单商品电力市场是指只进行有功买卖的市场。电力市场同其他普通日用品市场相同,可以描述成一个经济系统。在这个经济系统当中,参与市场竞争的发电公司、用户和电力市场组织管理机构(市场拍卖人)以及电网公司等构成了市场主体,本章假设电力市场组织管理机构(市场拍卖人)与电网公司是一体的。市场中交易的商品就是有功电力或者电量。通过市场主体之间的竞争达到资源优化配置的目的。

对于参与市场竞争的发电公司或用户来说,追求利润最大化或效用最大化是其最终的目的。因此,其决策可以用如下的模型表示:

一般以二次函数的形式来表示:

一般以二次函数的形式来表示:

式中:ck、pk分别为发电公司k申报的电价和功率；对于发电商来说,pk是正的；而对于用户来说,pk是负的；Ck(pk)为发电公司k的生产成本函数或用户k的效用函数；a、b、c为常系数；对于效用函数,a为负常数。

电网公司和市场拍卖人被认为是特殊的市场参与者。因为电网公司是垄断企业,所以其不能追求电网公司本身的效益最大化,而是追求整个电力市场系统的效益最大化。也就是说,拍卖人是从一个社会福利者的角度来考虑问题的。当用户不参与投标时,整个电力市场系统的效益是通过市场参与者的效益体现出来的,即

式中:ck、pk分别为发电公司k申报的电价和功率；对于发电商来说,pk是正的；而对于用户来说,pk是负的；Ck(pk)为发电公司k的生产成本函数或用户k的效用函数；a、b、c为常系数；对于效用函数,a为负常数。

电网公司和市场拍卖人被认为是特殊的市场参与者。因为电网公司是垄断企业,所以其不能追求电网公司本身的效益最大化,而是追求整个电力市场系统的效益最大化。也就是说,拍卖人是从一个社会福利者的角度来考虑问题的。当用户不参与投标时,整个电力市场系统的效益是通过市场参与者的效益体现出来的,即

式中:k为发电公司集合。式(5.1)～式(5.3)与最简单电力市场的描述是相同的。电力网络是电力交易的载体,因此电力网络方程必须被考虑:

式中:k为发电公司集合。式(5.1)～式(5.3)与最简单电力市场的描述是相同的。电力网络是电力交易的载体,因此电力网络方程必须被考虑:

为了保障系统的安全可靠运行,下列的约束条件必须满足:

为了保障系统的安全可靠运行,下列的约束条件必须满足:

式中:pk、Qk分别为节点k注入的发电机有功功率和无功功率；PLk、QLk分别为节点k的有功和负荷有功；ek、fk分别为节点k电压的实部和虚部；Gkj、Bkj为节点导纳矩阵的相应元素。

式(5.5)表示线路的潮流约束；l=1,2,…,M为系统中线路集合。小写的pk表示变量,而大写的Qk、PLk、QLk表示常量。

式(5.4)表示潮流方程,在此以节点电压方程来表示。

因为潮流方程并没有体现整个系统的电量平衡,所以将式(5.4)中的节点有功功率潮流方程进行累加,得到:

式中:pk、Qk分别为节点k注入的发电机有功功率和无功功率；PLk、QLk分别为节点k的有功和负荷有功；ek、fk分别为节点k电压的实部和虚部；Gkj、Bkj为节点导纳矩阵的相应元素。

式(5.5)表示线路的潮流约束；l=1,2,…,M为系统中线路集合。小写的pk表示变量,而大写的Qk、PLk、QLk表示常量。

式(5.4)表示潮流方程,在此以节点电压方程来表示。(www.daowen.com)

因为潮流方程并没有体现整个系统的电量平衡,所以将式(5.4)中的节点有功功率潮流方程进行累加,得到:

式中:PD、PL分别为负荷和网络损耗

则由式(5.3)～式(5.5)构成的决策模型(问题甲)和由式(5.3)～式(5.6)构成的决策模型(问题乙)是等效的,问题甲的解一定是问题乙的解,反过来也是一样。

在实际的电力市场竞争过程中,发电公司的成本是不公开的,电网公司也不可能知道发电公司的发电成本,所以目标函数(5.3)常常被式(5.7)所代替:

式中:PD、PL分别为负荷和网络损耗

则由式(5.3)～式(5.5)构成的决策模型(问题甲)和由式(5.3)～式(5.6)构成的决策模型(问题乙)是等效的,问题甲的解一定是问题乙的解,反过来也是一样。

在实际的电力市场竞争过程中,发电公司的成本是不公开的,电网公司也不可能知道发电公司的发电成本,所以目标函数(5.3)常常被式(5.7)所代替:

由上述公式构成了发电侧电力市场系统决策模型的完整表示。当用户参与投标时,潮流方程(5.4)变化为:

由上述公式构成了发电侧电力市场系统决策模型的完整表示。当用户参与投标时,潮流方程(5.4)变化为:

式中:pk为节点k注入的发电机有功或者负荷有功。

将式(5.8)中的节点有功功率潮流方程进行累加,总功率平衡方程(5.6)变化为:

式中:pk为节点k注入的发电机有功或者负荷有功。

将式(5.8)中的节点有功功率潮流方程进行累加,总功率平衡方程(5.6)变化为:

由式(5.8)和式(5.9)分别代替式(5.4)和式(5.6)就形成了用户投标情况下的电力市场决策模型。

电力市场的竞争过程通常是由市场参与者——发电公司首先进行决策,申报价格及电量曲线,然后由市场拍卖人进行决策,确定成交电价和成交电量。

由式(5.8)和式(5.9)分别代替式(5.4)和式(5.6)就形成了用户投标情况下的电力市场决策模型。

电力市场的竞争过程通常是由市场参与者——发电公司首先进行决策,申报价格及电量曲线,然后由市场拍卖人进行决策,确定成交电价和成交电量。