|
电力市场辅助服务（四）——无功市场及原理 随着针对电力市场的研究和开发的不断深化，各电力市场也从各自的运营中取得了丰富的经验，可以说现代电力市场正在日臻完善。截止目前，各电力市场主要是针对有功电能进行交易，对无功电能的交易一般在辅助服务中加以考虑，并且只占很少的份额。目前，无功市场还处于初级阶段，也没有成熟的模型可供参考。在一些电力市场中，无功/电压控制由SO通过与发电商和电网签订长期合同进行交易，没有竞争机制，因此不能较好体现市场特性。另一方面，在电力系统私有化之后，发电公司和电网公司为了使无功电能在系统电压控制方面的价值能够体现出来，并且能尽快收回投资，迫切要求无功电能能在一个竞争的环境中进行交易，这就是所谓的无功市场。因为无功市场还不成熟，本节只对未来的无功市场做一般性阐述，以供读者参考。 4、无功/电压控制设备及费用分析 电能的自由交易是现代电力市场的主要特征，为保证交易合同的实施，首先必须要求系统有足够的传输容量。但有时在合同交易量远远低于传输容量的情况下，由于电压约束的的存在，合同交易量仍得不到满足。这种现象在电力市场中会越来越常见。因此，经济合理地提供无功/电压控制以维持正常的电压水平已成为现代电力市场的一个不可忽视的环节。在电力系统中，无功支持和电压控制主要来自两方面，即：发电机和输配电系统。发电机是电力系统中最大的无功电源，此外，输配电系统中的电压控制设备，如各种无功补偿器，可变抽头变压器也对系统无功支持和电压控制起着非常重要的作用。 像有功市场一样，各种竞争机制应当是无功市场的重要组成部分。在未来的无功市场中，基于无功/电压控制的辅助服务应由SO根据无功电能交易商提供的竞价购买，同样，在负荷端，用户以SO发布的无功实时电价向SO购买无功电能。为了能提供一个合理的无功竞价，以保证最大的经济效益，无功电能交易商应对各自的无功电能生产成本有一个明确的认识。 （1）电机组无功电能生产成本 发电机组无功电能生产成本主要有三部分组成：投资成本、机会成本、可变成本。
实际上，发电机组的投资成本是以有功容量为依据计算的，以元/MW为单位。然而，发电机组不仅生产有功电能P，而且也生产无功电能Q。因此，用视在功率容量S进行投资成本分析更加切合实际，如下图示意有功功率、无功功率、视在功率三者之间的关系 图1有功功率、无功功率、视在功率 当有功容量投资成本给定时，投资成本可以用视在功率描述：
式中，Pf是发电机的额定功率因数。 因此，基于无功容量的投资成本可以被定义为：
当机组投资成本计入无功市场时，上式可用于无功投资成本分析。
图2是发电机组的运行极限图。运行极限是指发电机运行时所受到的约束，包括发电机转枢电流约束、磁饱和约束、和欠励磁约束。 图2发电机组运行极限图 在经济运行条件下，发电机组应工作在有功输出力上限Pmax，当系统要求发电机组增加其无功容量时，有功输出力应向下调整，例如，下调到P1。由有功输出力下调所引起的利润损失定义为无功机会成本。
式中，Лp（ΔP）为有功下调量ΔP引起的利润损失。有功的利润决定机会成本。然而，有功电能在电力市场是通过竞价交易，这使得有功利润具有不确定性。但是在任何情况下，发电商总是希望其利润最大，即：
这里，
发电机组的可变成本指发电机和升压变压器中由无功电能引起的有功电能损耗。从系统角度看，升压变压器高压侧的有功电能、无功电能、电压决定了发电机组的特性。当机组有功输出力、升压变压器高压侧电压、升压变压器档位一定时，无功电能与有功损耗具有图4-8所示的近似二次函数关系。对发电机组本身而言，不同的无功电能输出量在发电机内部引起的有功损耗也不同。在电力市场中，这些有功损耗应该计算在无功电能的生产成本中，有功损耗应按照发电机母线的边际价格计算。 图3发电机有功损耗曲线 （2）输配电系统的无功支持成本 输配电系统通过改变其无功/电压控制设备的运行方式来提供无功支持，如无功补偿器、可变抽头变压器、可投切电容器、电抗器。与发电机组相似，这些无功/电压控制设备的运行成本非常小，常常可以忽略。所以输配电系统的无功支持成本主要指这些设备的投资成本。 对于一些开关设备，如：可变抽头变压器、可投切电容器、电抗器，由于机械损耗，在一定的寿命范围内，其开关的次数有一定限制，因此，每一次转换操作都与一定的投资折旧相关。对于可投切电容器、电抗器，成本可用“元/每次开关操作”表示;对一台可变抽头变压器,成本可用“元/每次换档操作”表示. （未完待续）
改革释放红利，连接无限可能 微信ID：cloudpowermarket |
|
|
是利润的数学期望，
是市场价低于
