光伏上网定价模型的电力市场论文范文

1电力市场下光伏上网运行价格模型

1.1构建电力市场下光伏发电成本模型在电力市场背景下，合理体现光伏发电自身的价值是促进光伏行业健康发展、鼓励电力市场有序竞争的最根本方法。在光伏发电的价格形成机制中，不仅要考虑光伏发电企业的投资成本和收益水平，同时也不能忽略其在环境效益和系统运行成本中的影响。（1）光伏发电的购电成本函数fo（Psolar）。电力市场下，电能的价格应体现其价值规律，现阶段实行的光伏发电上网统一电价不能完全调动光伏发电企业的市场参与度。随着光伏发电容量的逐步增大，光伏发电企业应作为一个独立市场主体，参与到电力市场运行调度中。参照火电上网执行的竞价机制，并结合光伏发电的不可调度性等特点，购电成本可近似表示为。由式（4）可知，光伏发电企业根据历史数据对下一日的发电量进行预估，电网企业按照约定竞价电价进行收购；若实际发电量超过预计发电量时，则超额电量部分根据一定的折扣电价进行优先全额收购；若实际发电量低于预计发电量时，缺额部分则会被扣除相应的费用以弥补额外增加的热备用成本。（2）光伏发电环境成本函数fe（Psolar）。光伏发电在运行过程中无能量消耗，也不产生任何形式的废弃物，具有绝对的环境友好型［12］，故。由式（6）可知，在系统稳定裕度范围内，当光伏发电企业实际发电量不小于预计发电量时，基本不增加额外的热备用成本；否则，将需要系统增加热备用来确保系统的安全性，同时可将从光伏发电企业扣缴的部分利润反补给增加的热备用成本。综上所述，光伏发电是一个无能量消耗的过程，因此在光伏电站的投资和运维成本的基础上，可知光伏发电全寿命周期内的购电成本构成为。

1.2构建电力市场下常规发电机组成本模型常规发电机组的发电能力基本建立在一次能源消耗的基础上，在发电过程中不可避免会产生污染物，对环境有巨大的危害。然而在常规发电机组的成本核算过程中一直忽略环境成本因素，电价中也未能体现。随着环境问题的日益凸显以及可再生能源发电的不断接入，该影响因素必须纳入成本核算的范围内。

2构建电力市场下含光伏并网运行的调度模型

2.1目标函数由光伏发电和常规发电机组的成本模型可知，电力市场下含光伏并网运行的调度问题实质就是一个经济调度问题。同时，由于光伏出力是一个随时间不断变化的不定量，需要动态地研究含光伏发电的经济调度问题［14］。因此，以最小的购电成本为调度运行目标，其目标函数可表示为。式中，F为一段运行时间T内电力系统总的购电成本；T为电力系统运行时间；Ftsolar为电力系统在t时刻光伏发电购电成本；FtG为电力系统在t时刻常规发电机组购电成本。

2.2模型约束条件（1）机组出力约束。

3基于果蝇优化算法的优化步骤

果蝇优化算法（FOA）是一种基于果蝇觅食行为而推演出的寻求全局最优化的新方法［15］，具有方法简单、运行速度快、收敛稳定等优点，更容易搜索到问题的全局最优解，可避免算法陷入局部极值。根据果蝇发现食物的过程特点，FOA搜索全局最优的步骤如下。

4算例仿真分析

本文在Matlab环境下，针对某含光伏发电的电力系统，利用FOA进行算例仿真与分析。假设该系统内包含2台常规发电机组和1座光伏电站，其装机容量分别为5、8、1MW，其中光伏电站具有调度优先权。火电机组的购电成本特性参数和出力极限值见表1，排污特性参数见表2［8］。由表1、2可知，机组1的购电成本高于机组2，但机组1的排污特性相对较优。表3为一天内各时刻的用电负荷，表4为光伏电站在各时刻的出力预测值与实际值。由表3、4可知，光伏出力只限于白天有光照的情况下，时间跨度从上午6点至下午7点。目前的光伏上网电价按照“度电补贴价格（0．42元／（kW•h））＋燃煤脱硫电价”的政策执行，因此Csolar仍按此价格参与竞价。考虑到现有光伏发电预测的精确程度，设定ω＝0．2。热备用容量的补偿成本系数Cr＝0．3元／（kW•h），常规机组的环境补偿成本的价格为Ce＝0．05元／kg。选用表5所示的FOA参数进行仿真计算，获得的仿真结果见图1。由图1可知，采用现行的光伏固定上网电价，系统的购电总成本为614795元，而采用光伏竞价上网电价后，所需的总成本降为596457元。相较于固定的光伏上网电价模型，本文采用的竞价上网电价模型使得电力系统总购电成本降低了2．98％。综上可知，本文提出的光伏竞价上网电价模型有如下优点：①增加光伏发电企业参与度。在固定的光伏上网电价模型下，光伏发电企业不需要考虑给电网带来的不稳定因素，完全转嫁了热备用容量成本，电力调节的参与度不高。采用竞价电价上网模型后，光伏企业需要对未来日的发电量进行准确预估，因为预测精度的高低将直接关系到光伏发电企业的收益，调动了光伏发电企业的积极性。②降低电网公司调度难度。电网调度中心根据光伏发电企业上报的未来日发电数据，制定相应的日调度计划。采用本文所提模型，可以在一定程度上降低调度难度，增强电力系统的安全和稳定裕度。③健全电力市场。现有的电力市场中未能将可再生能源接入进行竞价上网，对可再生能源的发展起到了一定的推动作用，但是随着其电网渗透率的逐步增加，当前的电价机制必须以电力市场为导向，不断进行调整才能促进电力市场健康、有序发展。④采用本文模型从光伏发电企业所扣缴的部分费用可以反补给常规发电企业，有利于改善其盈利水平。

5结论

针对现行光伏上网定价的不合理性，本文提出了光伏发电竞价上网模型，为大规模光伏电站接入电网后的系统可靠调度运行提供了一个新的解决方案。仿真算例分析表明，该模型可以调动电力系统中各方参与电力市场的积极程度，同时体现了光伏发电的实际价值，实现了社会经济收益的最大化。

作者：韩伟王宏华杜炜单位：河海大学能源与电气学院国网电力科学研究院