e m i n u t e s p o t p r i c e ) :电 价每隔五分钟更新一次，电 价计及网 络损耗和输、配电网的供电质量;电价信息在市场参与者间实时传递， 有独立的有功电价和无功电价。 ( 2 ) 2 4 小时更新电 价 ( t w e n t y - f o u r h o u r u p d a t e s p o t p r i c e ) : 更新周期是一 天， 一 天内每小时电价各不相同，电价计及网络损耗和输、配电网的供电质量:电价 通过报纸或者收音机预告日电价，这种电价制度只有一个电价，这个电价是有功 和无功的综合电价。 ( 3 ) 分时电 价 ( t im n - o f - u s e 州c e ) : 分时电 价的 更新周期可长可短， 每天有 2 4 或4 8 个电价时段，电网的网络损耗和供电 质量的收费在一个地区内是一致的。 针对我国电力市场正处于开始阶段的具体情况，采用2 4 小时更新电 价或者分 时电 价作为过渡电价比较合适。目 前国内发表的大部分文献中提到了在发电电价 计算中使用分时电价，有的在输电侧也使用了分时电价，但这些都不是配电网中 的售电电价。本文所要解决的问题就是配电网中供电侧的分时电价一一也就是售 电电价的计算问题。 2 . 1 . 2 . 1 分时电 价理论的 应用 山东大学硕士学位论文 太容易得到，而且精确计算比较困难，而附加费方法是进行收支平衡，属于事后 结算，具有计算简单的优点，而且在结算周期之后能够达到较为精确的收支平衡。 不过附加费方法中收支不平衡的分配具有一定的随意性，存在着如何在各节点、 各时间段的用户间分配收支不平衡的总量的问题。而且附加费方法是在事后修改 账单，特别是追加电费时，需要得到用户的理解。 2 . 1 . 2 分时电 价理论 7 b 一 e 8 1 在电力市场中， 能够实现社会利润最优配置的是实时电价， 它是以短期边际成 本为基础的，对电力系统运营中的各种变化反应很敏感。不过在应用中对系统的 软硬件有着很高的要求，而且实时电价变化是比 较频繁的，应用中目前也没有这 个需要，现在实际中常用的三种电价方法如下: ( 1 ) 五分钟实时电 价 ( f i v e m i n u t e s p o t p r i c e ) :电 价每隔五分钟更新一次，电 价计及网 络损耗和输、配电网的供电