2024节点边际电价：存在性与唯一性报告-上海交通大学（冯冬涵）.docx

现货市场建设背景下——

节点边际电价：存在性与唯一性

冯冬涵

教授、博导，上海交通大学副主任，国家能源智能电网研发中心

E-mail:seed@sjtu.edu.cn

1-问题背景

2-出清问题退化与节点电价多解

3-节点电价多解的侦测4-节点电价多解的解决

5-体会与分享

节点电价在国内外的应用

口行业背景

世界各国都在建设、完善电力市场，节点电价在以美国为代表的集中式市场中得到了广泛应用，在欧洲以分区电价(大节点)的形式展现。

我国首批8个试点省份(包括甘肃)+第二批5个试点省份(包括上海)中，大部分使用节点电价，包括已经连续运行的山西、广东和山东等。

俄罗斯

美国

中国

新加坡

新西兰智利

新西兰

阿根廷

SJTU

出清问题和节点电价的数学形式

口出清问题

一般情况下，根据各乘子计算出唯一的节

一般情况下，根据各乘子计算出唯一的节点电价。

优化目标：最大化社会盈余

@)(u)(i,T)(,系统功率平衡约束

@)

(u)

(i,T)(,

系统功率平衡约束线路潮流约束

机组功率约束

负荷功率约束

对偶变量/拉格朗日乘子

st.e(PBG-PD)=0

T(PBG-PD)≤F?PG≤P?≤PG

PD≤PD≤PD

λ,μ的多解值均符合KKT条件，据此计算价格，社会盈余保持最大值不变，最优调度解不变；

节点电价

灭屿l对T点0注八功竿Pb的所有取值都是合

灭屿l对T点0注八功竿

SJTU

假设所有机组和负荷接在同一节点上

口不考虑电力网络相关的约束，简单的Pb+≠Pb-情况

Price(S/MW

Price(S/MW

CP?CP

CP?

Dispatch

GeneratorOfferCurve(Supply)

LoadBidCurve

(Demand)

Power(Mw)

·供求曲线存在垂直重合段，

交点(市场均衡点)不唯一；

·向左/右平移需求曲线时，交点发生变化，即Pb+≠Pb-;

·价格在区间[CP?,CP?]内变化时，社会福利保持最大值不变，最优调度解不变；

√区间[CP?,CP?]内的任意一个值都是合理的价格，即

出清电价不唯一!

SJTU

电力网络对问题的影响

FSystemB

F

SystemA

Lowλ

Low2

SuprginfBn

Supualty

SupualtyAconmP

2.

两节点

发电商报价

LMPA=￥20G5:2000@￥45

LMPA=￥20

G?=750

G?=750A

l0%G:1200@Y20-

l0%

G?=0

G,=7505G2:1000@Y35

G,=750

5

s750

s750

另3000

另

C

G?=1500250发电商报价

G?=1500

250

G?=0BLMPc=￥45

G?=0BLMPc=￥45

G4:1000@￥40

●|LMPB=￥32.5

●|

三节点·系统规模越大，多解越频发?越复杂?

三节点

行业关注

·线路潮流约束中加入另一个惩罚松弛变量0≤sk≤ε,

·线路潮流约束中加入另一个惩罚松弛变量0≤sk≤ε,ε足够小，取1e-5

·目标函数中加入sk的二次惩罚项

Pricingmins1.

Pricing

min

s1.

Scheduling

mi

(2),Vk(μ)Vi

(2)

,Vk(μ)

Vi(元)

st.

∑ax,≤b,

ViVk0≤x,≤x,Vi

ViVk

0≤x,≤x,

Vi

Vk

Vk

0≤x,≤x,s≥0,

0≤si≤s,0≤s≤s,

口线性规划口退化可能导致节点电价

口线性规划

口退化可能导致节点电价多解

口严格凸保证价格唯一性

口价格是原问题参数的连续函数，变化平滑

tCAISO.Pricingenhancements:IssuePaperandStrawProposal[EB/OL].Folsom,CA:CAISO,2014.

SJTU

行业关注

口EPEXSPOT

·专门针对电价多解问题进行了讨论并尝试解决措施

Whencurvescrossonaverticalsegment,thereisaprice

indeterminacy

Rule:trytobeascloseaspossiblefromthemidpointof

the