王旭辉 云南电网电力调度控制中心
吴冕 华南理工大学
赵玉柱 中国南方电网电力调度控制中心
2024年11月南方区域电力市场结算试运行期间，广东出现了报低价的小容量机组未安排开机但位于相邻节点的大容量机组被安排开机的现象，单从出力报价的角度看不符合发电成本最优的市场出清目标。本期“解市”讨论南方区域市场结算试运行期间出现的这一个现象。
南方区域电力现货市场的出清机制旨在满足各项约束条件的前提下，以社会福利最大化为目标进行集中优化计算，出清得到机组的开/停机结果。2024年11月，广东交流入口检修期间，晚间用电负荷较高，容易导致广东省正备用约束达界。预留正备用的必要性和正备用容量的计算方法见“解市”第1期，此处不作赘述。
因此，现货市场的出清逻辑可以总结为：
（1）保证开机机组的可调出力满足负荷需求，保证开机机组提供的正备用容量满足广东省内正备用需求；
（2）在（1）的基础上，选择一套总成本最小的开停机方案。
下面，以A、B两电厂的报价和开停机结果为例进行说明：假设某日两相邻节点的A、B电厂申报信息如下表所示：
表1：A、B两电厂的申报信息
表1中，与B厂#2、#3机组相比，A厂#1机组的启动成本、最小技术出力费用和各段电能量报价均更低，直观来看，A厂#1机组应该更具有开机的优势。出清结果也提示B厂机组持续压最小技术出力运行，有进一步减出力的趋势。下面我们具体计算一下几种开机方式的成本。
观察出清结果，晚峰时段，广东正备用约束已达界，#2、#3机组均开机13小时且全时段压最小技术出力，共为系统提供400×2=800MW出力，用于平衡负荷；以及（600-400）×2=400MW的正备用容量，用于满足广东省内正备用需求。结合上述申报信息可计算得到两台机组开机运行一个小时总运行成本约为540万元。
为验证出清结果的合理性，修改开停机结果形成如下3种方案，并根据上文所提现货市场出清逻辑展开讨论：
方案1：仅开#1机组。该开机方式的出力上限为300MW，下限为200MW，一台机最多可提供200MW电力/100MW备用,或300WM电力/0MW备用，负荷需求和正备用需求均不能满足。若考虑满足出清结果的出力和备用要求，与#1机类似的机组需要另开出3台，该方案的开机运行13小时总成本（592万元）将高于出清结果的总成本。
方案2：开#1、#2机组。该开机方式下出力上限为900MW，出力下限为600MW，能够提供300MW的正备用容量。此时负荷需求得到满足，但正备用容量不足。只能继续增加一台与#1机类似的机组，该方案的开机运行13小时总成本（566万元）将高于出清结果的总成本。
方案3：开#1、#2、#3机组，较出清结果多开一台机组。该开机方式下出力上限为1500MW，出力下限为1000MW，此时负荷需求和正备用需求均能够满足。然而，即便三台机组均压最小技术出力，尽可能减少发电成本，本方案的13小时总成本（688万元）也高于出清结果的总成本。
需要说明的是，由于出清结果和上述三种出清方案中发电机组的电能量报价段均未调出，因此本案例中三台机组的电能量报价未对最优出清方案的选择产生影响。
综上所述，可以得到以下两点结论：
（1）当正备用偏紧的运行方式下，大机组相对更有竞争优势。市场开停机方案是出清系统综合考虑报价和系统安全运行约束后形成的，与小容量机组相比，大容量机组虽然报价更高，但满足高峰负荷需求、提供正备用容量支撑的能力也更强，达到“花一份钱办两件事”的效果。若仅从报价考虑安排小容量机组开机，可能无法满足系统负荷及正备用需求，不得不安排更多机组开机，导致系统总成本不降反升。另外，大容量机组开机提供备用，往往仅需带最小技术出力运行，无需调出其能量报价段容量，这同样符合社会福利最大化的现货市场出清目标。
（2）发电主体可以通过扩大机组运行范围的方式增加被安排开机的概率，获得更高收益。小容量机组未安排开机的一个原因是可调出力和提供的正备用容量较小，因此通过减少出力受限、降低最小技术出力、扩大机组运行优化区间，能够增加机组被安排开机的可能性。
编辑 韩晓彤
审核 姜黎
