电力系统经济学原理第三章
双边交易_例题
蜀国电力公司在6月11日14：00〜15：00这一时段 的合同交易情况，表3-2汇总了所有相关的双边合同。
表明蜀囯电力公司为了賺取一定的利润，它利用远期巿 场上的价格波动回购了一部分已售出的电能。
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双边交易_例题
在6月11曰中午时间，蜀国的值班交易员孙尚香必须决定，是否需 要通过基于电子显示屏的蜀国电力交易所调整交易安排。一方面， 孙尚香知道蜀国电力公司已经签订了总量为570MW的合同，同时 它在该时段的全部可用发电容量是750MW。另一方面，她还可以 看到电力交易所的交易屏上显示了如表3-3所示待交易的报价和投 标。
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双边交易
自定义长期合同(customized long-term contract):此类合同非常灵活，供需双方可以通过私下 协商，达成同时满足双方需要及目标的条款。
适用情况：涉及的交易电量很大（数百或数千兆瓦时以 上），并且时间跨度比较长（几个月到几年），一般就可 以采用这种交易方式。
场外交易(trading “over-the-counter”, OTC)： 这类交易通常采用标准合同形式，主要应用于中、短期数 量较小的电能交易。
适用情况：交易费用较少，在实际交割即将发生前的很 短时间内，生产者与用户想要对交易情况进行调整，可以 使用此类合同。
8
双边交易
电子交易(electronic trading)：在一个计算 机化的市场环境里，售电方可以在市场上进行电 力报价，而购电方则可以报出自己可接受的电价 。
所有市场成员都可以看到每笔电能的数量与价格， 但他们不知道各报价与投标具体对应于哪个参与者。 如果程序发现有一投标的价格高于或等于此报价给出 的价格，即自动达成一笔交易，成交数量与价格会向 所有成员发布。
3
3.2 电能商品的特殊性
建立电力市场的前提条件：电能可以像商品一样交易。 电能与其他商品差异： ❖ 电能商品总是与物理电力系统紧密相连，而电力系统的传
送速度远远高于其他商品市场。(本质差异) 在电力系统内部，供应与需求需时刻保持平衡。
❖ 发电机生产的电能不能直接送到指定的用户。 所有发电机发出的电力会在系统内汇合到一起，依照物理
❖ 在目前的技术水平下，电能还难以经济地实现大规模贮存 ，电能的生产与消费几乎可以说是同时发生的。在这种情 况下，进行电能交易也就意味着总是需要在规定的时限内 交付一定数量的电能。
❖ 电力市场上各交易时段的电价往往不一样，负荷需求的变 化不会只发生在各时段的起始时点，为了保证系统的平衡 ，系统运行人员必须在各时段内经常调整发电出力水平。
第三章 电能交易市场
1பைடு நூலகம்
基本内容
3.1 简介 3.2 电能商品的特殊性 3.3 集中式现货市场存在的必要性 3.4 开放式电能市场 3.5 集中式电能市场
3.6 结算流程 3.7 推荐阅读材料
2
3.1 简介
❖ 输配电网络对电力市场具有相当大的影响，为了简化本章 的分析，假设所有发电机与负荷均连在同一根母线上，或 者是与一个没有损耗的无穷大系统相连，有助于取得对电 力市场的初步认识。
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集中式现货市场
大部分的电能可以通过分散的开放式市场进行交易， 但 该市场无法保证电力系统的可靠性。为了弥补开放式电能 市场的不足，需要建立一个集中管理的现货巿场，它可以 解决在实际电能交割时的负荷与发电不平衡问题。
❖ 集中式现货市场可以调整比较灵活的发电商的出力， 削减自愿减负荷的用户的需求，从而实现发电与负荷 的匹配。
❖ 由于存在不可避免的技术问题，发电机组可能出现一 些突发性或不可预见的事故，干扰系统的正常运行， 集中式现货市场必须能够处理此类事情。
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开放式电能市场
双边交易主体： 购买者 销售者
交易双方可以自由签订双边合同，无须第三方参 与、干扰或者推动。 双边交易的三种形式： ❖ 自定义长期合同 ❖ 场外交易 ❖ 电子交易
定律流到各个电力用户。 ❖ 电能需求会表现出可预测的波动性。
电能的生产与消费是同时发生的，他们的成本和价格出现 快速的周期性变化。
4
3.3 集中式现货市场存在的必要性
市场是一种帮助买卖双方进行协商并达成交易的平台。 电力市场里存在的误差和不可预测性故障有：
▪ 一组用户的实际负荷需求不会恰好等于预测值 ▪ 发电机组经常会发生一些不可预测的故障 ▪ 还有一些其他因素，影响电能的准时交付 为了保证电力系统的安全运行，必须消除这些差异。如果将发 电与负荷之间的偏差看成是电力供需不平衡，并且通过开放式 市场机制对之进行校正，那么必须能够将市场每时每刻的状态 （发电投标、用电需求、价格）告知电能生产者与用户。 很难建立一个可传输如此多必需数据、记录成千上万笔相关交 易信息的系统。
没有发现合适的投标，会在以下三种情形下清除：
找到匹配的投标；报价撤销；因为对应时段的市场关
闭而造成流标。
9
双边交易
❖ 三种交易形式的共性：每一笔交易的成交价格均由交 易双方独立决定，也就是不存在“官方”价格。
❖ 自定义长期合同的详细条款通常视为私人信息；但对 于场外交易，市场往往会提供一些独立的信息咨询服 务，主要做法是收集与交易相关的价格与数量汇总信 息，并在不暴露交易参与方身份的前提下发布它们。
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双边交易_例题
基于她在该市场上的交易经验，孙尚香确信售电报价 不可能再上涨。由于机组B还拥有130MW的空余容 量，孙尚香决定在竟争对手没有采取行动前，先赢得 购电投标O1、 O 2与O 3。由于这些投标的价格高 于机组B的边际成本，所以它们能带来一定的利润。
❖ 通过市场信息传递机制，以及电子交易市场上最后一 笔交易的显示信息，市场成员能够更加清晰地了解市 场的状态与发展趋势，市场效率会得到更大的提高。
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双边交易_例题
蜀国电力公司会在蜀国电力市场上进行交易，该市场以 双边交易为基础的。
假设它拥有三台发电机组，具体参数如表3-1所示。为 了简化分析，假设这些机组的边际成本在整个运行范围内 恒定不变。由于存在比较大的启动成本，蜀国电力公司会 尽可能让机组A始终保持与系统相连，同时让机组B尽可 能在白天多发电。假定机组C的启动成本可以忽略不计。
第三章 无功功率与电力系统经济运行
无功电源最优分布的原则是等网损微增率，无功功率负荷的 最优补偿指的是最优 补偿容量的确定、最优补偿设备的分布和最优补偿顺序的选择等，其遵循的原则 是最优网损微增率准则，指的是系统所有的无功电源配置具有相同的网损微增率 时系统安全性提出了更高的要求，这些经典 调度理论已不能满足要求。人们需要能将电力系统的潮流计算和优化理论结合起 来，并且考虑系统的各种约束条件，这就形成了经典的优化理论——最优潮流 (OPF)和无功优化理论，本章主要论述无功功率同电力系统经济运行理论的关系 以及各种优化理论的发展和内在联系。
无功优化计算就是在系统网络结构和系统负荷给定的情况下，通 过调节控制变量（发电机的无功出力和机端电压水平、无功补偿 设备的安装及投切和变压器分接头的调节）使系统在满足各种约 束条件下网损达到最小。
第三章 电力供给
电力系统经济基础
第三章 电力供给
内容
•2
1 电力供给函数（电能供给的影响因素） 2 电力成本的基本概念 3 发电成本与供给曲线 4 输配电成本 5 售电成本
1 电力供给函数
•3
1.1 电能供应能力 1.2 电能量供给的影响因素 1.3 电力供给函数
1.1 电能供应能力
•4
由于电力生产的技术特点以及进入壁垒，电力 供给能力在一定的时间内是一个确定的量，因 此电力供给量既受到其他电价、供电成本等经 济因素的影响，也受到电力供给能力的影响， 以及影响这两个方面因素的间接影响。
•30
发电成本 输配电成本 售电成本
我国电网分布图
•31
2.2.1.2 按电力成本类型划分
•32
总成本=生产成本+期间费用
生产成本：是产品在制造过程中发生的成本， 包括一切与生产有关的直接和间接生产成本， 通常由直接材料、直接人工和生产费用构成。 期间费用：是企业行政管理部门为了组织和管 理生产经营活动以及产品销售所发生的，不能 直接或间接归入某种产品成本的费用。ຫໍສະໝຸດ 期间费用分项•33
期间费用包括：管理费用、营业费用和财务费用
管理费用:是指企业为组织和管理企业生产经营活 动所发生的各项费用，包括企业董事会和行政管 理部门在企业的经营管理中发生的，或者应当由 企业统一负担的公司费用（包括行政管理部门职 工工资、修理费、办公费和差旅费）、工会经费、 待业保险费、劳动保险费、董事会费、聘请中介 机构费、咨询费（顾问费）、诉讼费、业务招待 费、房产税、车船使用税、土地使用税、印花税、 技术转让费、职工教育经费、排污费等。
1.2.2 输配电能力
•9
电力系统经济学原理课后习题及答案
电力系统经济学原理课后习题及答案第二章 经济学基础 2-1 解：1) 边际生产成本表达式：()502000dc q q dq=+ 2）按边际成本出售产品时，收入： 2()502000dc q q q q dq⨯=+ 利润＝收入－成本222502000(252000)25q q q q q =+-+= 2-2 解：1）根据反需求函数：102000q π=-+，画出反需求函数曲线：当价格为零时，最大消费需求：max 200q =。
2）根据1）所示的反需求函数曲线，最高购买价格：max 2000π= 美元/件3）由1）的反需求函数曲线可知最大消费者剩余即为反需求函数曲线、价格坐标轴、数量坐标所围三角形的面积。
最大消费者剩余：120002002000002⨯⨯=美元但是生产者生产了产品，不可能什么都不卖，因此该最大消费者剩余不可能实现。
4）当价格π=1000美元/单位产量反需求函数曲线如下： 消费量：200010010q π-==总消费者剩余：1(10002000)1001500002⨯+⨯=美元 生产者收入：1000100100000q π=⨯=美元净消费者剩余：净消费者剩余＝总消费者剩余－生产者收入 ＝15000010000050000-=美元 5）如果价格增加20%，则1000(120%)1200π=⨯+=美元/单位产量， 消费量：20008010q π-== 生产者收入：12008096000q π=⨯=美元 6）当1000π=美元/单位产量时，100q =需求价格弹性：110()110dqdq q d q d πεπππ===⨯-=- 7）如下图所示以需求为变量的反需求函数曲线：知总消费者剩余为一梯形，所以 总消费者剩余为：211111111(2000)(104000)5200022q q q q q π+⋅=-+⋅=-+ 总消费者剩余函数为：252000q q -+ 净消费者剩余为一三角形，所以净消费者剩余为：21111111(2000)(2000102000)522q q q q π-⋅=+-⋅= 净消费者剩余函数为：25q 以4）中当需求为100q =时检验，总消费者剩余：225200051002000100150000q q -+=-⨯+⨯=美元 净消费者剩余：225510050000q =⨯=美元 结果一样。
《电力系统分析》第三章
U 2 U 2 jU U 2 d U
. .
R X Q P2 2 j U2
'
P
' 2
X Q R
'
U
2
2
（3-6）
电压降落
纵分量
横分量
其中
P U
又有
R X Q 2 2 U2 ' ' X Q R P 2 2 U U2
'2 2
Q P Q U
Z 2 2
U
2 2 '2 2
R X
（3-1）
同理，电力线路阻抗中的功率损耗也可以用流入电力线路
~
S 及始端的相电压 U 1 ，求出电力 线路阻抗中一相功率损耗 S 的有功和无功功率分量为
阻抗支路始端的单相功率
1 ~
2
'
.
PZ
中在1年内的电能损耗的表达式为
W T P0 8760 t W ZT
变压器的 空载损耗
一年中退出 运行的时间
变压器电阻中 的电能损耗
3. 电力网的网损率和线损率
供电量：指在给定的时间（日、月、季、年）内，电力系 统中所有发电厂的总发电量与厂用电量之差W1。 电力网的网损电量：在所有送电、变电和配电环节中所损 耗的电量ΔWc。 电力网的网损率：在同一时间内，电力网的网损电量占供
~
. * 2
*
2 1 G jBU 2 2 2 2
2 2 1 1 GU 2 j BU 2 Py2 j Q y2 2 2
于是有
2 1 P y 2 G U 2 2 2 1 Q BU 2 y2 2
电力系统分析第三章优秀课件
Z
.
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2
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*
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.
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2
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'
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jU d U （3-6）
2
2
2
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横分量
电压降落
其中 又有
P Q U
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2
' 2
X
P UUQ U
2
' X
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2
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1
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则电力线路始端的功率为
S S S P Q P Q ~ 1
~
'
1
~y1
' j
1
1'
j
y1
y1
P P Q Q P Q
'
1
y1 j
'
1
y1
j
1
1
2. 电力线路的电压降落
.
.
如图3-1，设末端相电压为 U 2 U 2ej0，则线路首端相
电压为
.
U1
.
U
2
.
I' 2
预备知识
单相功率的计算 S U I* U Ue j I Ie j
S U I e j( ) U I e j U I cos jU I sin
电力系统经济学原理第三章
1
基本内容
3.1 简介
3.2 电能商品的特殊性 3.3 集中式现货市场存在的必要性
3.4 开放式电能市场 3.5 集中式电能市场 3.6 结算流程 3.7 推荐阅读材料
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3.1 简介
• 输配电网络对电力市场具有相当大的影响，为了简化本章 的分析，假设所有发电机与负荷均连在同一根母线上，或 者是与一个没有损耗的无穷大系统相连，有助于取得对电 力市场的初步认识。
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3.5 集中式现货市场
• 对于任何一种商品，市场成员的合同购买或销售量 与他的实际需要或生产量之间总是会存在一定的差 异，现货市场则提供了一种补偿不平衡量的机制。
18
电力库的运营模式(续)
• 市场均衡点即为上面所“构造”的供应曲线与需求曲线的
交点。所有价格低于或等于市场出清价的报价都会被接受 ，发电商需要按照他们的中标报价所对应的电能数量组织
电力生产。同样，所有价格高于或等于市场出清价的投标
都会被接受，用户可以依据他们的中标投标所对应的数量 从系统中获取电能。
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双边交易
• 三种交易形式的共性：每一笔交易的成交价格均由交 易双方独立决定，也就是不存在“官方”价格。 • 自定义长期合同的详细条款通常视为私人信息；但对 于场外交易，市场往往会提供一些独立的信息咨询服 务，主要做法是收集与交易相关的价格与数量汇总信 息，并在不暴露交易参与方身份的前提下发布它们。
• 市场出清价代表新增单位兆瓦时电能的价格，称为系统边
际价(system marginal price，SMP）。不管他们提供的报价 与投标是多少，发电商均以系统边际价出售他们生产的全 部电能，而用户则需要支付系统边际价购买所需的电量。
第三章第三节 电力系统的经济调度与自动调频
第三节 电力系统的经济调度与自动调频1）经济调度控制（EDC ）的任务是使电力系统运行具有良好的经济性 2）有人称EDC 为三次经济调整。
一、等微增率分配负荷的基本概念 1）微增率定义输入耗量微增率与输出功率微增率的比值。
PF b ∆∆=（a ） 锅炉耗量特性 （d ）锅炉耗量微增率 （b ） 汽轮机耗量特性 （e ）汽轮机耗量微增率 （c ） 发电机耗量特性 （f ）发电机耗量微增率由于汽轮机的微增率变化不大和发电机的效率接近1，所以整个机组的耗量特性和微增率可以认为如图3-15（a ）和图3-15（d ）的形状。
耗量微增率随输出功率的增加而增大。
2）等微增率法则运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷，这样就可使系统总的燃料消耗（或费用）为最小，从而是最经济的。
两台机组并联运行为例：机组1为P 1，微增率为b 1机组2为P 1，微增率为b 2 且b 1>b 2 总的负荷不变的前提下调整一下负荷分配：机组1的功率减小P ∆，即功率变为'1P ，微增率减小到'1b ，减小的燃料消耗P 1、1b 、1b '、1P '所围的面积)(b )(a )(c )(d )(e )(f FP FP FPbPbP bP oooooo图3-15 三种典型的耗量特性及其微增率曲线机组2增加相同的P ∆，其功率变为'2P ，微增率增至'2b ，增加的燃料消耗P 2、2b 、、'2b '2P 所围的面积两个面积的差即为减少的燃料消耗 3）等微增率准则数学证明设有n 台机组，每台机组承担的负荷为P 1，P 2，…，P n ，对应的燃料消耗为F 1，F 2，…，F n ，则总的燃料消耗为∑=-n i i F F 1（3-29）而总负荷功率P L 为∑==n i i L p P 1（3-30）现在要使发电机组总的输出在满足负荷的条件下，总的燃料消耗为最小，即使F F min =。
电力系统经济学原理复习提纲
3. 什么是商业剩余？ 所有母线上用户的支出与发电商收入的差值即为商业剩余。 4. 三节点系统中集中式交易的经济调度方案及经济调度调整 5. 输电网络的损耗有哪几种类型？分别是什么？ • • • 变动损耗 固定损耗 非技术损耗
6． ，何为反经济潮流现象？ 7. 何为金融输电权？何为关口权？ 输电权的定义还可以依附于网络中的某条支路或关口， 因此通常称它们为关口 权。
第七章 发电投资 1. 如何进行新建发电厂投资决策？ • • • • 为了做出发电投资决策， 资本所有者必须计算电厂的长期边际成本（包含 期望回报率） ，并预测电厂发电出力可能面临的销售价格。 只有当预测价格超过电厂的长期边际成本时， 电厂的新建决策才有可能是 合理的。 在电力巿场上建立“商业性发电扩容”机制。 非常多的不确定因素可能会影响长期边际成本与价格预测值， 例如建造工 期延长、燃料价格波动等问题均有可能会影响长期边际成本。 2. 发电厂在什么情况下会退役？ • • • 一旦发电厂投产运行，它的设计寿命期就只具有理论参考意义， 实际的使 用寿命可能会与设计值之间有很大的偏离。 真实的市场状况也可能会出现很大的变化， 发电厂收入有可能很难回收它 的运行成本。 在上述条件下，除非有充足的证据表明未来市场状况可能会有所好转， 否 则该电厂就不得不退役。
2. 何为无功支持服务？ 电压控制服务的定义不仅需要考虑系统在正常状态下的运行情况， 还应当考 虑那些难以预测的停运可能产生的影响。 电压控制服务反映的不仅仅是正常运行 状态下的电压调整能力，同时它还需要能在紧急状态下提供足够的无功。电压控 制服务常常被称为无功支持服务 3. 系统运行人员获取服务的方式有哪些？ • • 强制要求其他行业成员提供一部分辅助服务； 将辅助服务的供应市场化。
3. 什么是价格需求弹性？ 需求相对变化与价格相对变化两者之间的比率。
张晓辉电力系统分析第三章课件PPT学习
U 2
jU 2
(3-4)
2021年4月7日星期三
第2页/共40页
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
dU 2
P2R Q2 X U2
j P2 X Q2R U2
U 2
jU 2
U1
实部
U 2
P2R Q2 X U2
电压降落的纵分量
dU 2 U 2
0
θ
U 2
U 2
虚部
U 2
P2 X Q2R U2
电压降落的横分量
U1 U1 U 2 dU 2 U2 U2 jU2
(3-7)
U1 U2 U2 2 U2 2
tan1 U2
U 2 U 2
一般情况下，线路两端电压相位差较小，U2＋ΔU2 >>δU2
2021年4月7日星期三
U1
U2
U 2
U2
P2R Q2 X U2
第3页/共40页
§3-1
电力网的电压降落和功率损耗
(3-18)
近似计算中常用电压降落的纵分量代替电压损耗。
电压偏移：线路始端电压和末端电压与线路额定电压之间的差值。
U1
始端电压偏移% U1 U N 100 UN
0
末端电压偏移% U2 U N 100 UN
θ
dU 2 U 2
U 2 a U 2 b c
2021年4月7日星期三
第5页/共40页
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
二、功率分布和功率损耗
1. 线路的功率分布和功率损耗
2. 变压器的功率分布
当线路流过电流或功率时，在线路的电阻中将产生有功功率损耗，线路的电抗 中则产生无功功率损耗，它们都与通过线路的电流或功率有关。
电力系统经济学原理课后习题及答案
电力系统经济学原理课后习题及答案第二章 经济学基础 2-1 解：1) 边际生产成本表达式：()502000dc q q dq=+ 2）按边际成本出售产品时，收入： 2()502000dc q q q q dq⨯=+ 利润＝收入－成本222502000(252000)25q q q q q =+-+= 2-2 解：1）根据反需求函数：102000q π=-+，画出反需求函数曲线：当价格为零时，最大消费需求：max 200q =。
2）根据1）所示的反需求函数曲线，最高购买价格：max 2000π= 美元/件3）由1）的反需求函数曲线可知最大消费者剩余即为反需求函数曲线、价格坐标轴、数量坐标所围三角形的面积。
最大消费者剩余：120002002000002⨯⨯=美元但是生产者生产了产品，不可能什么都不卖，因此该最大消费者剩余不可能实现。
4）当价格π=1000美元/单位产量反需求函数曲线如下： 消费量：200010010q π-==总消费者剩余：1(10002000)1001500002⨯+⨯=美元 生产者收入：1000100100000q π=⨯=美元净消费者剩余：净消费者剩余＝总消费者剩余－生产者收入 ＝15000010000050000-=美元 5）如果价格增加20%，则1000(120%)1200π=⨯+=美元/单位产量， 消费量：20008010q π-== 生产者收入：12008096000q π=⨯=美元 6）当1000π=美元/单位产量时，100q =需求价格弹性：110()110dqdq q d q d πεπππ===⨯-=- 7）如下图所示以需求为变量的反需求函数曲线：知总消费者剩余为一梯形，所以 总消费者剩余为：211111111(2000)(104000)5200022q q q q q π+⋅=-+⋅=-+ 总消费者剩余函数为：252000q q -+ 净消费者剩余为一三角形，所以净消费者剩余为：21111111(2000)(2000102000)522q q q q π-⋅=+-⋅= 净消费者剩余函数为：25q 以4）中当需求为100q =时检验，总消费者剩余：225200051002000100150000q q -+=-⨯+⨯=美元 净消费者剩余：225510050000q =⨯=美元 结果一样。