a b s t r a c t r e s e a r c ho f r e a c t i v ep o w e rs p o tp i u c i n gi n p o w e rs y s t e mb a s e do no p f a b s t r a c t t h ei s s u e so f r e a c t i v ep o w e rp r i c i n ga r ec l o s e l yr e l a t e dt ot h es e c u r i t ya n ds t a b i l i t yo f p o w e rm a r k e to p e r a t i o n t h ee x c e l l e n ts p o tp r i c em a yi n s p i r ep o t e n t i a la n de n e r g yo f m a r k e td e e p l y o p t i m a lp o w e rf l o ww h i c hh a sd e v e l o p e dt ot h i sd a yh a sb e c o m ea n e c e s s a r yi m p l e m e n to fa n a l y z i n ga n do p t i m i z i n gf o rp o w e rn e t w o r k t h em a i nw o r ko f t h i sp a p e ri sr e a c t i v ep o w e rp r i c i n gr e s e a r c hb a s i n go no p fu n d e rt h ee n v i r o n m e n to f p o w e rm a r k e t t h ep a p e rf i r s tc o n c l u d e se l e c t r i c i t ym a r k e t s ，i n t r o d u c e st h er e a c t i v ep o w e rs e r v i c e a n di t sp r i c i n gm e c h a n i s m , r e v i e w sa n ds u m m a r i z e st h er e a c t i v ep o w e rp r i c i n gm e t h o d s i n s i d ea n do u t s i d et h ec o u n t r y f o l l o w i n gt h 礬t h i sp a p e rc o n t i n u e sp r o d u c t i o n sf o rr e a c t i v ep o w e rs p o tp r i c i n g t h e o r yr e s e a r c h e si nt h ep a s td e c a d e , a n da n a l y z e sc o s tc o m p o s i t i o n so fr e a c t i v ep o w e r s e r v i c ea n di n f e c t i o n so ni tu n d e rd e r e g u l a t i o n , a n dp r o p o s e san e wm o d e lf o rc a l c u l a t i n g r e a c t i v ep o w e rp r i c e s t oe n r i c hi t se c o n o m i ci n f o r m a t i o n , t h es t a t i cv a rc o m p e n s a t o r ( s v c ) i sa d d e dt o f u r t h e r m o r e t or e v e a lt h er e l a t i o n s h i pb e “v e e nt h ec o s to fr e a c t i v e p o w e rp r o d u c t i o na n dt h ec l a s s i c a le c o n o m i cd i s p a t c h , t h el a g r a n g ef u n c t i o nf o rt h e r e a c t i v ep o w e rp r i c em o d e li sb u i l t ，as p o tp r i c i n gd e c o m p o s e dd e t a i l e da n dt h el a g r a n g e m u l t i p l i e s 冬、氣a n a l y z e dt o t a l l i nt h ee n d , o nt h et e s ts y s t e mi e e e - 4 ，n u m e r i c a ls i m u l a t i o n sf o rt h ed i f f e r e n tl o a d c o n d i t i o n sd e m o n s t r a t et h e v a l i d i t y o ft h em o d e lp r o p o s e d e x t e n s i v en n m e r i e u l s i m u l a t i o n so nt h et e s ts y s t e m st h a tr a n g ei ns i z ef r o m4t o1 1 8b u s e ss h o wt h a tt h e p r i m e - d u a l i n t e r i o rp o 硫m e t h o d ( p d i p m ) f o rs o l v i n gt h er e a c t i v ep o w e rp r i c eh a s e x c e l l e n tr o b u s t n e s s k e y w o r d s ：r e a c t i v ep o w e rp r i c e ；p d i p m ；s v c ；s p o tp r i c i n gd e c o m p o s i t i o n ； o p t i m a lp o w e rf l o w ( o p f ) “ 幺 q “ s a j n _ x 七 p q q m 只 r 。 l t f ( x ) h ( x ) g ( x ) ( ) ，( ) ，u y ，z ，w ，z ，w 厶u ，z ， 主要符號對照表 系統(tǒng)所有節(jié)點的集合 發(fā)電機集合 靜止無功補償器集合 線路集合 發(fā)電機的有功出力 發(fā)電機的無功出力 有功網(wǎng)損 無功網(wǎng)損 平衡節(jié)點處的有功 平衡節(jié)點處的無功 靜止無功補償器的無功出力 發(fā)電機的額定視在功率 有功發(fā)電的利潤率，通常在5 1 0 之間 分別為有功無功負(fù)荷和無功源的無功出力 節(jié)點電壓幅值 線路有功功率 系統(tǒng)最小旋轉(zhuǎn)備用容量 發(fā)電機i 能夠提供的旋轉(zhuǎn)備用的最大容量百分比 目標(biāo)函數(shù) 等式約束函數(shù)向量 不等式約束函數(shù)向量 不等式約束上下界向最 松弛變量向量 拉格朗日乘子向量 對角元分別為l , u ，乙w 的對角陣 昂&如兄c5i只 v g 不等式約束方程組的梯度矩陣 v h ( x ) 等式約束方程組的梯度矩陣 ，( 力 等式約束方程組的雅克比矩陣 v 2 9 ( 曲 不等式約束方程組的海森矩陣 v 2 ( 等式約束方程組的海森矩陣 擾動因子 e 單位向量 a i ，a u ，出，a w 迭代修正量 s t e p p 原始步長。 s t e p a 對偶步長 七一最大迭代次數(shù) 盯 中心參數(shù) 占 計算精度 c 。 互補間隙 第一章緒論 第一章緒論 1 1電力市場的出現(xiàn) 二十世紀(jì)八十年代，電力市場的興起對傳統(tǒng)的電力工業(yè)產(chǎn)生了巨大沖擊，在電力 工業(yè)中引入競爭、實行商業(yè)化運行的革命風(fēng)暴席卷全球，各國電力工業(yè)都在經(jīng)歷著不 同程度日新月異的變化【1 1 。電力市場的蓬勃發(fā)展不僅對電力工業(yè)的管理體制產(chǎn)生了深 刻影響，而且對電力系統(tǒng)運行的各個環(huán)節(jié)提出了許多亟待解決的、新的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題 2 3 1 。 電力市場的概念多種多樣，較為完整的一種描述為：電力市場是電網(wǎng)商業(yè)化運營 規(guī)范化的環(huán)境和場所；是電力買主和賣主相互作用，以決定其電價和電量的過程；是 電力供方和需方分別以利潤最大化和成本最小化為目標(biāo)，按照約定的規(guī)則，以輸電網(wǎng) 為媒介聯(lián)系起來，通過自主競爭和經(jīng)濟(jì)合同的形式，進(jìn)行電能交易的一種組織體系和 電能配置方式 4 - 6 1 。 電力市場牽涉到電廠、電網(wǎng)、用戶三方經(jīng)濟(jì)實體的利益，其實質(zhì)是通過建立充滿 競爭和選擇的電力系統(tǒng)運行環(huán)境，提高整個電力工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。建立電力市場的目 的是把競爭機制引入電力系統(tǒng)中，市場參與者地位平等，各方以經(jīng)濟(jì)利益為目標(biāo)調(diào)整 自身行為。上述特性決定了與傳統(tǒng)壟斷的電力系統(tǒng)相比，電力市場最大的特征足具有 開放性競爭性；與普通的商品市場相比，電力市場具有計劃性和協(xié)作性1 7 j 。 1 2 電力市場的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，許多國家和地區(qū)都在相繼進(jìn)行電力體制改革，結(jié)構(gòu)重組，建立電力市場， 以此提高運營效率和效益。世界上主要的電力市場有英國電力市場；關(guān)國加州、p j m 和n e p o o l 電力市場；澳大利亞電力市場；新西蘭電力市場：阿根廷電力市場；北 歐電力市場等。 英國電力市場是在將壟斷的電力工業(yè)全面解除管制、引入競爭的絲礎(chǔ)上形成的。 美國電力市場則是在全面私有化基礎(chǔ)上進(jìn)行的。它們是最具代表的兩種電力市場結(jié)構(gòu) 模式。英國的強制型電力庫( p o w e rp 0 0 1 ) 模式及近來推出的市場新模式廣受關(guān)注。 美國加州的市場化改革雖然起步較晚，但卻獨樹一幟，改革伊始就力圖設(shè)計一種完美、 第一章緒論 超前和具有表率作用的市場模式。 從全局看，不同國家電力市場的運營模式可歸納為兩大類：發(fā)、供、用電沿用 垂直一體化管理，只進(jìn)行有限和局部改革。采用此模式的國家有法國、日本、印度、 蘇格蘭、巴基斯坦，以及美國的一些州。 發(fā)、供、用電環(huán)節(jié)解除或放松管制。采用 此模式的國家和地區(qū)有英國、美國加州、新西蘭、澳大利亞、挪威、阿根廷、秘魯、 智利等。雖然各國各地區(qū)電力市場結(jié)構(gòu)互不相同，改革所處階段及所遇到的問題也不 同，但它們都有一些共同特點【6 l ： l 、電價改革是關(guān)鍵。 2 、規(guī)模效益日漸消失壟斷導(dǎo)致規(guī)模效益越來越低，已無法補償因低效帶來的 損失同時，規(guī)模效益的下降和非增性質(zhì)，已影響到輸電定價的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論 基礎(chǔ)。 3 、發(fā)電側(cè)首先引入競爭，現(xiàn)貨與合同交易并舉。 4 、供電領(lǐng)域逐步開放，所有用戶均可自由選擇供電商。 5 、輸電網(wǎng)壟斷經(jīng)營，以挖掘和發(fā)揮其自然壟斷的潛力。輸電網(wǎng)的自然壟斷特性 說明，電網(wǎng)不能重復(fù)建設(shè)，應(yīng)該組建由國家電網(wǎng)公司實行的開放式壟斷經(jīng)營。 6 、用經(jīng)濟(jì)和法律手段管理市場，避免簡單命令式的調(diào)度方式。充分發(fā)揮市場經(jīng) 濟(jì)這只“看不見的手”，并充分運用經(jīng)濟(jì)手段調(diào)節(jié)和平衡電力市場。 7 、實施有限但嚴(yán)格的監(jiān)管。監(jiān)管必不可少，且應(yīng)具備實時反饋和靈活調(diào)節(jié)的功 能。為了保護(hù)公眾利益，必須對具有壟斷性質(zhì)的環(huán)節(jié)實行有限管制，其最終 目的是用法律手段規(guī)范市場，保證市場競爭的公平和公正 隨著世界經(jīng)濟(jì)格局一體化進(jìn)程的加快和中國加入w t o 所帶來的機遇和挑戰(zhàn)，國 內(nèi)電力市場也將日益開放目前，我國電力工業(yè)已進(jìn)入跨大區(qū)聯(lián)網(wǎng)和推進(jìn)全國聯(lián)網(wǎng)的 新階段。傳統(tǒng)的壟斷電力工業(yè)因缺乏競爭而逐漸失去活力，已經(jīng)不適應(yīng)我國社會市場 經(jīng)濟(jì)開展的需求。為促進(jìn)我國電力工業(yè)持續(xù)、健康、快速的發(fā)展，需要深入進(jìn)行電力 體制改革，實現(xiàn)我國電力工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長方式和管理體制的轉(zhuǎn)變。 現(xiàn)在，我國已經(jīng)明確了分階段實施電力市場的戰(zhàn)略，確定了首先實行“廠網(wǎng)分丌、 競價上網(wǎng)”的方針。早在1 9 9 8 年就開始電力市場的試點，先后指定山東、浙江，上 海、遼寧、吉林和黑龍江6 家電力公司作為模擬試點單位，由此邁出市場化運營的第 一步。這些模擬電力市場為我國在實施“廠網(wǎng)分丌”模式后，逐步建立起健康有序的 電力市場積累了豐富的經(jīng)驗，培養(yǎng)了大批的電力市場管理和技術(shù)人才，也為我國學(xué)者 深入研究電力市場中的核心問題和熱點問題提供了有力的科研基礎(chǔ)。經(jīng)過幾年的市場 2 第一章緒論 培育和探索，國務(wù)院和原國家經(jīng)貿(mào)委于2 0 0 2 年將最初確定的“省為實體”的改革方 向調(diào)整為：完善現(xiàn)實的省級電力市場，加快發(fā)展區(qū)域電力市場，逐步培育田家電力干亍 場；形成以區(qū)域電力市場為主，國家市場和省級市場為輔，統(tǒng)一開放、協(xié)調(diào)聯(lián)動的電 力市場體系。 時下，我國電力系統(tǒng)從改革內(nèi)部管理機制和運營方式入手，在電力公司內(nèi)部各供 電企業(yè)中實行獨立核算，自主經(jīng)營，自負(fù)盈虧的經(jīng)營機制，提高了電力系統(tǒng)的管理水 平，并獲得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。但在電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，電力工業(yè)的重組還未得到實 質(zhì)進(jìn)展，在電價體系和交易方面缺乏必要的理論基礎(chǔ)。其中輸電及其他輔助服務(wù)的度 量和定價是電力市場理論研究中較為薄弱的環(huán)節(jié)。 1 3 電力市場輔助服務(wù) “在開放的環(huán)境下，需要有不同的電力服務(wù)滿足不同用戶的需求以及電力市場競爭 的需要。電力服務(wù)總的來說可分為以下三類：發(fā)電服務(wù)( g e n e r a t i o ns e r v i c e s ) 、輸電 服務(wù)( t r a n s m i s s i o ns e r v i c e s ) 和輔助服務(wù)( a n c i l l a r ys e r v i c e s ) 。 目前國際上對輔助服務(wù)問題的研究在很多方面尚未達(dá)成共識，各國都按照自己的 模式實施相應(yīng)的規(guī)則。從發(fā)電側(cè)考慮，可認(rèn)為輔助服務(wù)是發(fā)電廠保證電力系統(tǒng)安全可 靠運行而采取的必要措施。從輸電角度考慮，可認(rèn)為輔助服務(wù)是為完成輸電的主要功 能，即將電能從發(fā)電廠輸送到用戶，并保證安全和質(zhì)量所需要采取的所有輔助措施。 從運行管理角度考慮，在當(dāng)日的實時運行中，由于一些不可預(yù)測和不可控制的原因， 如交易的臨時變動、負(fù)荷的隨機波動以及機組的強迫停運等，需要有一個有功、無功 的實時平衡服務(wù)以及相關(guān)的運行服務(wù)來保證供電質(zhì)量和可靠性要求，這也被稱為輔助 服務(wù)。從系統(tǒng)控制角度考慮，可認(rèn)為輔助服務(wù)是由控制設(shè)備和操作員執(zhí)行的有關(guān)功能， 這些功能是發(fā)、控、輸、配電用以支持基本的發(fā)電容量、電能供應(yīng)和電力傳輸服務(wù)。 現(xiàn)在應(yīng)用較多的一種輔助服務(wù)的定義是將電能從發(fā)電廠輸送到用戶，并保證安全和質(zhì) 量、滿足輸電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性所需要采取的所有輔助措施，e 要包括調(diào)度、電壓和 無功功率控制、頻率控制、各種系統(tǒng)備用、穩(wěn)定控制等。 在輔助服務(wù)市場中，發(fā)電商：盂要提交每種服務(wù)的容量投枷、價和電量投標(biāo)價格。成 功的競標(biāo)者將預(yù)留發(fā)電容量并獲得容量付費。在實時調(diào)度中，如果中標(biāo)者被實時調(diào)用， 則再付給一定的電量電價。因此，電網(wǎng)公司必須付給發(fā)電商兩方面的費用。 其中由于無功服務(wù)是一次性投資且生產(chǎn)費用很小，電價不容易計算，以往常被忽 3 第一章緒論 略。隨著電力系統(tǒng)輔助市場的建立，人們愈加關(guān)注無功費用在電價結(jié)構(gòu)中所處的地位 1 4 基于最優(yōu)潮流的無功定價問題的提出 在過去2 0 年間，由于私有制和解除管制的推行，全球電力系統(tǒng)在持續(xù)發(fā)展中經(jīng) 歷著重大變革。當(dāng)前，電力系統(tǒng)的一個全球性目標(biāo)是，在保證電力服務(wù)的完整性、優(yōu) 質(zhì)性和安全性達(dá)到合適水平的基礎(chǔ)上，尋求一種最低花費。在完全競爭的電力市場中， 要達(dá)到此目標(biāo)，無功的電壓控制及其生產(chǎn)必須具有高效性。 無功控制作為一種輔助服務(wù)，是通過發(fā)電機或電網(wǎng)中的其它無功電源向系統(tǒng)注入 或吸收無功功率，以維持電網(wǎng)中的節(jié)點電壓在允許范圍內(nèi)。北美電力可靠性委員會 ( n o r t h a m e r i c a ne l e c t r i cr e l i a b i l i t yc o u n c i l ，簡稱為n e r c ) 指出無功補償服務(wù)是影 響電力傳輸?shù)谋匾?wù)英國聯(lián)邦能源管理委員會( f e d e r a le n e r g yr e f u l a t o r y c o m m i s s i o n - - - - f e r c ) 在論述輔助服務(wù)時也詳細(xì)闡述無功補償服務(wù)及其定價的必要 性。 ， 在傳統(tǒng)電力體制下，無功的生產(chǎn)和分配完全由系統(tǒng)調(diào)度員統(tǒng)一安排，不存在對無 功服務(wù)進(jìn)行成本核算和單獨計費問題。隨著電力工業(yè)的市場化改革，電力工業(yè)逐步由 傳統(tǒng)管制型轉(zhuǎn)變?yōu)槭袌稣{(diào)節(jié)競爭型。無功功率服務(wù)作為輔助服務(wù)的一個重要組成部 分，由無償提供轉(zhuǎn)向有償服務(wù)成為電力市場發(fā)展的必然趨勢。 眾所周知，一個競爭有序、運行良好的電力市場，其運作的電價必然是公平合理 的，模型也是盡量真實可靠地反映發(fā)電、輸電、配電及用戶的供用電情況，以平衡市 場參與各方的利益。隨著電力市場研究的不斷發(fā)展和實踐的深入，各國研究人員對輔 助服務(wù)的定價方法，尤其是對無功定價逐漸有了更清晰的認(rèn)識，所得電價也越來越合 理他們力求兼顧無功生產(chǎn)者和無功購買者的利益，促使無功生產(chǎn)者之間展開競爭， 降低生產(chǎn)成本，提高效率，達(dá)到社會效益最大化。 另一方面，由于輸電和發(fā)電的分離，無功費用原則上應(yīng)涵蓋所有不屬于輸電公司 的無功生產(chǎn)費用因此，如何獲得無功服務(wù)，如何采用有效的方法制定無功服務(wù)的價 格，建立無功服務(wù)市場是否可行等問題已經(jīng)成為目前電力市場研究的幾個熱點問題。 尋求一種性能優(yōu)良的電價分析工具勢在必行。 f e r c 提出，僅依據(jù)固定費率制定無功酬勞，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能提供一個合適的無功價格。 基于功率因數(shù)罰值法的無功定價方法，也不能滿足顧客需求的在電壓約束下的精確價 格信號。而基于最優(yōu)潮流和微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)邊際價格理論的無功實時定價策略，提供了無 4 第一章緒論 功傳輸和無功源價格與價值的信息，目前同益受到關(guān)注憚j 。 最優(yōu)潮流( o p t i m a lp o w e rf 1 0 w o p f ) 作為經(jīng)典經(jīng)濟(jì)調(diào)度理論的發(fā)展與延伸， 將經(jīng)濟(jì)性與安全性、有功功率與無功功率近乎完美地結(jié)合在一起。發(fā)展至今，o p f 已成為一種不可缺少的網(wǎng)絡(luò)分析和優(yōu)化工具。到2 0 世紀(jì)9 0 年代，世晃許多國家的電 力工業(yè)在市場結(jié)構(gòu)和管理機制方面都發(fā)生了巨大的變化，系統(tǒng)運行中可靠性、經(jīng)濟(jì)性 和電能質(zhì)量三者的地位和關(guān)系，從傳統(tǒng)的“安全第一”轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋嗷f(xié)調(diào)統(tǒng)一”。如 此，o p f 研究長期遵循的思路發(fā)生了改變，o p f 的應(yīng)用范圍得到了極大的拓寬。一 個性能優(yōu)秀的o p f 算法能在眾多可能的運行解中比較，進(jìn)而選擇一個最好的；無論 是何種形式的目標(biāo)函數(shù)，還是表示電壓、電流、功率限制的約束條件，o p f 都能將它 們整合到同一價值標(biāo)準(zhǔn)下協(xié)調(diào)，在滿足電力系統(tǒng)運行的基本要求( 經(jīng)濟(jì)性、安全性) 下，縮小成本與電價的時空差別，協(xié)調(diào)電廠與電網(wǎng)、電網(wǎng)與用戶之間的沖突。 根據(jù)電力市場現(xiàn)狀對無功定價所提的新要求，建立合適的基于最優(yōu)潮流的無功定 價新模型，可得到更為切實可靠的涵蓋豐富經(jīng)濟(jì)信息的無功電價。這種無功電價提供 了較高信用度的價格信號，可反映短期( o 5 h 甚至更短時段) 的無功生產(chǎn)成本和用電 量信息，指導(dǎo)用戶優(yōu)化用電，合理安排市場無功資源，促使消費者節(jié)約無功資源，鼓 勵無功生產(chǎn)者增加投資，緩解了電力市場中無功缺額的緊張度。因此，本文的研究課 題對推動電力市場改革，建立健全合理的實時電價運營策略具有強有力的支撐作用。 1 5 本文的主要工作 本文介紹了無功輔助服務(wù)的內(nèi)容、性質(zhì)及無功服務(wù)的獲取方式，分析了電力市場 無功電價的研究現(xiàn)狀。對電力市場條件下無功電價的計算方法、最優(yōu)潮流( o p f ) 以 及現(xiàn)代內(nèi)點理論進(jìn)行了較為深入的研究。 本文討論了無功功率計費問題的關(guān)鍵所在，分析了無功輔助服務(wù)的成本構(gòu)成，并 闡明了定價所依托的微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)理論基礎(chǔ)。接著本文分別介紹了基礎(chǔ)電價的計算方法 和實時電價理論，展示了實時電價在電力市場中的突出優(yōu)勢。 結(jié)合現(xiàn)有的電力市場定價策略，奉文建立超新的甚于最仇潮流的無功定價模哩。 根掘系統(tǒng)工況需求與個體投資運營之劇的不同協(xié)調(diào)方式，本文引入遠(yuǎn)行成本適中的靜 止無功補償器( s t a t i cv a rc o m p e n s a t o r - - s v c ) 作為無功補償裝置，計入無功投資 成本，從而做到分相補償以適應(yīng)不平衡的負(fù)荷變化和沖擊負(fù)荷。同時納入旋轉(zhuǎn)備用約 束，即時處理機組切機、負(fù)荷的意外增加等功率擾動情況。 第一章緒論 在數(shù)學(xué)模型求解過程中，采用現(xiàn)代內(nèi)點理論形成無功定價模型的拉格朗日函數(shù)， 詳細(xì)分解實時電價模型，全面分析l a g r a n g e 乘子厶、五的經(jīng)濟(jì)意義。在i e e e 1 4 節(jié) 點系統(tǒng)上，針對不同負(fù)荷進(jìn)行數(shù)字仿真，驗證所提模型滿足無功市場不同需求的有效 性。在更為廣泛的系統(tǒng)i e e e - 4 i e e e 1 1 8 上進(jìn)行數(shù)字仿真，驗證運用原始一對偶內(nèi)點 法( p d i p m ) 求解無功價格所具有的良好的魯棒性。 6 第二章無功市場與無功定價 2 1 無功輔助服務(wù) 第二章無功市場與無功定價 2 1 1無功輔助服務(wù)的定義及其特點 無功輔助服務(wù)主要是通過發(fā)電機或輸電系統(tǒng)中的其他無功電源向系統(tǒng)注入和從 系統(tǒng)吸收無功功率，以此來維持輸電系統(tǒng)的電壓在允許范圍內(nèi)。它是保證電力系統(tǒng)安 全、穩(wěn)定運行的前提條件之一，也是使得電能交易順利實施的一個重要條件。 在交流電力系統(tǒng)中，沒有無功功率的支持，有功功率就無法傳送到用戶。特別是 當(dāng)輸電系統(tǒng)交易數(shù)量增多、電壓水平成為限制額外功率傳輸?shù)摹捌款i”時，無功功率 的支持作用就更加重要。 無功平衡做得好可以提高系統(tǒng)運行的可靠性和效率，保證合適的電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì) 效益。同時，無功的最優(yōu)分配可以降低系統(tǒng)的有功網(wǎng)損，其正確的管理可以改善電壓 波形，減少由于電壓引起的系統(tǒng)故障，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性【9 】。 電力系統(tǒng)中無功功率的生產(chǎn)和消耗，通常有以下幾方面的作用：增加區(qū)域之間的 功率傳輸能力：控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)下的電壓質(zhì)量；控制系統(tǒng)暫態(tài)過程中的電壓質(zhì)量【3 j 。 鑒于無功服務(wù)對電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、安全和可靠運行的特殊作用，在電力市場中， 對于每一個交易，必須提供滿足可靠性要求的一定數(shù)量的無功功率，以維持輸電電壓 在規(guī)定的范圍內(nèi)。與有功服務(wù)相比，無功服務(wù)有如下特點【2 j ： l 、供應(yīng)的地域性：由于遠(yuǎn)距離輸送無功需要發(fā)電點和接受點之間具有較大的電 壓差，因此輸送無功非常不經(jīng)濟(jì)，供應(yīng)原則應(yīng)就地平衡。 2 、控制的分散性：與頻率控制需要有功平衡類似，電壓控制需要無功平衡。但 頻率是全網(wǎng)統(tǒng)一的，依賴于全網(wǎng)的有功平衡：各節(jié)點電壓也是不同的，必須 依賴于該節(jié)點的電壓控制。 3 、手段的多樣性：與訂功只能由及f u 機提供不同，無功除了發(fā)電機和負(fù)荷產(chǎn)，上 外，還可以由電容器和靜止無功補償器等無功源提供，電剛本身也足無功源。 4 、分析的復(fù)雜性：有功的費用主要是發(fā)電費用，無功的運行費用很小但投資費 用很大。調(diào)整無功的方法也多種多樣，如自動電壓調(diào)節(jié)器、電容器投切、變 壓器有載調(diào)壓等，因此無功的最優(yōu)定價問題在理論上分析起來比較復(fù)雜。 7 第二章無功市場與無功定價 2 1 2 無功補償裝置 在電力運營市場形成之后，必須研究確定無功補償服務(wù)的成本及合理的回報。過 去僅從全系統(tǒng)的角度進(jìn)行無功功率平衡是不夠的，更重要的是應(yīng)分地區(qū)分電壓等級地 進(jìn)行無功功率平衡，因此要在電網(wǎng)中的不同地點對無功服務(wù)進(jìn)行招標(biāo)。招標(biāo)地點的確 定取決于無功服務(wù)需求的預(yù)測值、電網(wǎng)中負(fù)荷的分布及無功設(shè)備的適用性等方面。例 如，某一地區(qū)無功功率電源有富余，另一地區(qū)則存在缺額，調(diào)余補缺往往是不適宜的， 應(yīng)進(jìn)行個別補償。同時，對于不同的控制目標(biāo)、控制功能以及運行方式，亦應(yīng)采用相 應(yīng)不同的無功補償裝置。 小容量、分散組合投切的無功補償可采用靜電電容器；大容量、配置在系統(tǒng)中樞 點的無功補償則宜采用同步調(diào)相機或靜止補償器。 電容器雖然運行成本低，但它是分步控制電壓，其阻抗固定，不能動態(tài)的跟蹤負(fù) 荷無功功率的變化，且響應(yīng)速度慢，常常需要幾秒到幾十秒。同步調(diào)相機相當(dāng)于空載 運行的同步電動機，屬旋轉(zhuǎn)機械，損耗、噪聲都很大，運行維護(hù)比較復(fù)雜，其響應(yīng)速 度同樣較慢，難以適應(yīng)動態(tài)無功控制的要求。2 0 世紀(jì)7 0 年代以來，在國際上它們已 逐漸被靜止無功補償裝置所取代。 靜止無功補償器，簡稱為靜止補償器，是由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成。電容 器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結(jié)合起來，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置， 就成為能夠平滑地改變輸出( 或吸收) 無功功率的靜止補償器。另外，s v c 是連續(xù)、 自動控制電壓，響應(yīng)速度小于1 5 0 秒，運行成本適中，運行維護(hù)簡單，功率損耗較 小，能作到分相補償以適應(yīng)不平衡的負(fù)荷變化，對于沖擊負(fù)荷也有較強的適應(yīng)性，其 濾波電路還能排除高次諧波的干擾從而抑制系統(tǒng)振蕩。這種調(diào)整快速、連續(xù)，維持母 線電壓在允許值范圍內(nèi)變化的性能，非常適合電力市場中對電壓穩(wěn)定性和事故后對無 功緊急備用有重要影響的變電站，以及對電壓質(zhì)量要求較高的變電站亦非常適應(yīng)7 0 年代以來，靜止無功補償器在國外已被大量使用，在我國電力市場中日后得到廣泛應(yīng) 用是必然趨勢?；谏鲜隹紤]，本文選用靜止無功補償器作為無功定價研究數(shù)學(xué)模型 的無功補償部分，其資本成本的詳細(xì)數(shù)學(xué)描述請參看3 4 節(jié)。 8 第二章無功市場與無功定價 2 2 無功價格機制 2 2 1 無功市場模式”1 健全的無功市場模式的特點是：協(xié)調(diào)電力生產(chǎn)各元素，以最低價格為用戶提供滿 足質(zhì)量和可靠性要求的電力。這需要市場運行一種滿足質(zhì)量和安全水平的盡可能低的 電價。同時，所有無功供應(yīng)者應(yīng)與電網(wǎng)公司簽訂無功供應(yīng)合同。在電網(wǎng)規(guī)約中，不應(yīng) 硬性規(guī)定無功容量( 功率因數(shù)) 的值。電網(wǎng)公司的無功補償設(shè)備與其他無功供應(yīng)者應(yīng) 同等對待，對無功的買賣應(yīng)建立單獨的賬目。 建立這種市場模式的費用與電力市場的規(guī)模成正比。鑒于無功的地域性，電網(wǎng)公 司應(yīng)對無功進(jìn)行分區(qū)管理，這樣可以減少無功管理的困難，但必須防止由此而導(dǎo)致的 地區(qū)性壟斷?？尚械拇胧┯校河伸o止補償設(shè)備提供的無功容量應(yīng)有一個中期價格上限； 在規(guī)劃期間購買無功，使新的無功設(shè)備的投資對現(xiàn)有無功供應(yīng)者形成競爭；如果供應(yīng) 者有壟斷行為，管理機構(gòu)應(yīng)有相應(yīng)的處罰措施。 2 2 2 無功市場價格機制的建立撬“刪 無功市場價格機制的建立，必須以一定的電力市場模式為前提，與之協(xié)調(diào)，隨之 發(fā)展，形成相輔相成、互為保障、相互促進(jìn)的良好局面。下面以幾個典型國家的無功 市場價格機制為例介紹此種機制的建立。 北歐電力市場，對于發(fā)電機組功率因數(shù)培0 ) 0 4 或轡( 妒) t - 0 2 的無功服務(wù)，電網(wǎng) 公司將按照2 0 n o 科m v a r h 給予補償。 英國國家電網(wǎng)公司( - g 既是電網(wǎng)建設(shè)與經(jīng)營者，又是電網(wǎng)運營調(diào)度機構(gòu)) 邀請發(fā) 電商對無功支持這項輔助服務(wù)進(jìn)行投標(biāo)。中標(biāo)者每年與國家電網(wǎng)公司( n g c ) 簽訂雙 邊合同，其中n g c 對無功容量和無功電量都要支付。 美國紐約電力市場是由電網(wǎng)運營與調(diào)度機構(gòu)( 簡稱n y i s o ) 負(fù)責(zé)無功服務(wù)招標(biāo)， 無功服務(wù)按照投入成本來定價。n y i s o 監(jiān)督發(fā)電機組在其允許出力范圍內(nèi)生產(chǎn)或吸 收無功出力，從而維持電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)發(fā)電商d 于提供無功服務(wù)而導(dǎo)致盈利損失時， n y i s o 要給r ，經(jīng)濟(jì)補償。如果n y i s o 調(diào)度人員獲悉某個發(fā) 乜機針l 發(fā)送無功而減少 其有功出力，那么此發(fā)電商的有功出力機會成本損失將得劍經(jīng)濟(jì)補償，補償值為損失 的發(fā)電量和售電量產(chǎn)生的盈利值。 澳大利亞國家電力市場中電網(wǎng)運營與調(diào)度機構(gòu)( 簡稱n e m c o ) 針對提供無功服 務(wù)的發(fā)電機組和同步補償裝置給予一定的經(jīng)濟(jì)補償。所有無功服務(wù)提供者都可通過所 9 第二章無功市場與無功定價 做的無功服務(wù)的準(zhǔn)備工作，得到合適的經(jīng)濟(jì)回報( a v m l a b i l 時p a y m e n tc o m p o n e n t ) 對于同步補償裝置的擁有者，當(dāng)n e m c o 接受其服務(wù)后，也可獲得經(jīng)濟(jì)回報( e n a b l i n g p a y m e n tc o m p o n e n t ) 。另外，發(fā)電商還可獲得對其機會成本損失的補償，即當(dāng)這臺發(fā) 電機組有功出力受到n e m c o 決策的約束時，n e m c o 要給予其經(jīng)濟(jì)補償。例如，當(dāng) 一臺發(fā)電機組為提供n e m c o 所要求的無功服務(wù)，在保證機組運行于安全情況下，降 低了有功出力，那么此發(fā)電機組的擁有者將由于損失有功出力而得到相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)補償 ( c o m p e n s a t i o np a y m e n tc o m p o n e n t ) 2 3 無功定價理論的發(fā)展 2 3 1 國外研究現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的無功收費方法是功率因數(shù)罰值法，它是對功率因數(shù)達(dá)不到規(guī)定值的用戶進(jìn) 行經(jīng)濟(jì)懲罰。這種方法既沒有給出科學(xué)合理的無功價格，也沒有提供無功價格隨用戶 無功需求波動而變化的市場信號，隨著電力市場的開展，必將受到質(zhì)疑和淘汰。 2 0 世紀(jì)8 0 年代，美國麻省理工學(xué)院著名教授f c s c h w e p l ) e 等人提出實時電價理 論。該理論從經(jīng)典經(jīng)濟(jì)調(diào)度理論出發(fā)，深入而詳細(xì)地討論了實時電價的定義、組成部 分和相應(yīng)的模型，并提出了依據(jù)經(jīng)濟(jì)調(diào)度( e d ) 和直流潮流的實時電價計算方法。他們 認(rèn)為實時電價理論作為經(jīng)典電力系統(tǒng)優(yōu)化運行理論的直接發(fā)展和延伸，其本質(zhì)上與經(jīng) 濟(jì)調(diào)度、無功優(yōu)化和最優(yōu)潮流有著深刻的聯(lián)系。目前此書已經(jīng)成為本領(lǐng)域的經(jīng)典文獻(xiàn)， 后來者研究多以此為基點【l l l 。此后不久，同一批作者進(jìn)一步發(fā)展了實時電價的計算工 具，提出用修正的直流潮流結(jié)合交流潮流處理線路潮流和網(wǎng)損，并得到所需的靈敏度 矩陣的方法。但在當(dāng)時條件下，作者沒有對無功實時電價和輔助服務(wù)價格做出討論【1 2 】 1 9 9 1 年，美國t e x a s 大學(xué)的b a u g h m a n 和s i d d i q i 提出利用o p f 求解無功實時電 價的方法。他們突破性的發(fā)現(xiàn)o p f 中對應(yīng)于潮流平衡方程式的拉格朗日( l a g r a n g i a n ) 乘子屯、五，與有功、無功負(fù)荷實時電價具有相同經(jīng)濟(jì)含義，這說明o p f 是一種極 具潛力的實時電價計算方法。但該模型在無功發(fā)電容量沒有越限時，發(fā)電機節(jié)點處無 功價格為零，這就抑制了無功容量的擴建，不利于無功市場的形成1 4 j 。 針對這一問題，1 9 9 6 年，英國國家電網(wǎng)公司( n g c ) 的研究人員提出一種基于 解耦o p f 的有功、無功實時定價方法。它利用有功網(wǎng)損作為目標(biāo)函數(shù)，通過求解無 功子問題來確定無功價格。文中考慮了電壓水平對無功價格的影響，但未考慮無功功 率對有功損耗的影響，也未提及如何獲得無功成本的二次曲線1 5 j 。 1 0 第二章無功市場與無功定價 此前的1 9 9 5 年，印度人d c h a t t o p a d h y a y 和k b h a t t a c h a r y a 等指出無功電價不但 應(yīng)包含運行成本，還應(yīng)考慮電容器的投資成本，這為后來他們堅持無功經(jīng)濟(jì)補償理論、 著手研究目際電力市場提供了有力鋪墊u ”。但在當(dāng)時他們忽略了發(fā)電機的無功生產(chǎn)成 本1 i 。 1 9 9 7 年，美國太平洋燃?xì)夂碗姎夤? p g & e ) 的s h a o 和a p a p a l e x o p o u l o s 詳 細(xì)討論了提供無功服務(wù)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)問題，提出了依據(jù)無功容量費用的無功定價方 法，即基于無功功率調(diào)節(jié)因子( r p a f ) 的區(qū)域收費系統(tǒng)【1 5 l 。其思想是允許用戶在一 個局部的無功電力市場內(nèi)，通過節(jié)點電價自由地獲得所需要的無功容量，用戶的無功 費用依賴于由r p a f 所反映的實際使用的無功功率。較高的區(qū)域r p a f 意味著有更多 的無功不足，這個地區(qū)的用戶就要償付較高的無功電價。該理論為以后的區(qū)域電價研 究奠定了一定基礎(chǔ)，但對于長距離的雙邊交易，會產(chǎn)生不公平現(xiàn)象【1 6 1 。 同年，b a u g h m a n 和s i d d i q i 再次對實時定價問題做進(jìn)一步的研究。結(jié)合早期他們 提出的旋轉(zhuǎn)備用的可靠微分價格理論【1 7 】，將無功定價的研究延伸到考慮電能質(zhì)量秘環(huán) 境作用的綜合約束。結(jié)合負(fù)荷頻率動態(tài)方程，以控制約束最優(yōu)潮流的靜態(tài)模型，并分 別得到有功和無功實時電價【1s 1 9 1 。 1 9 9 8 年，韓國人c h o i 、r i m 等以最大化社會效益作為目標(biāo)函數(shù)，模型的約束條 件添加了負(fù)荷的功率因數(shù)限制。但是在仿真測試結(jié)果中，出現(xiàn)無功邊際價格比有功邊 際價格高的情況，受到人們的質(zhì)疑1 2 0 。 1 9 9 9 年，關(guān)國愛荷華州大學(xué)的j o h nl a m o n t 和j i a nf u 首次對無功經(jīng)濟(jì)成本作了 詳細(xì)分析，并嘗試將總的生產(chǎn)成本最小化作為無功優(yōu)化調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)，得到了 節(jié)省更多投資的令人滿意的結(jié)果。后來浙江大學(xué)的戴彥利用此思想，將總的有功和無 功生產(chǎn)費用的最小化作為目標(biāo)函數(shù)研究無功定價問題1 2 “。j o h nl a m o n t 和j i a nf u 提 出的無功生產(chǎn)成本包括三部分：發(fā)電機的無功顯性成本( e x p l i c i tc o s t ) 和機會成本 ( o p p o r t u n i t yc o s t ) ，以及無功補償裝雷的顯性成本【2 ”。其中，無功容量資本成本構(gòu) 成發(fā)電機無功顯性成本；機會成本由電力市場中的供需關(guān)系和其它相關(guān)的市場經(jīng)濟(jì)信 息束確定，代表發(fā)電機由于無功出力而損失的有功發(fā)電能力所對應(yīng)的利潤；無功補償 裝置單位容量的顯性成奉近似用芟投資總額的折舊率計竹。 1 9 9 7 年，a a e 1 k e i b 和x m a 提出以邊際成本法計算有功和無功價格的方法， 其主要思路是將有功無功生產(chǎn)的短期邊際成本( s r m c ) 計算，分解為有功和無功兩 個子問題分別求解。但是在一般情況下，由于邊際成本不等于平均成本，基于邊際成 本法的電價制度一直存在著收支不平衡的缺陷1 2 3 1 ，有待于添加合適的修正項。 第二章無功市場與無功定價 2 0 0 0 年，k a ix i e 和y o n g h u as o n g 提出一種基于最優(yōu)潮流的實時電價計算方法 此方法是將有功、無功實時電價分解到各種輔助服務(wù)，如旋轉(zhuǎn)備用、網(wǎng)損補償、電壓 支持、網(wǎng)絡(luò)安全等，以此反映系統(tǒng)邊際成本、損耗補償和阻塞管理阱】等對無功價格的 影響。此文應(yīng)用內(nèi)點( i n t e r i o r p o i n t ) 算法求解數(shù)學(xué)模型，很好地處理了不等式約束【2 5 j ， 同時避免了安全性定價劇烈波動的問題( “g o ”、“n o - g o ”) 。 2 0 0 1 年，印度人k a n k a r 提出無功服務(wù)的邊際收益應(yīng)在無功生產(chǎn)計劃中扮演重要 角色，并利用無功平衡約束的對偶量乘以費用參數(shù)得到此邊際收益，其中對偶量代表 系統(tǒng)輸電損耗對節(jié)點無功要求變化的靈敏度。此文是對無功價格研究的進(jìn)一步深入探 討閉 2 0 0 3 年，s h a n g y o uh a o 利用容量曲線和成本曲線確定總的無功花費。此文利用 所有發(fā)電機全部無功花費曲線和有關(guān)傳輸損耗的調(diào)節(jié)成本曲線，來確定總的無功費 用。同時此文還將實時無功和電壓控制的需求考慮迸無功服務(wù)的計算過程中【2 7 t 冽。 2 0 0 4 年，t o n gw u 綜合分析了輔助服務(wù)的定價策略，文中目標(biāo)函數(shù)涵蓋了大部分 輔助設(shè)施，可分別得到無功及其它各自邊際價格與機會成本。但是此文討論偏于寬泛， 類似于電力價格的預(yù)測模型【聊們。 此外還有基于安全約束的無功最優(yōu)潮流模型( s c r o p f ) 的無功定價方法【3 l 】和 使用傳輸損耗函數(shù)的無功定價方法【3 2 】。前者數(shù)學(xué)模型中包含了無功的容量成本和運行 成本，在一個時間段內(nèi)進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化，考慮的約束較為全面，但未闡明無功提供方和 使用方如何進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算。后者本節(jié)不再做詳細(xì)論述。 2 3 2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 隨著我國電力改革不斷深入，廠網(wǎng)分離，競價上網(wǎng)步驟加快，我國學(xué)者對無功定 價理論進(jìn)行了很多有價值的研究。 1 9 9 7 年，謝開、于爾鏗、宋永華等人介紹了依據(jù)運行費用的實時無功價格和依據(jù) 容量費用的無功價格【9 】前者包括無功費用優(yōu)化定價和有功費用優(yōu)化的無功定價，后 者包括依據(jù)表現(xiàn)的無功定價和依掘區(qū)域無功市場的無功定價。 1 9 9 9 年，上海交大的趙晉泉、侯志儉等人提出基于o p f 的有功無功一體化的實 時電價模型和算法。該模型計入電廠的無功報價函數(shù)，以此解決電廠無功支持輔助服 務(wù)的定價問題；并計入電網(wǎng)的可變成本函數(shù)，以此保證電網(wǎng)公司投資成本的合理回收 1 3 3 1 2 0 0 2 年，該校的溫步瀛在此基礎(chǔ)上，采用最小二乘法的廣義逆法進(jìn)行求解 h i 2 0 0 0 年，戴彥、倪以信等人在潮流組成分析的基礎(chǔ)上，對聯(lián)營模式的電力市場中 1 2 第二章無功市場與無功定價 基于綜合成本分?jǐn)偟臒o功價格進(jìn)行研究”3 6 1 。作者采用序列二次規(guī)劃法( s q p ) 求解 o p f 問題，討論了用戶功率因數(shù)、電壓控制和無功機會成本中利潤卒對無功定價的影 響。 2 0 0 2 年，張粒子等人具體分析了無功發(fā)電電價、輸電電價和用電銷售電價各自的 定價原則，借助發(fā)電機組功率圓圖，提出用有功發(fā)電損失的機會成本折算無功電價的 新思路印1 。 2 0 0 3 年，王志毅等人討論了分別依附有功和依據(jù)無功市場的無功定價策略瞰j 。 華南理工的任震等在考慮電網(wǎng)收支平衡的基礎(chǔ)上完善了輸電電價的計算方法，并從經(jīng) 濟(jì)學(xué)角度對無功發(fā)電成本和無功輸電成本進(jìn)行詳細(xì)分析d 9 - 4 1 1 。i 四) 1 1 大學(xué)的孔飄紅等 人首次提出有效無功容量( e r c ) 的概念1 4 2 , 4 3 1 南京工程學(xué)院的蔣志平等人提出將邊 際成本法和綜合成本法結(jié)合起來的定價方法，使無功價格既能有效回收成本，又含有 一定的經(jīng)濟(jì)信息j 。 2 4 本章小結(jié) 本章主要介紹了無功輔助服務(wù)的定義、特性和無功補償裝置的分類，闡述了無功 市場模式特點，列舉了目前國際上較具代表性的無功市場價格機制。在此基礎(chǔ)上針對 無功定價問題，詳細(xì)總結(jié)了國內(nèi)外無功定價理論的研究現(xiàn)狀。 第三章無功定價的方法 第三章無功定價的方法 3 1無功定價的三點說明 3 1 1無功定價的關(guān)鍵問題 要保證無功服務(wù)提供者在電力系統(tǒng)安全運行時，提供一個合適水平的無功支持服 務(wù)，在制定無功服務(wù)市場交易機制及其價格時，要考慮一些關(guān)鍵問題： l 、輸電網(wǎng)運營對無功負(fù)荷需求潛在的變化及其地理分布 2 、根據(jù)系統(tǒng)需求的特性和電壓控制的方式，來確定每日無功需求和電能需求的 變化情況。 3 、對無功電源靈活性的要求，即要求在一天中不同的時段能以不同的數(shù)量生產(chǎn) 和消耗無功功率。 4 、長距離輸電造成電壓質(zhì)量控制問題嚴(yán)重，要求對無功就地補償。 要保證無功支持服務(wù)提供者自身的權(quán)益，則不可忽視下面兩個關(guān)鍵問題： l 、要求能夠收回與提供服務(wù)的設(shè)備的安裝、運營和維護(hù)有關(guān)的固定成本和變動 成本。在引入無功輔助服務(wù)市場及其相應(yīng)價格的最初階段，采用容量價格支 付被普遍認(rèn)為是一種有效的市場手段，而采用設(shè)備使用價格支付的方法較復(fù) 雜，有待于更深入的研究。 2 、要求針對各方提供的無功服務(wù)消耗的成本給予合理的回報。此回報可以由管 制機構(gòu)確定，也可以通過市場確定 3 1 2 經(jīng)濟(jì)學(xué)基礎(chǔ)影子價格 目前經(jīng)常采用的合理價格尺度主要有三種：國際市場價格、理論價格和影子價格， 其中影子價格是聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織及世界銀行極力推薦的【4 卯。影子價格概念的提出 與整個社會資源的稀缺性密切相關(guān)。所謂資源的稀缺性是指在一定時間內(nèi)和一定條件 下，整個社會可利用的資源數(shù)量總是有限的，如果在某一項目中使用了某種資源，則 在其它項目中不能再使用這部分資源。因此，資源在最優(yōu)利用下的價格稱為資源的影 子價格。 在一個龐大的經(jīng)濟(jì)體系中，各種資源影子價格的計算非常復(fù)雜。運籌學(xué)里用邊際 1 4 第三章無功定價的方法 變量計算影子價格，其中邊際量是自變量變動所引起的因變量的改變，通常從數(shù)學(xué)線 眭艦劃原模型的對偶解。p 求出。 那么，用線性或非線性規(guī)劃方法計算出的反映電力資源最優(yōu)使用效果的價格，稱 之為電力系統(tǒng)里的影子價格。在電價設(shè)計中涉及到的影子價格測算主要包括：水火力 發(fā)電工程電價，輸、變電工程電價，煤炭、鐵路運輸和水路運輸電價等。由于各項涉 及因素很多，對偶解中最優(yōu)解的求取有一定難度。因此，工程上若要求不太精確，往 往采用較為實用的一種測算方法，即對各種資源現(xiàn)行價格的不合理部分進(jìn)行調(diào)整，這 也是聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織推薦的方法。本文是在電力市場環(huán)境下研究電力系統(tǒng)的無功 定價問題，要求具有相當(dāng)高的精確度和實時性，因此采用將最優(yōu)潮流、影子價格和邊 際理論相互結(jié)合的方式對其求解。 3 1 3 無功服務(wù)的成本構(gòu)成 一方面，無功支持服務(wù)的成本可分為直接成本和間接成本兩類 2 1 。 。 直接成本包括固定成本和變動成本。其中，固定成本包括投資成本和管理成本， 變動成本包括計劃的維護(hù)成本和運行成本。 ， 間接成本可分為變動成本及發(fā)電機組生產(chǎn)無功而導(dǎo)致的盈利損失兩個部分。其中。 變動成本包括：有功出力的發(fā)電機組，作為同步補償裝置的發(fā)電機組，分路開關(guān)式電 容器和電抗器，同步補償器，靜止補償器和加載的抽頭切換丌關(guān)( l t c ) 。 另一方面，無功成本可看作由顯性成本( e x p l i c i tc o s t ) 和隱性成本( i m p l i c i tc o s t ) ； 組成。顯性成本是指必須直接付費的成本，包括設(shè)備的資本成本和商品的運行成本。 隱性成本主要是指機會成本( o p p o r t u n i t yc o s t ) ，即商品在其最佳利用時間時的價值。 3 2 基礎(chǔ)電價的計算方法 3 _ 2 1 綜合成本法( e m b e d d e dc o s tm e t h o d ) “3 思路：求取計算期內(nèi)的全部供電成本，然后分?jǐn)偟剿杏脩?。計算步驟如下： l 、做出i 箅期內(nèi)的電力發(fā)展規(guī)劃和資金計劃。 2 、成本核算。逐項目核算供電成本，求和得到綜合電力成本和電量成本。其中 折舊費應(yīng)分為兩部分：一部分是根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備的賬面成本計算得到的年折舊 費；另一部分是在規(guī)劃期內(nèi)計劃投入設(shè)備的年折舊費。 3 、平均分?jǐn)偝杀?，即?第三章無功定價的方法 容量螄驢魯 電量電價：肪，一= 面c w _ , d 式中，c p 一為綜