调峰市场与现货市场
共存模式存在的弊病
基于上述“优点”的考虑,电力现货市场与调峰市场强行嫁接是否可以呢?答案很明确——弊病很大。现货市场的本质是考虑安全约束的机组组合和经济调度,其交易的结果会形成经济调度计划,如果调峰市场形成的调度计划与现货市场形成的不完全重合,会使现货市场形成的经济调度计划效率下降。简单说,在一个优化模型里出现两个优化方法,如果这两个优化方法优化方向不同,那么出清的最终结果就一定会产生问题。从实践来看,相对于现货市场模式,调峰市场与现货市场共存模式存在三个弊病:一是该模式会干扰调度计划使其偏离最优,二是该模式会使市场发现价格功能受损,三是该模式会造成用户购电费用的上涨。
以下通过简化模型进行举例说明。在该模型中,假定有三台成本不同的火电机组与一台风机,并模拟了一条典型负荷曲线,对不同市场模式的优化结果进行比对(见表所示)。

在该模型中,第15时段为最小负荷300兆瓦,第42时段为最大负荷399.8兆瓦,并假设风电出力30兆瓦只发生在15时段。
模式1:传统计划调度模式。如果既不采用现货市场,也不启动调峰市场,并且限制火电功率仅降至50%,考虑高峰低谷负荷需求,按照经济调度原则会安排G1、G2运行,在15时段两台机组均无法降低出力,只能选择弃风,此时全天发电总成本为204.94万元(如图1所示)。

模式2:现货市场模式。在该模式中,不设置调峰市场且机组首段报价出力不受50%的限制,机组申报任何出力均可用于定价,市场出清结果如图2所示。由于机组均将最小出力30%作为报价首段,两台机组的最小出力和加上风电出力小于系统低谷时的负荷,运行G1和G2不会导致弃风。而且相对成本较高的G2下调出力,为成本较低的G1留出了发电空间,进一步降低了系统发电成本,在现货模式下,用户需支付的全天发电总成本为190.57万元,在解决弃风问题的同时,相对模式1又降低了发电成本14.37万元,释放了社会福利并使得用户购电费用降低。

模式3:调峰市场与现货市场共存模式。在该模式中,机组现货市场报价首段出力限制为50%,50%~30%为深调峰市场竞价部分,火电机组50%以下出力不得参与定价,深调峰市场中标机组在中标时段设置为开机,发电出力为现货市场中中标出力(若在现货市场未中标,按照50%最大出力计算)减去调峰市场中标的调峰出力。市场出清结果如图3所示,G3会在15时段的深调市场中标30兆瓦,所以在后续的电能量市场中被设置为开机,且除去调峰中标时段外其他时段出力均为50%的最大出力,导致G2只能处于停机状态,使得总发电成本进一步上升。在调峰市场与现货市场共存模式下,产生调峰费用75万元由风电企业向G3机组进行支付,用户需要支付的发电总成本为240.64万元,虽然解决了弃风问题,但使得发电总成本上涨35.70万元,扭曲了市场中电力的真正价格,引起用户购电费用的同步上涨。