電力市場(chǎng)的集中優(yōu)化

第30卷第20期電網(wǎng)技術(shù)Vol. 30 No.202006年10月Power System TechnologyOct. 2006文章編號: 100-3673 (2006) 20-0066-06中圖分類(lèi)號: TM715文獻標識碼: A學(xué)科代碼: 790.625電力市場(chǎng)的集中優(yōu)化朱治中'，謝開(kāi)2，于爾鏗'(1.中國電力科學(xué)研究院，北京市海淀區100085; 2. 華北電力調度局，北京市宣武區100053)Centralized Optimization of Electricity MarketZHU Zhi-zhong', XIE Kai’, YU Er-keng'(1. China Eletric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 10085, China;2. North China Power Dispatching Bureau, Xuanwu Ditrict, Beijjing 00053, China)ABSTRACT: Here, The centralized optimization is researched in做出，電力行業(yè)的特點(diǎn)決定了電力市場(chǎng)的某些問(wèn)題depth and it is pointed out that due to the network interaction,必須通過(guò)集中優(yōu)化來(lái)解決，甚至分散決策的有效實(shí)reliability constraint, transaction cost constraint and the natural現也必須依賴(lài)于某種集中運營(yíng)機制的支持15-9]。分散monopoly of power networks, the action of centalized決策是指市場(chǎng)成員在滿(mǎn)足各種約束條件的情況下，optimization should be emphasized, and the centralization extent inelectricity market is far more than that in common commodity以實(shí)現自身利益最大化為目標所進(jìn)行的經(jīng)濟行為。market. Meanwhile, two problems that should be solved in the它們自行決策并獲得相應的收益，同時(shí)也要承擔可centralized optimization of electricity market, i.e., the control of能發(fā)生的損失。集中優(yōu)化既包括集中協(xié)調，也包括opimization range and the selection of optimization method, are集中決策。集中協(xié)調是對市場(chǎng)成員交易的撮合，在researched too. It is pointed out that the subtution ofdecentralized decision-making by centralized optimization電力市場(chǎng)條件下，它的作用是能夠縮短市場(chǎng)成員成should be avoided. Finally, it is analyzed in detail that for交所需要的時(shí)間，避免分散決策可能導致的對系統different contents of electricity market the extents of安全的危害。集中決策則體現為- -種強制干預，即centralized optimization is also different, somewhat needs某一中央機構代替市場(chǎng)成員進(jìn)行決策，對于電力市centralized coordination only; somewhat needs long-term場(chǎng)而言，可能的中央機構是系統交易調度中心、監regulation; and somewhat needs centralized decision-making管機構及中央政府。實(shí)際上，當分散交易突破了安by central organs instead of market participants.全限制時(shí)，集中協(xié)調也可能演變成集中決策。KEY WORDS: electricity market; centralized optimization;集中優(yōu)化是高效的市場(chǎng)機制的有機組成部分，它decentalized decision; transaction cost; property right摘要:對電力市場(chǎng)的集中優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了深入研究,指出電的目的不是取代分散的市場(chǎng)決策,而是為了更好地促力市場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò )作用、可靠性約束、技術(shù)的經(jīng)濟性約束與電網(wǎng)進(jìn)市場(chǎng)成員做出有效的經(jīng)濟決策。本文將首先闡明集的自然壟斷性決定了必須強調集中優(yōu)化,且這種必然性遠遠中優(yōu)化與市場(chǎng)機制的關(guān)系并解釋其基本原理;然后結超過(guò)一般商品市場(chǎng)。研究了電力市場(chǎng)集中優(yōu)化所遇到的優(yōu)化合電力行業(yè)的特點(diǎn)闡述電力市場(chǎng)進(jìn)行集中優(yōu)化的必范圍控制問(wèn)題和優(yōu)化方法選擇問(wèn)題，指出應避免造成集中優(yōu)要性;最后研究電力市場(chǎng)集中優(yōu)化的范圍問(wèn)題，希望化對分散決策的替代。最后詳細分析了不同電力市場(chǎng)的不同能在集中優(yōu)化與分散決策之間找到1個(gè)分界線(xiàn)。集中優(yōu)化程度，如有的只需集中協(xié)調，有的只需長(cháng)期監管,1集中優(yōu)化 與市場(chǎng)機制的關(guān)系而有的則需要時(shí)刻代替市場(chǎng)成員進(jìn)行決策。關(guān)鍵詞:電力市場(chǎng);集中優(yōu)化;分散決策;交易費用;產(chǎn)權1.1 市場(chǎng)經(jīng)濟 與計劃經(jīng)濟由于我國正在由傳統的計劃經(jīng)濟向社會(huì )主義0引言市場(chǎng)經(jīng)濟過(guò)渡，有許多問(wèn)題還未得到澄清，因此理電力市場(chǎng)改革的根本目的是在電力行業(yè)通過(guò)解集中國煤化工要的。為此需要從產(chǎn)權重組引入有效的競爭機制,讓各成員單位能夠對比YHCNM H G制、集中優(yōu)化與分進(jìn)行分散經(jīng)濟決策，以促進(jìn)經(jīng)濟效率的提高[14)。散決策這 2對概念出發(fā)進(jìn)行分析。市場(chǎng)經(jīng)濟體制是但這并不意味著(zhù)電力市場(chǎng)決策只能以分散的方式經(jīng)濟個(gè)體能夠在生產(chǎn)與消費方面進(jìn)行自主決策的第30卷第20期電網(wǎng)技術(shù)67體制，第三方(尤其是政府)應避免干預這種決策。計主義行為的存在，連續博弈可能存在多個(gè)均衡點(diǎn)(即劃經(jīng)濟(或指令經(jīng)濟)體制則是政府或其他中央機構直極值點(diǎn))，這些極值點(diǎn)不可能都是最優(yōu)的。解決上述接做出所有重大生產(chǎn)與分配決策的體制0。市場(chǎng)經(jīng)濟問(wèn)題需 要對市場(chǎng)進(jìn)行集中優(yōu)化。首先,通過(guò)集中優(yōu)化以完全產(chǎn)權為基礎，強調個(gè)人邊際成本與社會(huì )邊際成的撮合使市場(chǎng)成員間的博弈能較快地達到均衡，從而本的對應。市場(chǎng)成員在約束條件下進(jìn)行自身的利益最滿(mǎn)足了經(jīng)濟決策的時(shí)間與安全約束;其次，集中優(yōu)化大化決策，可以在不侵害他人利益的前提下利用各種主體能夠掌握更多的信息，抑制機會(huì )主義行為，并可機會(huì )獲取收益，增進(jìn)帕累托最優(yōu)。市場(chǎng)體制為成員提在一定程度上改變均衡的位置，提高經(jīng)濟效率，這樣供了公平競爭的平臺，有利于人們發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性，有助于發(fā)現最優(yōu)決策。因此，集中優(yōu)化可作為分散決促進(jìn)總體經(jīng)濟效率的提高。與之相對的，計劃經(jīng)濟認策的有益補充而成為市場(chǎng)機制的有機組成部分。為可以通過(guò)全能的中央機構最優(yōu)化社會(huì )生產(chǎn)并實(shí)現1.3集中優(yōu)化的目的物質(zhì)產(chǎn)品的公平分配。計劃經(jīng)濟與市場(chǎng)經(jīng)濟在實(shí)現過(guò)目前我國正在建立社會(huì )主義市場(chǎng)經(jīng)濟體制,人們程中最根本的區別在于其政策缺乏檢驗。的市場(chǎng)觀(guān)念還處在形成期，尤其是在極其特殊的電力世界是變化的，經(jīng)濟生活中充滿(mǎn)了不確定性因行業(yè)引入市場(chǎng)機制時(shí),經(jīng)常會(huì )混淆市場(chǎng)中的集中優(yōu)化素，但是人的認識能力是有限的，所以不可能找到與政府對市場(chǎng)的干預這2種行為。由于未建立有效的絕對正確的政策，無(wú)論是市場(chǎng)經(jīng)濟還是計劃經(jīng)濟均市場(chǎng)機制前無(wú)法發(fā)揮市場(chǎng)作用,所以當務(wù)之急是要建不可能改變這一事實(shí)。然而，市場(chǎng)經(jīng)濟是建立在個(gè)立起完善的市場(chǎng)經(jīng)濟體制。政府對市場(chǎng)的干預在某段人基礎上的體制，它提供了-種快速修復機制，即時(shí)間內可能在某些方面可以取代市場(chǎng)發(fā)揮作用,但是個(gè)人可以通過(guò)經(jīng)濟實(shí)踐活動(dòng)對事先的決策進(jìn)行檢它的最終目的不是取代或否定市場(chǎng)，也不是要取代市驗與證偽，并能夠迅速地做出調整，否則他自己就場(chǎng)來(lái)配置資源，而是為了幫助建立健全的市場(chǎng)。但政會(huì )承受由此帶來(lái)的損失。對于計劃經(jīng)濟來(lái)說(shuō)，首先府干預實(shí)質(zhì)上還是- -種計劃經(jīng)濟的體現，從長(cháng)期來(lái)決策的難度提高了，因為計劃經(jīng)濟的涉及面在市場(chǎng)看,它與市場(chǎng)只能是一種非此即彼的關(guān)系。市場(chǎng)中的經(jīng)濟看來(lái)是難以想象的，所以很難進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng )新集中優(yōu)化則是為了充分發(fā)揮分散決策的作用，它不以決策;其次，計劃決策需要通過(guò)個(gè)體的經(jīng)濟實(shí)踐活取代分散決策為目的，而是為了使市場(chǎng)機制更完善。動(dòng)來(lái)檢驗與證偽，但由于決策者與承受者分離，作隨著(zhù)技術(shù)與制度的不斷革新,市場(chǎng)中需要集中優(yōu)化的為承受者的個(gè)體不能調整沒(méi)有經(jīng)受住檢驗的決策,范圍可能會(huì )不斷發(fā)生變化。因此難以實(shí)現經(jīng)濟效率的帕累托改進(jìn)。故從長(cháng)遠來(lái)2電力市場(chǎng)需要集中優(yōu)化看，計劃經(jīng)濟可能導致低效。從分配結果來(lái)看，計2.1 電力系統存在網(wǎng)絡(luò )相互作用劃經(jīng)濟并不- -定 能實(shí)現物質(zhì)產(chǎn)品的公平分配，市場(chǎng)在一般商品市場(chǎng)上,干預市場(chǎng)成員的行為是被禁經(jīng)濟的分配結果也可能優(yōu)于計劃經(jīng)濟的分配結果。止的，因為這會(huì )影響市場(chǎng)競爭的短期運營(yíng)與創(chuàng )新效1.2分散決策 與集中優(yōu)化率。但是，由于電力系統存在網(wǎng)絡(luò )相互作用且對可靠分散決策與集中優(yōu)化是2種調配資源的手段，性要求很高，因此需要進(jìn)行集中控制與協(xié)調1-121。在這兩極之間偏向前者則是市場(chǎng)經(jīng)濟，滑向后者則目前的電力輸送任務(wù)主要是由電網(wǎng)來(lái)承擔，它成為計劃經(jīng)濟，但在它們之間不能劃等號。由諸多線(xiàn)路組成且結構呈網(wǎng)絡(luò )狀。在現有技術(shù)條件古典經(jīng)濟學(xué)理論認為，在市場(chǎng)這只看不見(jiàn)的手下，潮流在網(wǎng)絡(luò )里的流動(dòng)遵循基爾霍夫定律，很難的協(xié)調下，個(gè)人分散決策的結果會(huì )自動(dòng)實(shí)現社會(huì )最對其進(jìn)行流向與路徑控制，所以網(wǎng)絡(luò )中存在并行潮優(yōu)。如果這-決策過(guò)程能夠一直持續， 市場(chǎng)成員有流。當許多交易電量同時(shí)流經(jīng)電網(wǎng)時(shí)，它們對網(wǎng)絡(luò )充足的時(shí)間調整自身的決策，也就是連續博弈,應潮流的影響不能通過(guò)將各交易電量單獨作用時(shí)的當說(shuō)有很大的可能到達最優(yōu)點(diǎn)(均衡點(diǎn))。這當中可效果進(jìn)行線(xiàn)性疊加而得到，即使其中的一一個(gè)交易電能產(chǎn)生2個(gè)問(wèn)題，一是現實(shí)中 的經(jīng)濟決策博弈次數量發(fā)生變化(如出現量的增加或減少以及地點(diǎn)的改有限，二是可能存在多個(gè)均衡點(diǎn)。在實(shí)際的經(jīng)濟活變)，中國煤化工非常大的改變。由.動(dòng)中，市場(chǎng)成員在各種約束條件下不可能進(jìn)行無(wú)限于系統YHCN M H演流與各交易電量多的博弈，在有時(shí)間與安全約束時(shí)有可能不能實(shí)現均有關(guān)系且是非線(xiàn)性的，因此在其他交易未知的情均衡。另外，由于產(chǎn)權不完整、交易費用以及機會(huì )況下，很難確定某-單獨交易對輸電線(xiàn)路的影響。68朱治中等:電力市場(chǎng)的集中優(yōu)化Vol. 30 No.20這將意味著(zhù)很難清楚地定義對輸電系統的物理使裝置可能是非常合算的:對于小用戶(hù)來(lái)說(shuō)，由于裝用程度，并且不能建立起針對輸電網(wǎng)絡(luò )的物理產(chǎn)置費用非常高而有可能不太適用。在目前的電力市權。清楚地定義產(chǎn)權對電力市場(chǎng)的有效運營(yíng)非常關(guān)場(chǎng)中小用戶(hù)占絕大多數，由于存在第1個(gè)約束，因鍵，它也是影響輸電網(wǎng)絡(luò )長(cháng)期使用權的核心問(wèn)題，而會(huì )導致電力市場(chǎng)上缺乏用戶(hù)對價(jià)格的響應(即需如果產(chǎn)權不清則分散的雙邊交易將無(wú)法開(kāi)展。求彈性)。從控制技術(shù)角度來(lái)講,實(shí)現對某-一地區范綜上所述，并行潮流導致了不能單獨對某條線(xiàn)圍內的全體用戶(hù)進(jìn)行控制是可行的，但是通過(guò)安裝路或合同路徑進(jìn)行調度，而是要將電網(wǎng)作為一個(gè)整斷路器等裝置控制特定(單個(gè))用戶(hù)的用電則很難。體進(jìn)行調度。但在了解電網(wǎng)其他部分所具有的使用如果不能控制單個(gè)用戶(hù)，允許用戶(hù)隨意地從系統中.價(jià)值之前，不可能確定對任- -輸 電線(xiàn)路的最佳利用獲得電能，則將會(huì )妨礙雙邊合同的執行，致使系統方案。因此，需要有一個(gè)中央機構負責輸電線(xiàn)路的調度交易機構成為缺省的實(shí)時(shí)供應商。上述2 個(gè)問(wèn)集中優(yōu)化使用。題結合在一起可能加重電力市場(chǎng)的市場(chǎng)力，因而更2.2電力 系統存在可靠性約束增加了集中優(yōu)化的必要[13]。電力系統是脆弱的，且對可靠性要求較高，如2.4輸電環(huán)節具有 自然壟斷性電力系統的頻率應穩定且精確，輸電線(xiàn)路易發(fā)生故由于輸電環(huán)節存在自然壟斷現象,通過(guò)競爭方障并且會(huì )對電力潮流形成干擾等。但是電力系統的式提 供輸電服務(wù)是不經(jīng)濟的。規模經(jīng)濟性決定了由安全也是一種共用商品，它很難通過(guò)市場(chǎng)分散決策單個(gè)企業(yè)提供輸電服務(wù)時(shí)成本將會(huì )更低，因此輸電來(lái)保證。如果供需不匹配則將造成頻率的不穩定，環(huán)節還會(huì )維持壟斷經(jīng)營(yíng)不變。但是壟斷會(huì )損害市場(chǎng)當總供電量大于需求時(shí)頻率偏高，當總供電量小于效率，主要體現在:①微觀(guān)經(jīng)濟學(xué)已證明，完全壟需求時(shí)頻率偏低。頻率的比較應當是在全網(wǎng)范圍內斷市場(chǎng)不能實(shí)現社會(huì )福利最大化，輸電企業(yè)會(huì )以犧進(jìn)行的，因為只有當所有的發(fā)電機都同步時(shí)頻率才牲輸電用戶(hù)的利益為代價(jià)賺取超額利潤;②輸電開(kāi)會(huì )統一，而不可能出現一一個(gè)地區頻率高而另-個(gè)地放程度會(huì )影響最終的市場(chǎng)交易結果，交叉補貼會(huì )導區頻率低的現象。單個(gè)系統調度交易機構無(wú)法保障致不公平競爭，最嚴重的情況是拒絕為輸電用戶(hù)提系統的頻率穩定，因為系統還受到聯(lián)網(wǎng)影響。雖然供接網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò )使用服務(wù)，這些都會(huì )降低市場(chǎng)效率;所有的系統調度交易機構都需要平衡其流出電量③當某一市場(chǎng)范圍內只存在1個(gè)企業(yè)時(shí)，它完全沒(méi)和流入電量，但只有他們都提供這樣的平衡服務(wù)時(shí)有競爭壓力，因而很難期望它會(huì )主動(dòng)提高效率、降才能保證全網(wǎng)的頻率穩定。低成本或改進(jìn)服務(wù)質(zhì)量。所以，只能依賴(lài)集中優(yōu)化對可靠性的要求往往具有嚴格的時(shí)間約束，當發(fā)(監管)來(lái)解決上述問(wèn)題14.生故障或出現緊急狀態(tài)時(shí)必須在很短的時(shí)間內完成調3電力 市場(chǎng)集中優(yōu)化的范圍整。分散決策很難實(shí)現這-要求，因為單個(gè)市場(chǎng)主體不可能了解很多信息，即使知道了也需要通過(guò)較長(cháng)時(shí)3.1集中優(yōu)化的邊界間的協(xié)調才能找到解決問(wèn)題的辦法。所以只有進(jìn)行集在電力市場(chǎng)中，實(shí)施集中優(yōu)化面臨的最關(guān)鍵問(wèn)中優(yōu)化才是可行的。然而，可靠性要求不能成為實(shí)施題是如何確定哪些方面需要集中優(yōu)化以及集中優(yōu)非競爭行為的借口，保證系統可靠運營(yíng)的最終目的是化與分散決策的分界點(diǎn)在哪里，如果不能很好地解為了提供有效的市場(chǎng)競爭平臺，進(jìn)而提高經(jīng)濟效率。決該問(wèn)題，市場(chǎng)勢必向計劃控制方向發(fā)展，并重新2.3電力 市場(chǎng)存在計量結算與控制手段約束回到市場(chǎng)化改革的起點(diǎn)"5。由于電力市場(chǎng)受到技術(shù)條件的限制，如果在有些電力市場(chǎng)的集中優(yōu)化內容可能包括現貨市場(chǎng)方面進(jìn)行分散決策將意味著(zhù)很大的交易費用,這種技與輸電權交易的集中協(xié)調、輔助服務(wù)的集中購買(mǎi)、術(shù)約束主要表現在:①缺乏對用戶(hù)用電的實(shí)時(shí)計量與市場(chǎng)力控制及資源稀缺定價(jià)、團性決策以及輸電監結算;②缺乏對特定用戶(hù)潮流的實(shí)時(shí)控制。技術(shù)約束管。市場(chǎng)交易通過(guò)集中協(xié)調能夠更快地到達最優(yōu)均并不意味著(zhù)該項技術(shù)沒(méi)有實(shí)現，它還可以表示現階段衡點(diǎn)單要求。輔助服務(wù)購運用該項技術(shù)的成本較高，很可能導致交易費用明顯買(mǎi)包TH中國煤化工.價(jià)進(jìn)行交易的輔助上升，使可能的成本上漲大于由此帶來(lái)的效益。服務(wù)C NMH G目前無(wú)法通過(guò)市場(chǎng)對于用電量非常大的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，安裝實(shí)時(shí)計量進(jìn)行交易的輔助服務(wù)。在第1種情況下，系統交易.第30卷第20期電網(wǎng)技術(shù)_69調度中心僅做出需求決策;而在第2種情況下，它用之間達到平衡，例如為了保證系統安全，發(fā)電量同時(shí)還要進(jìn)行供需量及補償決策。市場(chǎng)力控制及資與負荷需要每時(shí)每刻都保持平衡，如果采用分散交源稀缺定價(jià)問(wèn)題產(chǎn)生的原因是用戶(hù)缺乏需求響應，易的辦法是很難確定協(xié)調量的。市場(chǎng)中可能有多種且在目前的技術(shù)條件下無(wú)法很好地控制用戶(hù)用電，交易類(lèi)型，如點(diǎn)對點(diǎn)雙邊交易、直接通過(guò)現貨市場(chǎng)它所涉及的因素包括市場(chǎng)力、資源稀缺定價(jià)以及系購電等，為了發(fā)現市場(chǎng)均衡價(jià)格，可能需要進(jìn)行多統的可靠性要求，這三者是緊密相關(guān)的，聯(lián)系它們次反復協(xié)調，即使存在微小的不平衡也可能需要花的紐帶是電能價(jià)格上限，因此需要通過(guò)集中決策及費很長(cháng)時(shí)間才能達到穩定,這在無(wú)形中會(huì )使交易費用綜合考慮才能使市場(chǎng)實(shí)現長(cháng)期均衡。團性決策是為急劇增加，同時(shí)也增加了交易的不確定性。為了以較了尋找一種納什均衡，因為其成本具有團性特征，經(jīng)濟的方式實(shí)現發(fā)電量與負荷的平衡，需要將這一-職如機組組合、檢修計劃安排與長(cháng)期投資等問(wèn)題是很責賦予系統調度交易機構，由它通過(guò)集中的現貨市場(chǎng)難找到最優(yōu)解的,往往只能找到一種納什均衡(即次進(jìn)行平衡，并據此制定各市場(chǎng)成員必須遵守的調度計優(yōu)解)。由于次優(yōu)解可能有很多,因此需要通過(guò)集中劃。這樣只需要經(jīng)過(guò)1~2次反復即可實(shí)現市場(chǎng)均衡，同時(shí)又保證了系統安全不受侵害。通過(guò)數學(xué)推導可決策來(lái)確定最接近均衡的次優(yōu)解。輸電監管不是對所有的輸電業(yè)務(wù)均進(jìn)行監管，知，在不考慮交易費用的前提下，集中優(yōu)化實(shí)現的均在某些環(huán)境下，競爭機制是可以取代監管而發(fā)揮作衡就是競爭市場(chǎng)的均衡，此時(shí)社會(huì )總剩余最大”5。集用的。輸電監管首先應明確如何劃定競爭性輸電業(yè)中管理的現貨市場(chǎng)作用是相當明顯的,因為電力市場(chǎng)務(wù)與受管制輸電業(yè)務(wù)的界限，對于受管制的輸電業(yè)中雙邊交易占了非常大的比例，需要平衡的只是一小務(wù)，既要保證它能夠回收成本，又要促進(jìn)其提高運部分電量，但正是這部分電量難以通過(guò)分散交易進(jìn)行營(yíng)效率。在上.述問(wèn)題中，集中協(xié)調以及團性決策對平衡。通過(guò)集中協(xié)調，既能夠體現出競爭性市場(chǎng)的交現貨與輸電權交易的干預程度最輕，它們只是對市易均衡，又可減少采用分散手段所帶來(lái)的交易費用，場(chǎng)成員的經(jīng)濟決策進(jìn)行一-定程度的協(xié)調，協(xié)助他們因此是一一種非常經(jīng)濟的運行方式。當計及輸電線(xiàn)路的安全約束時(shí)，集中協(xié)調顯得發(fā)現最優(yōu)并在系統安全所允許的時(shí)間內達到最優(yōu)。尤其重要，這是因為受并行潮流的影響，電能的注輔助服務(wù)問(wèn)題涉及到具體的決策,但是它所涉及的入及流出量與輸電線(xiàn)路上的潮流關(guān)系很復雜，如果范圍有限，因此干預程度為中等;集中干預最嚴重不通過(guò)集中方式予以解決，幾乎不可能在實(shí)時(shí)交易的是市場(chǎng)力控制及資源稀缺而引起的電價(jià)和輸電前完成。這不僅會(huì )增加交易費用，更嚴重的是會(huì )危監管，這是因為它們涉及的問(wèn)題較多，并且是導致害系統的穩定運行，由此造成的損失難以估量。在電力市場(chǎng)失靈的主要因素。集中優(yōu)化是為了促進(jìn)分散決策而不是取代分散大多數市場(chǎng)中，電能與輸電的協(xié)調實(shí)際上是通過(guò)安全約束經(jīng)濟調度程序來(lái)完成的，這可以更好地抑制決策。不能錯誤地認為市場(chǎng)失靈就是市場(chǎng)不能實(shí)現集交易費用。如果電能與輸電分開(kāi)協(xié)調將在無(wú)形之中中優(yōu)化的要求，進(jìn)而否定市場(chǎng)，這是混淆了市場(chǎng)、分增加協(xié)調的工作量，且很容易因為2者之間的不匹散決策與集中優(yōu)化之間的關(guān)系。分散決策的失靈不代配而造成多次反復。將2者結合后可以一次性解決表市場(chǎng)的失靈，因為市場(chǎng)機制是由分散決策與集中優(yōu)2個(gè)問(wèn)題，因此大大降低了工作時(shí)間與費用。另外，化共同組成的。在產(chǎn)權制度建立后，如何劃分集中優(yōu)電能與輸電交易綜合進(jìn)行能夠提供一致的價(jià)格， 從化與分散決策的范圍是非常重要的。該問(wèn)題可能會(huì )永而最大程度地減少外部性并實(shí)現資源的優(yōu)化配置。遠存在并-直被爭論下去，最終將回歸到道德判斷另外，還應當注意到集中式現貨市場(chǎng)所帶來(lái)的上。應當盡可能地保持經(jīng)濟活動(dòng)中的權責對應性與程其他好處。在集中的市場(chǎng)中，競爭程度更加激烈，序公正性,這將有助于人們在具體環(huán)境下劃分集中優(yōu)由于電力商品基本是同質(zhì)的，所以市場(chǎng)成員的供求化與分散決策的范圍，避免傳統體制的失誤。信息能夠很集中地通過(guò)報價(jià)顯示出來(lái)。因此現貨市3.2 集中優(yōu)化的具體對象場(chǎng)能夠非常有效地降低信息不對稱(chēng)性，減少交易雙3.2.1協(xié)調的現貨 市場(chǎng)方由中國煤化工市場(chǎng)與雙邊交易等3.2.1.1短期電能交 易協(xié)調形式YHCNMHG成員能夠方便地對現貨市場(chǎng)一般由系統調度交易機構負責運營(yíng)，它們進(jìn)行比較與選擇，這進(jìn)一步拓寬 了競爭范圍并集中式的現貨市場(chǎng)能有效地在系統安全與交易費提供了更多信息，促進(jìn)了市場(chǎng)成員履行合同的意向70朱治中等:電力市場(chǎng)的集中優(yōu)化Vol. 30 No.20并減少了合約成本，從而提高了市場(chǎng)效率。失。但總的來(lái)說(shuō)，解決集中購買(mǎi)決策所導致的市場(chǎng)3.2.1.2輸電權的協(xié)調分配力問(wèn)題比實(shí)現實(shí)時(shí)的需求側響應或進(jìn)行用戶(hù)控制除了電能現貨交易之外，系統調度交易機構通更經(jīng)濟。常還負責輸電權的協(xié)調"6。輸電權指的是對輸電線(xiàn)3.2.3輔 助服務(wù)路的使用權，它是一項長(cháng)期權利，需要通過(guò)集中方為了保證系統的安全運行，系統調度交易機構需式來(lái)安排。此后如果要實(shí)現輸電權的流通，還需要要提供或購買(mǎi)某些輔助服務(wù)支持。由于電力系統的復在短期內經(jīng)過(guò)集中式的二級拍賣(mài)，這與電能交易不雜性，這些輔助服務(wù)往往與電能服務(wù)存在密切的耦合同，因為電能購買(mǎi)協(xié)調只是-一個(gè)短期協(xié)調。無(wú)論是關(guān)系，如對于發(fā)電商來(lái)說(shuō)，它能夠同時(shí)生產(chǎn)無(wú)功與有點(diǎn)對點(diǎn)輸電權還是關(guān)口權，通常會(huì )將某條線(xiàn)路的容功，但是無(wú)功的增加意味著(zhù)有功的減少，并且它們之量分配給-組使用者。由于受并行潮流的影響，線(xiàn)間還不是線(xiàn)性關(guān)系。在電能市場(chǎng)上發(fā)電商的有功報價(jià)路的容量與這組輸電權之間的聯(lián)系是非常復雜的，是一條價(jià)格-電能曲線(xiàn)，在不同的范圍內，有功與無(wú)功如果通過(guò)分散的雙邊協(xié)商進(jìn)行協(xié)調，工作量將會(huì )非的轉換關(guān)系不- -樣，因而要得到協(xié)調-致的有功無(wú)常龐大，即使對于輸電權沒(méi)有時(shí)間約束，這在經(jīng)濟功報價(jià)曲線(xiàn)近乎不可能。即使能夠做到，由于無(wú)功相上也是不劃算的。而且輸電權交易發(fā)生的次數是相當低廉，無(wú)功報價(jià)所能實(shí)現的收益也會(huì )非常少，這是當多的，如果每次交易都能節約- -定程度的交易費因為安裝復雜的計量設備將消耗很大- -筆費用I9。對用，那么常年積累下來(lái)數目也很可觀(guān)。.另外，為了促進(jìn)對輸電系統的充分利用，系統其他輔助服務(wù)也可以做類(lèi)似分析，且結論是相同的。調度交易機構通常還會(huì )集中發(fā)布與之有關(guān)的大量因此，在通常的系統運行中，除了運行備用等信息，尤其是針對約束線(xiàn)路，這有助于克服電網(wǎng)壟有限的輔助服務(wù)能競價(jià)外，--般都是由系統調度交斷的弊端，增加信息透明度，從而為市場(chǎng)成員使用易機構進(jìn)行綜合優(yōu)化與購買(mǎi)，然后以附加費的形式向用戶(hù)收取。線(xiàn)路提供方便。3.2.2市場(chǎng)力 問(wèn)題3.2.4團性決策在一般商品市場(chǎng)中，用戶(hù)可以適時(shí)地對價(jià)格做出文獻[20]對團性進(jìn)行了解釋?zhuān)傅氖巧a(chǎn)要.反應以調整自身的需求,或者供應方可依據用戶(hù)的報素的不可分割性。該問(wèn)題的存在導致了電力市場(chǎng)很價(jià)確定成交量，以實(shí)現利潤最大化。但是，在電力市難找到一個(gè)簡(jiǎn)單明了的均衡點(diǎn)，這表現在機組組合場(chǎng)中用戶(hù)的電力需求是- -個(gè)連續不斷的流量,并且在與輸電投資2方面，如由于機組有啟停成本與空載一天之內會(huì )發(fā)生劇烈波動(dòng)，這意味著(zhù)實(shí)時(shí)電價(jià)會(huì )隨時(shí)成本，未來(lái)的負荷需求又是不完全可知的，因而機變化。如果讓全部電力用戶(hù)都能直接看到變動(dòng)的電組組合可能不只一種。如果缺乏統- -協(xié)調，發(fā)電商價(jià)，電力需求側響應將會(huì )發(fā)生，這將抑制市場(chǎng)力的發(fā)將很難自己決定機組的開(kāi)停，若機組開(kāi)停無(wú)序則費用將急劇增加，并將危害系統安全。對于輸電投資生。如果讓電力供求雙方簽訂合同并在實(shí)時(shí)運行時(shí)嚴也是如此，輸電線(xiàn)路的容量不應是無(wú)限的，它也有格執行，也可以有效地減小市場(chǎng)力。但是，無(wú)論要做一個(gè)經(jīng)濟點(diǎn)，在該點(diǎn)投資的邊際成本恰好等于減少到以上哪- -點(diǎn)都是非常困難的，即使能夠做到，交阻塞的收益。但是，由于輸電線(xiàn)路的容量不是連續易費用也將遠遠超過(guò)由此帶來(lái)的收益。正因為如此,的，因而恰好能實(shí)現這樣的投資的可能性較小。為在平衡市場(chǎng).上需要由系統調度交易機構代替用戶(hù)做了實(shí)現最經(jīng)濟的投資，需要對輸電線(xiàn)路的投資與拍出購買(mǎi)決策，以確定最終的成交價(jià)格15.17-1]。賣(mài)所得的輸電權收入進(jìn)行綜合計算，而輸電權拍賣(mài)要讓所有用戶(hù)看到平衡市場(chǎng)的價(jià)格或讓系統一般是由系統調度交易機構來(lái)協(xié)調的，所以輸電線(xiàn)調度交易機構控制用戶(hù)的用電量，則需要安裝非常路的投資也需要由它來(lái)協(xié)調實(shí)現。強大的計量、通信與控制系統。在現有技術(shù)條件下，3.2.5輸電監管上述要求不是難以實(shí)現就是成本過(guò)高。集中購買(mǎi)可輸電監管分為2大類(lèi):①經(jīng)濟監管,其主要內容能引發(fā)市場(chǎng)力問(wèn)題，因為在缺乏需求側響應的情況包括輸電準入、輸電價(jià)格、系統擴展與服務(wù)質(zhì)量;②下，發(fā)電商很容易故意報高價(jià)，從而獲取不正當收社會(huì )中國煤化工建康與安全。隨著(zhù)電益，通過(guò)采取適當的措施有可能減輕這一后果的嚴力市YHC N M H C齊監管向社會(huì )監管的重性。同時(shí)，在集中決策時(shí)將設置價(jià)格.上限，有些過(guò)渡。經(jīng)濟監管應保證輸電企業(yè)不會(huì )濫用壟斷權利而用戶(hù)的需求可能沒(méi)有得到完全滿(mǎn)足，這也會(huì )造成損向用戶(hù)收取過(guò)高的費用或實(shí)施服務(wù)歧視，同時(shí)還應避第30卷 第20期電網(wǎng)技術(shù)71免在不同的用戶(hù)間形成交叉補貼(即外部性)。輸電擴[6] 王承民， 袁智強，侯志儉.電力市場(chǎng)的均衡與失靈問(wèn)題探討[].電網(wǎng)技術(shù)，2004, 28(13); 65-69.展的實(shí)現既有賴(lài)于良好協(xié)調機制的建立，同時(shí)也要保Wang Chengmin, Yuan Zhiqiang, Hou hijian. Analysis on the power證那些為提高可靠性而建設的線(xiàn)路有合理的收入回market equilibrium and filure[D]. Power System Technology, 2004,收機制。社會(huì )監管的目的是為了保護環(huán)境(包括人類(lèi)、28(13); 65-69(in Chinese).[7] 舒雋， 張粒子,劉易，等.電力市場(chǎng)下日無(wú)功計劃優(yōu)化模型和算法動(dòng)植物及其所依賴(lài)的生態(tài)系統)。在進(jìn)行輸電服務(wù)時(shí)，的研究[J].中國電機工程學(xué)報，2005, 25(13): 80-85.應盡可能地采取合理措施保護人身與財產(chǎn)安全。Shu Jun, Zhang Lizi, Liu Yi, et al. Research on the day ahead reactiveoptimization model and arithmetic under power market[J].除了.上述幾方面外，電力市場(chǎng)中可能還有許多需要Proceedings of the CSEE, 2005, 25(13). 80-85(in Chinese).通過(guò)集中方式解決的問(wèn)題，因篇幅所限本文不再贅述。[8] 乞建勛， 方軍，牛東曉，等.考慮系統穩定性的供用電交易模型[].中國電機工程學(xué)報, 2005, 25(5); 83-87.4結語(yǔ)Qi Jianxun, Fang Jun, Niu Dongxiao, et al. The transaction model forwer market considering the security of power system[J].由于電力市場(chǎng)極其特殊，因此集中優(yōu)化規則是Proceedings of the CSEE, 2005, 25(5); 83-87(in Chinese).電力市場(chǎng)制度設計的重要組成部分，也是當前研究9] 趙希正.強化電網(wǎng)安全保障可靠供電一 美加"814'停電事件給我們的啟示和小，電網(wǎng)技術(shù)， 2003, 27(10); 14.的熱點(diǎn)與難點(diǎn)之- -.集中優(yōu)化是分散決策機制的必Zhao Xizheng. Strengthen power system要補充，它們是有效運營(yíng)的市場(chǎng)機制的不同組成部power dlivry[JI. Power System Technology, 2003, 27(10); 1-4in分。集中優(yōu)化與市場(chǎng)機制不是對立的。在電力市場(chǎng)Chinse).{10] Samuelson P, Nordhaus W. Economics(Sixteenth Edition)[M].中，由于存在網(wǎng)絡(luò )相互作用、可靠性與計量結算技術(shù)Beijing: China Machine Press 1998.約束以及輸電環(huán)節的自然壟斷性，因此比其他商品市[I] Hogan w. Scessful market design ("SMD") and filure diagnosis:場(chǎng)更應注重發(fā)揮集中優(yōu)化的作用。blackouts and lampposts in regulating elecricity markets[R].Cambridge: Harvard University, 2003.電力市場(chǎng)集中優(yōu)化按照千預程度的不同可以[12] Hogan W w. Contract networks for eletric power tansmission:分為3類(lèi)，即以現貨市場(chǎng)為代表的集中協(xié)調，以輔technical reference[R]. Cambridge: Harvard University, 1992.[13] Stoft s. Power system economics[M]. New York: John Wiley&Sons,助服務(wù)為代表的集中購買(mǎi)決策和以市場(chǎng)力問(wèn)題為Inc, 2003.代表的集中干預。集中優(yōu)化不是市場(chǎng)失靈的借口，[14] Woolf F. Global transmissio expansion: recipes for sccess[M].更不能因此而否定市場(chǎng)。在電力市場(chǎng)中，關(guān)鍵的問(wèn)New York: PennWell Corporation, 2003.[15] Hogan w. Electricity restructuring: overcoming market failures題是在集中優(yōu)化與分散決策間劃定界限，并明確集without overturning marketsR]. Cambridge: Harvard University,中優(yōu)化是為了更好地進(jìn)行分散決策這一點(diǎn)。2004.[16] Hogan w W. Financial tanission right formulations [R]. Cambridge:參考文獻Harvard University, 2002.[1] 周明，李庚銀，倪以信.電力市場(chǎng)下電力需求側管理實(shí)施機制初探[17]曾鳴，童明光，張艷馥，等.我國未來(lái)電力市場(chǎng)中的經(jīng)濟風(fēng)險-市場(chǎng)力風(fēng)險及其防范問(wèn)題[].電網(wǎng)技術(shù)，2004, 28(9); 10-16.I.電網(wǎng)技術(shù)，2005, 29(<): 6-11.Zeng Ming, Tong Mingguang, Zhang Yanfu. The economnic risk in theZhou Min, Li Gengyin, Ni Yixin. Research on the demand sidefuture power market of our country-- market power risk and itsmanagement regime under the power market[]， Power Systemmitigation method[]. Power System Technology, 2004， 28(9);Techenology, 2005, 29(5): 6-11(in Chinese).2] 夏清，孫正運.考慮交易成本的區城市場(chǎng)撮合交易模型()]， 電網(wǎng)10-16(in Chinese).[18] Hunt s. Making competitin work in ecriciti[M]. New England;技術(shù)，2005, 29(17); 1-4.John Wiley&Sons, Inc, 2002.Xia Qing, Sun Zhengyun. Application of high-low match methods toregional electricity market considering transaction cost[J]. Power[19] Ring B J. Dispatch based pricing in decetralized power systems[D]. Canterbury: University of Canterbury, 1995.System Techenology, 2005, 29(17): 1-4(in Chinese).[3] 朱治中，謝開(kāi)，于爾鏗，等.俄羅斯電力改革中的市場(chǎng)設計述評[20]朱治中，于爾鏗，劉亞芳，等。電力市場(chǎng)設計原理D].電力系統自動(dòng)化，2005, 29(14): 1-4.[].電網(wǎng)技術(shù)，2005, 25(14): 35-39.Zhu Zhizhong, Yu Erkeng, Liu Yafang. et al. The fundamentals ofZhu Zhizhong, Xie Kai, Yu Erkeng, et al. Review on the marketelectricity market design[J]. Automation of Electricity Power, 2005,design in Russian power market reform[J] 。Power System29(14); 1-4(in Chinese).Techenology, 2005， 25(14); 35-39(in Chinese).4] 黎燦兵，康重慶，夏清，等.區域電力市場(chǎng)交易機制的研究[D].電收稿日期: 2006-07-16.網(wǎng)技術(shù)，2004,0 28<(), 3439.作者簡(jiǎn)介:Li Canbing, Kang Chonging, Xia Qing, et al. Research on regional朱治中(1978-)，男，博士，從事電力市場(chǎng)研究，E-mail:power market transaction regime[]. Power System Techenology,zhuzhizhong@ 163.com;2004, 28(7); 3439(in Chinese)。中國煤化工從事電網(wǎng)調度運行管理5] 楊志輝，劉有非，唐云，等.電力市場(chǎng)穩定性分析[)]. 中國電機工作:工程學(xué)報，2005, 29(2): 1-5.:[HC N M H G有突出貢獻專(zhuān)家,研究方Yang Zhihui, Liu Youfei, Tang yun, et al. The anaylsis on the sability向為經(jīng)濟調度、狀態(tài)估計、EMS和電力市場(chǎng)。of power market[]. Proceedings of theCSEE, 2005, 29(2); 1-5(in(編輯王金芝)Chinss). .