市场耦合作为评估区域划分的通用算法

如果ZJI区的l线因AMONTOFLOMW而拥堵，我们会将AMONTMAXLJOP（其中MAXJP是zoneZj的最高发电成本）的重新配线成本加在一起，以获得重新配线成本的上限。三、 测试用例为了在一个示例性案例上测试我们的方法，该案例可以被视为真实能源网络的相对接近的表示，我们使用了波兰电网上的数据，该数据基于MATPOWER distribution[6]中包含的案例文件。该案例代表1999-2000年冬季高峰条件下的波兰400、220和110 kV电网。该系统由327台发电机、2383条母线和2896条互连支路组成。数据的质量未知，但假设的发电成本是线性的，这一事实提供了一个前提，即这些数据的质量相当差。因此，该分析应被视为典范，没有针对波兰体系的建设性结论。我们使用了这种特殊情况，因为这是在基本情况下唯一存在拥塞的情况。此外，我们降低了两个特定分支的容量限制，以获得拥塞对theMC解决方案的更显著影响。有关数据的更详细描述，请参见[1]。我们使用[1]中给出的方法，在考虑可变风力发电的情况下划分网格。我们使用了三种不同的方法，它们反映了（i）无风输出，（ii）2007-12年期间记录的最大风力输出，以及（iii）所谓的关联聚类，它反映了722个不同天气条件的集合。在这三个变量中，我们将每个变量划分为2、3、4和5个类，从而得到12个分区，由MC算法进行评估。

然后，这12个分区中的每一个都在反映2007-12年间平均风况的条件下进行测试。具体来说，我们为每个部门提供风力发电机，以平均风力水平的估计功率输出，并以等于零的价格提供，以确保风能的“出售”，这比系统中的常规发电具有优先权。对于传统发电机，可供出售的能量qn=pmax，其中pmax是发电厂的最大输出，以固定价格（Pn=Pn）提供，因为用例文件中的发电成本是线性的。也就是说，我们假设发电机按照生产的边际成本对可用能量进行报价。从消费者的角度来看，由于数据中只有每辆公交车上的恒定负荷可用，我们假设需求是完全非弹性的，也就是说，每辆公交车上的负荷预计将以任何成本覆盖。为了将此类购买报价输入到算法中，对于每个节点负荷，我们使用qnequal为负负荷的报价，所有需求报价的价格设置为Pn=Pn=Pcommon。在下面的计算中，我们任意选择了2000个PLNP,这比数据中的任何生产成本都要高。由于我们感兴趣的不是每个拟议分区的社会福利的绝对水平，而是对12个不同分区获得的社会福利进行比较，只要每个分区的价格相等，且高于所有出售报价，那么需求-投标价格的选择对结果没有影响。四、

结果与讨论由于到目前为止，还没有广泛接受的方法来选择市场应划分的区域的确切数量（尽管有一些尝试，参见[11]），在我们的研究中，我们假设上述三种划分变量（无风、最大风、共识）的范围分别为2、3、4和5个集群，这产生了12个分区案例。然后，我们分别分析了它们，并比较了12个案例的社会福利结果。在表1和表2中，我们对结果进行了定量描述，而图1描述了划分为3区和4区的地理位置。标签。1显示了SW、再修补成本和SW之间的差异，并以单区市场为参考点，通过针对分区计算的再修补水平进行修正。在单区域市场的情况下，SW是从只有一个区域的MCsolution计算出来的，因此市场机制中没有嵌入拥塞管理，所有都是通过redispatch实现的。在这种情况下，西南地区总计47 470 970兹罗提，再贴现成本：116 589兹罗提，经再贴现修正的西南地区：47 354 381兹罗提，边际清算价格：147兹罗提。结果总结在表1中。1表明，正如预期的那样，在单一区域市场的情况下（未修正的）SW结果是最高的，因为市场解决方案中没有拥堵限制。然而，与此解决方案的校正相关的高重新补丁成本导致单区域市场的校正软件最低。3个集群的最佳划分（具有最高的SW校正值）与“最大风力”变量有关。实际上，“共识”和“最大风”变量中的两个集群划分结果最差。

可以注意到，随着集群数量增加（最多为4个集群，“无风”集群的数量增加，修正后的SW上升，而重新补丁成本下降，即表1中的值显示了分为2、3、4、5个区域的解决方案的适当级别与单区域解决方案的级别之间的差异。“共识”变体）或3（最大风）以及然后两者都相对稳定。这可以解释为，当市场划分为4个（或在“最大风力”情况下为3个）区域时，将最拥挤的线路视为MC机制中的区域间约束（而不是costlyredispatch）。进一步增加分区的数量并不会带来显著的改善。分区数量/分区类型变量1无风变量2共识变量3最大风向W-1 585-7 144 5 5590-3 558 3 5580-3 558 3 558重新配线SW corrSW-1 413-7 147 5 734-2 087-7 139 5 052-26 357-107 163 80 806重新配线SW-30 943-90 622 59 679-30 130-103 082 72 952-27 234-107 132 79 898重新配线SW corrSW-31 460-90 645 185-30 129-103 083 954-27 108696.表1。

社会福利、重新分配成本以及与单区域市场相关的修正SW，从电网划分为两个、三个、四个和五个区域，分为三种类型——无风/共识/最大风节点总电力需求[GW]#发电机总发电量[GW]市场结算价格[PLN/MWh]2个区域2325 2400 240123.0 24.3 24.3357 366 36624.1 24.6 24.6147 14797 22 211.6 0.3 0.39 0 00.5 0 02000 147 1473个区域2325 2234 159223.0 21.8 15.3357 343 21824.1 23 18.9147 147 12922 210.3 0.3 0.30 00 00 0 02000 2000黄区1477 1286 159214.8 12.6 15.3255 163 21812.1 15.5 18.9152 129灰色848 948 7348.1 9.2 7.6102 180 13911.9 7.8 5.1129 159紫色75 166 751.3 2.5 1.39 23 90.5 1.3 0.52000 2000绿色22 210.3 0.3 0.30 000 2000 2000 2000表2。波兰电网划分为2、3、4个区域的定性数据。每个单元格都包含该垂直顺序的无风/一致/最大风变化值。这些颜色反映了图1所示的区域。看看Tab。2.人们可以注意到，通常在较大的区域，价格较低，而在较小的区域，最终价格高于单一区域市场（147兹罗提）。因此，当较大的区域获得较低的价格时，总SW增加。（然而，我们必须记住，我们在第II.D节中计算的价格中不包括再修补成本，因此，通过再修补成本校正的MCP和SW之间的联系并不简单，因为再修补成本可以被视为市场效率的最佳估计器。）各部门之间软件差异的另一个原因是，小区域的需求，尤其是那些没有自己发电的区域，有时无法完全满足（因此，那里的MCP通常等于2000 PLNP）).

总而言之，与表中的SW级别有关。1.可以看出，修正西南风最大的分区（“最大风”，3个分区）是最大分区中MCP最小的分区，而所有分区的需求都得到了充分满足。五、未来工作在未来研究中应该解决的问题中，我们可以区分两个主要课题。首先，我们承认需要改进基于TLMP的聚类算法，并开发其他分区技术，从而使所有分区都具有自己的一代。产生更大竞价区域的分区方法有望消除完全由外部供应能源的问题。此外，由于沿着不同类型的输电线路（例如220 kV和400 kV，参见右上角配置图1）形成的整流器的相互融合而导致区域重叠的情况仍未解决。其次，在分区方法中，特定分区中的所有节点聚合为一个节点。分区PTDF（zlPTDF）矩阵估计了通过分支传输注入该区域的功率的影响[6]。ZLPTDF的计算需要对GSK矩阵表示的发电/负荷与净出口之间的比率进行一些假设。因此，MC必须在GSK给出的不灵活约束条件下工作，其中负荷和发电之间的一定比例是恒定的。换句话说，GSK必须作为MC的输入。因此，在MCO优化开始之前，必须先猜测其值。

然后，在优化过程中，MCcan会选择不同于GSK中假设的发电/负荷组合，这会导致对约束的评估不正确。因此，作为对GSK矩阵进行粗略估计的结果，MC算法使用的是不合理的特权。输电线路的功率流被低估或高估都会导致基础设施的使用不理想[6]。因此，获得可靠的GSK/区域PTDF的过程是增强区域市场稳定性和效率的中心任务。图1。波兰三（左）区和四（右）区网格划分。结果对于无风，共识和最大风分区变量分别显示在顶部、中间和底部。箭头以千兆瓦为单位指示区域间能量转移的方向和大小。参考文献[1]K.Wawrzyniak等人，“利用区位边际价格将能源市场划分为不同气候条件的区域”，第39届国际电工技术委员会会议记录2013，2027-2032，ISSN:1553-572X[http://arxiv.org/abs/1310.5022][2]B.Burstedde，“从节点到分区定价——自下而上的次优方法”，《第九届欧洲经济会议论文集》，2012年5月，第885892页。[3] J.Bialek和M.Imran，“欧洲电力市场区域拥堵管理的有效性”，IEEE第二届国际电力和能源会议，佩肯，2008年。[4] C.Q.Kang等人，“基于有序无功划分和阻塞贡献识别的区域边际定价方法”，电力和能源系统，第51卷，第321-328页，2013年。[5] R.Djabali，J.Hoeksema，Y.Langer，“宇宙描述：CWE市场耦合算法”，比利时电力交易所（BELPEX）文件，2011年。[6] M。

Klos等人，“基于电力传输分配系数并用于电网分区的新方法方案”，提交给PSCC14[http://arxiv.org/abs/1401.8192][7]ENTSO-E，《容量分配和拥挤管理网络规范——目的和目标》，2012年。[8] 《幼发症公共描述》，EPEX Spot、APX、Belpex、NordPool Spot、OMIE、Mercatolettrico，OTE，2013年。