实时电价和电能成本

1、实时电价和电能成本 实时电价的基本概念 实时电价取决于某一小时的电力供应情况，特别是 负荷（总负荷及分区负荷） 发电的充裕度及成本（包括从其它公司购电） 输、配电网的充裕度及损耗 实时电价的定义为各用户在各时段（英、美等国为半小时）的电价。 实时电价（不考虑收支平衡）由边际费用来确定，即 kktdt( )( )当前到未来供给所有用户电能的总费用 其中： kt ( )：第k个用户在第t小时的实时电价（$/kWh） dtk( )：第k个用户在第t小时的电量需求（kWh） d t ( ) ：第t小时的总电量需求（kWh） 第k个用户在第t小时的实时电价由以下分量构成：kFtt( )( ) （发电燃料

2、边际成本） Mt ( ) （发电边际维修成本） QSt ( ) （发电质量成本） Rt ( ) （发电收支平衡分量） L kt,( ) （网损边际成本） )(,tkM （网络维修边际成本） QS kt,( ) （网络供电质量成本） Rt ( ) （网络收支平衡分量）数字例数字例 假设一个电力公司有两台发电机，参数如下表所示： 容量 MW 运行费/kWh 发电机 1 1000 2 发电机 2 100 10 假定发电机进行最优调度（即负荷在 1000MW 以下时均由发电机 1 带负荷） ，若忽略损耗及投资，则有 负荷 公司的运行费 平均运行费 实时电价 MW $/hr /kWh /kWh 1000

3、 20000 2 2 1100 30000 2.72 10 定义短期社会效益为 短期社会效益=用户获益电力公司运行费用 如果用户的最大负荷为1100MW， 用户从用电中获利为5/kWh。 设用户只关心自己的利益，不愿为了5/ kWh收益去支付10/ kWh，这样一来用户付实时电价时的负荷就自然限制为1000MW，我们可得到以下结果： 负荷MW 用户受益费用=短期社会效益($) 用户付实时电价 1000 5000020000=30000 用户付平均运行费用 1100 5500030000=25000 因此，短期社会效益在用户付实时电价时比付平均运行费用时要高一些。 电力公司的年收入在两种情况下分

4、别如下表所示： 电力公司年收入 （$）电力公司净收入 （$）用户付实时电价11000080000用户付平均运行费300000电力公司在实时电价下得到$80000收益可用于支付两台发电机的投资，但可能超过或不足以完全补偿电厂的实际投资。实时电价的最优性证明 依据边际成本确定的实时电价将使社会费用最小，命题可表示为： 定义： 发电系统电能生产的边际成本。 )()(tdBtgGMin0)()(. .tdtgts)(t)()()(tgtgGt建立原问题的拉格朗日函数 极值条件为：由此可得： )()()()()()(tdtgttdBtgGtL 0)()(tgtL0)()(tdtL0)()(ttL0)()

5、(0)()()(0)()()(tdtgttdtdBttgtgG)()()()(tdtdBtgtgG根据命题的前提，电力用户最优是指电能消费量使其获益最大 将上式对 求偏导并令其等于零由电能边际成本定义可知：因此 即以边际成本确定实时电价，可使社会效益最大 )()()(tdttdBMax)(td)()()(ttdtdB)()()(ttgtgG)()(tt随机生产模拟 电力系统随机生产模拟是一种模拟各机组生产情况，考虑机组的随机故障特性及水文特性，同时计算系统可靠性指标及系统生产的平均成本和边际成本的算法。显然，随机生产模拟算法在电价确定和监管中可以发挥重要作用。 等效持续负荷曲线 EEENS t

6、 L =pLOLPT (x,t) t=F(x) A B CS x x t Lmax P T t o f (1) (x) f (0) (x) f (0) (x-C 1 ) 1 C o x p 10)0(11Gd)(CxxfpTE)()()(1)0(1)0(1) 1 (Cxfqxfpxf纯火电系统的随机生产模拟过程 处理负荷资料，选取合适的步长，形成原始持续负荷曲线。 确定发电机组带负荷的优先顺序 .按带负荷顺序安排发电机组运行，计算其发电量和生产成本 修正等效持续负荷曲线 如果发电机组已全部安排完则进行可靠性指标的计算 iixxiiixxfpTE1d)()1(G)()()() 1() 1()(i

7、iiiiiCxfqxfpxf系统可靠性指标及成本的计算 系统电力不足概率 电量不足期望值系统的边际成本机组k承担了 处的负荷为边际机组 f(n)(x)pLOLPEEENSx pCSPLmaxof(0)(x)CS+PLmax)(S)(LOLPCfpnSmaxLSd)()(EENSCPCnxxfTEkccM1maxLP系统总生产成本 系统平均生产成本： 式中， 为系统总发电量。niicc1SSEcc/SAniGiEE1S电价计算 为了分析电能成本的构成，应对电力系统逐小时进行随机生产模拟，从而求出系统总的燃料费、失负荷概率、边际成本。 系统第t小时的电能变动成本为 各小时每kWh电能的平均成本为 ALOLPLOLPpp)()()(ptpKWtFtC)()()(tPtCtcLA 等效持续负荷曲线 电能边际成本的定义为 LDCLDCELDCELDCxpAB0Cb+CpPCpLOLP,So)()()(tPtCtcLM(t)/ )()()()(AppLLOLPLOLPLMPptpKCtPtFtc)()()()()(LpApLMtPCptpKtPtFtcLOLPLOLP00.10.20.30.40.50.60.70.80.91 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24某日的电能成本变化曲线 峰谷分时电价