Графовый алгоритм определения узловых цен

Установить прозрачные узловые цены можно, используя графовый алгоритм адресности, в котором исходной информацией при определении мощности, передаваемой из генераторных узлов в нагрузочные узлы, служат перетоки мощности в начале ветвей, при ориентации ветвей, совпадающей с направлением перетоков мощности в них.

Узловые цены по заданным ценам генераторов и заданному по- токораспределению в электрической сети могут быть получены с помощью графового алгоритма адресности, позволяющего определить долю мощности заданного генераторного узла, передаваемую в нагрузочный узел.

Пусть Рг -L. - среднечасовая мощность (энергия за один час),

передаваемая в /-й нагрузочный узел из у-го генераторного узла. Тогда после умножения этой энергии на цену энергии cY. в у-м

узле получим стоимость электроэнергии, передаваемой в /-й узел из у'-го узла.

Если нагрузка в i-м узле получает электроэнергию от S генераторов, узловая цена электроэнергии в нагрузочном узле будет

где PL. - среднечасовая мощность, полученная нагрузкой.

Узловые цены, определенные по выражению (8.7), аналогично ценам, вычисленным по (8.6), являются взвешенными, а в качестве

§ 1. АПОСТЕРИОРНЫЙ АНАЛИЗ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

весов выступают доли мощности, передаваемые из генераторных узлов в нагрузочные узлы.

Если выражение (8.7) переписать для R нагрузочных узлов в виде

то из него будет следовать, что стоимость электроэнергии, полученной нагрузочными узлами (левая часть равенства (8.8)), равна стоимости электроэнергии, проданной электростанциями (правая часть равенства (8.8)).

Для иллюстрации предложенных подходов к определению прозрачных затратных узловых цен выбрана 13-узловая схема (рис. 8.5, а).

Схема ЭЭС (а), финансовые потоки, текущие из генераторных в нагрузочные узлы (б)

Рис. 8.5. Схема ЭЭС (а), финансовые потоки, текущие из генераторных в нагрузочные узлы (б)

С помощью программы расчета установившегося режима [21] было рассчитано четыре режима, оптимальных по издержкам топлива. В первом режиме все переменные находятся в допустимых границах, во втором и третьем режиме потребовался ввод в допустимую область из-за нарушенных ограничений соответственно на переток в ветви 203-202 и переток в ветви 100-101, в четвертом режиме потребовался ввод режима в допустимую область из-за нарушенного ограничения на напряжение в 200-м узле.

Значения активных мощностей нагрузок, а также перетоков активной мощности в ветвях схемы и активных мощностей генерации для оптимального по издержкам топлива режима (первого режима), записаны в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Значения активных мощностей для первого режима

Узел

Узловые активные мощности, МВт

Ветвь

Перетоки активной мощности, МВт

нагрузка

генерация

в начале ветви

в конце ветви

1

0

116,322

1-2

116,323

-116,323

2

0

0

2-4

159,019

-159,019

3

0

741,349

5-2

42,729

42,694

4

1000

0

3-4

741,346

741,346

5

0

0

100-4

101,44

99,631

6

1100

0

5-6

811,448

811,448

7

0

0

8-5

874,194

854,167

8

0

0

6-7

0

0

100

2000

0

100-6

293,394

288,552

101

0

1792,372

200-8

894,031

874,195

200

0

0

101-100

792,372

1792,372

201

0

1059,785

202-100

654,089

602,454

202

500

0

201-200

1059,783

1059,783

203

0

988,349

200-202

165,746

-165,746

203-202

988,346

988,346

Значения стоимости топливных издержек для каждой из пяти станций и цена электроэнергии без учета постоянной составляющей затрат для четырех режимов приведены в табл. 8.2.

Для всех четырех режимов были определены узловые цены в нагрузочных узлах (табл. 8.3). Узловые цены за 1 МВт • ч электроэнергии показаны также в виде диаграммы на рис. 8.6.

Сравнение цен в нагрузочных узлах с ценами в генераторных узлах во всех режимах показывает, что смешивание издержек генераторов в нагрузочных узлах приводит к следующему результату: минимальная нагрузочная цена не ниже минимальной генераторной цены, а максимальная нагрузочная цена не выше максимальной генераторной цены.

Стоимость топливных издержек станций в у.е. и цена электроэнергии в у.е./МВт • ч для четырех режимов

Номер

узла

Режим 1

Режим 2

Режим 3

Режим 4

Издержки

Цена электроэнергии

Издержки

Цена электроэнергии

Издержки

Цена электроэнергии

Издержки

Цена электроэнергии

1

33,165

0,285115

17,887

0,164306

1499,57

2,499735

131,640

0,812702

3

724,510

0,977286

780,010

1,007699

1056,53

1,140248

131,813

0,408795

101

1784,768

0,995757

1782,65

0,995166

461,95

0,463594

1751,03

0,986281

201

615,7216

0,580987

5132,94

3,605651

1416,531

1,250435

3995,92

2,97906

203

3634,169

3,67701

523,875

0,879531

4609,87

4,258239

5808,52

4,888706

Суммарные издержки и средняя цена

6792,3 1,24620

8237,4

1,330471

9044,5

1,92245

11818,9

2,015109

Стоимость в у.е. электроэнергии, полученной каждой нагрузкой и цена в у.е./МВт • ч электроэнергии

в нагрузочном узле для четырех режимов

Номер

нагрузочного

узла

Режим 1

Режим 2

Режим 3

Режим 4

Издержки на покупку электроэнергии нагрузочным узлом

Цена электроэнергии в нагрузочном узле

Издержки на покупку электроэнергии нагрузочным узлом

Цена электроэнергии в нагрузочном узле

Издержки на покупку электроэнергии нагрузочным узлом

Цена полученной электроэнергии

Издержки на покупку электроэнергии нагрузочным узлом

Цена электроэнергии в нагрузочном узле

4

948,8136

0,948817

1079,562

1,09903

1396,525

1,396526

1747,003

1,747002

6

971,1216

0,882838

3455,374

3,158933

1862,498

1,693179

3204,899

2,913544

100

3256,195

1,628104

2636,472

1,327966

3967,851

1,983927

4556,456

2,278228

202

1616,196

3,232371

1065,960

2,170790

1817,568

3,635171

2310,577

4,621152

Средняя

цена

6,69213

7,756719

8,708803

11,55993

§ 1. АПОСТЕРИОРНЫЙ АНАЛИЗ ПОТОКОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Узловые цены для четырех режимов

Рис. 8.6. Узловые цены для четырех режимов

Процесс смешивания издержек генераторов в нагрузочных узлах проиллюстрирован на основе графового алгоритма. На рис. 8.5, б показаны финансовые потоки, передаваемые из генераторных в нагрузочные узлы, а также финансовые потоки, поступающие из генераторных узлов в нагрузочные; последние определены аналогично передаваемым перетокам. Разность между финансовым перетоком, передаваемым в нагрузочный узел от конкретного генератора, и перетоком, поступающим в нагрузочный узел, равна издержкам за потери мощности на пути такой передачи.

Сравнение издержек на энергию, переданную из генераторных узлов в нагрузочные узлы, и издержек на энергию, полученную нагрузочными узлами, позволяет определить долю узловой цены электроэнергии в нагрузочных узлах, приходящейся на потери энергии в сети. Результаты такого анализа приведены в табл. 8.4.

Анализ узловых цен для различных режимов показывает, что введение ограничений, приводящее к увеличению издержек на производство электроэнергии, в среднем увеличивает узловые цены как в генераторных, так и в нагрузочных узлах. Следует отметить, что слагаемые узловых цен, связанные с потерями энергии в сети во втором и третьем режиме, даже ниже, чем в первом режиме. Для четвертого режима вклад потерь в узловую цену довольно заметен. Очевидно, что увеличение узловых цен является платой за ограничения.

Еще раз подчеркнем, что предложенная модель для определения узловых цен ориентирована в первую очередь на обеспечение «справедливой» оплаты потребителями электроэнергии. Поэтому

Слагаемые цены электроэнергии в нагрузочных узлах, связанные с полученной электроэнергией

и потерями энергии в сети в у.е./МВт • ч

Номер нагрузочного узла

Режим 1

Режим 2

Режим 3

Режим 4

Цена за полученную электроэнергию

Цена за потери энергии в сети

Цена за полученную электроэнергию

Цена за потери энергии в сети

Цена за полученную электроэнергию

Цена за потери энергии в сети

Цена за полученную электроэнергию

Цена за потери энергии в сети

4

0,937749

0,011067

1,088477

0,010551

1,396526

0,0

1,624113

0,122889

6

0,837388

0,045449

3,017526

0,014139

1,649434

0,043744

2,703004

0,210540

100

1,558411

0,069692

1,284062

0,043904

1,806676

0,017725

2,097486

0,180742

202

3,232371

0,0

2,170790

0,0

3,635171

0,0

4,621152

0,0

Средняя

цена

1,64148

0,031552

1,890214

0,017149

2,121952

0,015367

2,761439

0,128543

особенно важно ограничение цен энергетической комиссией, которая проверяет обоснованность затрат (расходных характеристик и, в частности, цен Сг). Элементы конкуренции возникают на этапе планирования режима, когда процедура оптимизации режима «выбирает» наиболее экономичные станции. Вместе с тем модель может использоваться и для принятия решений диспетчером.

Предложенные алгоритмы позволяют учесть любые виды функций затрат на выработку электроэнергии генераторами (квадратичные зависимости, ступенчатые и т. п.). Полученная линейная модель связывает перетоки, заявки и цены. К ней применимы подходы, используемые для анализа традиционной модели потокорас- пределения, в частности, можно использовать методологию сингулярного анализа для выявления сенсоров и «узких мест» [25]. При этом в качестве возмущений могут выступать ценовые заявки. Есть возможность выявления «узких мест», по которым производится автоматическая декомпозиция на ценовые зоны.

Не требуется сводить все критерии участников рынка к одному. Это обеспечивает прозрачность, контролируемость и простоту получения результата.

Изменение узловых цен в нагрузочных узлах в течение суток

Рис. 8.7. Изменение узловых цен в нагрузочных узлах в течение суток

На рис. 8.7 приведены полученные на основе рассмотренных подходов к определению узловых цен их часовые значения, для 24 часов и среднее значение в течение суток в 260 нагрузочных узлах реальной энергосистемы, рассчитанные по прогнозным значениям нагрузок на каждый час суток и отпускным ценам электроэнергии на станциях.

Анализ графиков показывает, что значения узловых цен в разные часы суток существенно изменяются. Провалы узловых цен для отдельных узлов практически до нуля объясняются отсутствием нагрузки в них на протяжении нескольких часов в течение суток.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >