試驗(yàn)變壓器是交流耐壓的必需品，不可替代

在當(dāng)今電力市場(chǎng)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)的方向是沿著購(gòu)買(mǎi)代理（單一購(gòu)買(mǎi)）、雙邊合同、批發(fā)競(jìng)爭(zhēng)*后到零售競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展的，但各地區(qū)在實(shí)際模式選擇上會(huì)存在混合，開(kāi)放程序上會(huì)存在跳躍。我國(guó)選擇了單一購(gòu)買(mǎi)模式作為電力市場(chǎng)的起步模式，但現(xiàn)有理論和實(shí)踐已經(jīng)證明：沒(méi)有需求側(cè)參與和響應(yīng)的單邊模式在供應(yīng)約束時(shí)將失去穩(wěn)定。
為解決單邊模式的穩(wěn)定性問(wèn)題，本文提出了現(xiàn)有工業(yè)組織結(jié)構(gòu)下的帶需求側(cè)響應(yīng)的組合模式，該模式在現(xiàn)有單一買(mǎi)方模式基礎(chǔ)上吸收了批發(fā)競(jìng)爭(zhēng)和零售競(jìng)爭(zhēng)模式中的可行成分，在目前電力供應(yīng)緊張的環(huán)境下也可以實(shí)施。在這一模式下，實(shí)時(shí)電價(jià)用戶(hù)群已不是一個(gè)簡(jiǎn)單的需求側(cè)響應(yīng)項(xiàng)目，而是電力市場(chǎng)的關(guān)鍵一環(huán)。該模式能與現(xiàn)有工業(yè)組織結(jié)構(gòu)兼容，且在現(xiàn)階段能起到用市場(chǎng)來(lái)理順電價(jià)、傳遞成本、平衡利益、化解紛爭(zhēng)的作用，同時(shí)能與雙邊開(kāi)放模式有效銜接。試驗(yàn)變壓器是交流耐壓的必需品，不可替代
1單邊電力市場(chǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定性
電力市場(chǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定性可以定義為電力市場(chǎng)在短時(shí)間小擾動(dòng)下保持價(jià)格穩(wěn)定的能力。文獻(xiàn)用不同方法研究了電力市場(chǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題。本文利用經(jīng)濟(jì)學(xué)理論對(duì)單邊電力市場(chǎng)的穩(wěn)定性問(wèn)題作一定性分析。
在傳統(tǒng)管制機(jī)制下，電力消費(fèi)價(jià)格是基于平均成本的，電力生產(chǎn)成本按各機(jī)組實(shí)際成本回收，而單邊開(kāi)放發(fā)電市場(chǎng)的短期平衡市場(chǎng)則是采用系統(tǒng)邊際成本機(jī)制（SMP）的。假設(shè)管制和競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)的生產(chǎn)率相同，那么在供應(yīng)偏緊時(shí)，平均成本價(jià)格就會(huì)比邊際成本價(jià)格低很多，若再考慮市場(chǎng)力因素，價(jià)格還會(huì)高于邊際成本，這種差別還會(huì)更大。但是，如果供過(guò)于求，那么邊際成本價(jià)格又會(huì)低于管制下的平均成本價(jià)格，且價(jià)格很容易崩潰到邊際運(yùn)營(yíng)成本的水平。試驗(yàn)變壓器是交流耐壓的必需品，不可替代
可見(jiàn)，單邊開(kāi)放市場(chǎng)的價(jià)格波動(dòng)范圍為邊際運(yùn)營(yíng)成本至價(jià)格上限之間。電力價(jià)格的上行發(fā)散主要影響電力市場(chǎng)的短期靜態(tài)穩(wěn)定，而下行崩潰則會(huì)影響市場(chǎng)的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。
文獻(xiàn)給出了單邊電力市場(chǎng)不穩(wěn)定性的理論證明。在假設(shè)獨(dú)立調(diào)度（ISO）、電力交易機(jī)構(gòu)（PX）、電網(wǎng)公司和發(fā)電公司均相互獨(dú)立，并采用全電量競(jìng)價(jià)的條件下，得出在需求彈性為0時(shí)，發(fā)電市場(chǎng)中廠(chǎng)商（簡(jiǎn)化假設(shè)為2個(gè)發(fā)電商）的反應(yīng)函數(shù)是2條平行線(xiàn)，沒(méi)有交點(diǎn)，也即沒(méi)有Nash均衡點(diǎn)。這2條平行線(xiàn)的函數(shù)表達(dá)式為k1＝1＋b2k2／b1＝f1（k2）和k2＝1＋b1k1／b2＝f2（k1），式中：ki（i＝1，2）表示第i個(gè)發(fā)電商的報(bào)價(jià)策略；bi（i＝1，2）表示第i個(gè)發(fā)電商的邊際成本系數(shù)。文獻(xiàn)分析了反應(yīng)函數(shù)的上行發(fā)散性，但沒(méi)有考慮出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)的情況，即在系統(tǒng)容量剩余時(shí)，反應(yīng)函數(shù)的運(yùn)動(dòng)方向向下，當(dāng)收斂于某一廠(chǎng)商的ki＝1（i＝1，2）時(shí)，該廠(chǎng)商退出。市場(chǎng)在什么時(shí)候出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)還需進(jìn)一步研究。
2電力市場(chǎng)靜態(tài)穩(wěn)定環(huán)節(jié)
單邊電力市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)性的根源在于供需兩端的剛性，即在供應(yīng)側(cè)沒(méi)有“倉(cāng)儲(chǔ)”的緩沖，在需求側(cè)沒(méi)有實(shí)時(shí)的反饋，而二者又存在苛刻的實(shí)時(shí)平衡要求。為解決這一固有的穩(wěn)定性問(wèn)題，需要在單邊開(kāi)放的發(fā)電市場(chǎng)的基礎(chǔ)上引入需求側(cè)響應(yīng)為反饋環(huán)節(jié)。
ε（ρ）表示需求側(cè)響應(yīng)資源的響應(yīng)函數(shù)；（1－α）Q表示采取部分電量競(jìng)價(jià)，引入合約電量交易虛擬儲(chǔ)存部分電量，α表示競(jìng)價(jià)比例。通過(guò)引入單邊電力市場(chǎng)靜態(tài)穩(wěn)定環(huán)節(jié)，可使該發(fā)電市場(chǎng)獲得靜態(tài)穩(wěn)定（此時(shí)發(fā)電商反應(yīng)函數(shù)存在極限，即曲線(xiàn)間存在交點(diǎn)）。同時(shí)，在需求側(cè)響應(yīng)能力未培育好之前，可以允許電網(wǎng)公司保留一部分自有調(diào)峰容量以加強(qiáng)反饋深度，Qg（ρ）即表示自有調(diào)峰容量的反應(yīng)函數(shù)。另外，D（Q）表示需求逆函數(shù)，Qp為獨(dú)立廠(chǎng)商發(fā)電量。
2.1引入靜態(tài)穩(wěn)定環(huán)節(jié)后的反應(yīng)函數(shù)，試驗(yàn)變壓器是交流耐壓的必需品，不可替代
基于文獻(xiàn)的思想，同時(shí)考慮單邊電力市場(chǎng)在引入靜態(tài)穩(wěn)定環(huán)節(jié)后的以下幾項(xiàng)措施：①引入實(shí)時(shí)電價(jià)用戶(hù)群機(jī)制，培育需求側(cè)響應(yīng)能力，提升需求側(cè)電力彈性系數(shù)；②部分電量競(jìng)價(jià)，控制進(jìn)入短期競(jìng)價(jià)市場(chǎng)的比例，并逐步將授權(quán)合約改造成可交易合約，建立遠(yuǎn)期合約市場(chǎng)；③在需求側(cè)響應(yīng)能力未培育好之前，允許電網(wǎng)公司保留部分自有調(diào)峰容量。
此時(shí)，短期競(jìng)價(jià)市場(chǎng)上發(fā)電商的反應(yīng)函數(shù)存在極限，函數(shù)的具體形式如式（1）所示（具體推導(dǎo)過(guò)程略）。
limkj→∞ki＝1＋αbgbi（11＋2bgλ）2－α
（1）式中：bg為將自有調(diào)峰容量視為一個(gè)機(jī)組的邊際成本系數(shù)；λ為與電力需求彈性正相關(guān)的一個(gè)系數(shù)；α為部分電量實(shí)時(shí)競(jìng)價(jià)比例；ki表示第i個(gè)發(fā)電商的報(bào)價(jià)策略；bi表示獨(dú)立發(fā)電商邊際成本系數(shù)。反應(yīng)函數(shù)的示意曲線(xiàn)如穩(wěn)定環(huán)節(jié)的穩(wěn)定效果示意圖中的曲線(xiàn)bg＋λ＋α所示。可以看出，當(dāng)采用全電量競(jìng)價(jià)（α＝1）時(shí)，反應(yīng)函數(shù)極限為limkj→∞ki＝1＋1bibg＋2biλ
（2）當(dāng)不引入需求側(cè)響應(yīng)（λ＝0）時(shí)，反應(yīng)函數(shù)極限為limkj→∞ki＝1＋αbgbi2－α
（3）其反應(yīng)函數(shù)示意曲線(xiàn)如圖2中的曲線(xiàn)bg＋α所示。當(dāng)兩者均不采用（α＝1，λ＝0）時(shí)，反應(yīng)函數(shù)極限為limkj→∞ki＝1＋bgbi
（4）其反應(yīng)函數(shù)示意曲線(xiàn)如圖2中的曲線(xiàn)bg所示。
2.2電力市場(chǎng)靜態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)1：發(fā)電商反應(yīng)函數(shù)的極限愈趨近于1，則市場(chǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定性愈好。
利用此判據(jù)可以看出：bg越小，即自有容量邊際成本越小，穩(wěn)定效果越好；λ越大，即需求彈性越大，穩(wěn)定效果越好；α的*優(yōu)選取則要視各市場(chǎng)的具體情況而定，并顯然與bg及λ均相關(guān)。
試驗(yàn)變壓器在上文所討論的自有容量和需求側(cè)響應(yīng)2個(gè)反饋環(huán)節(jié)中，沒(méi)有討論反饋深度，即可用自有容量和參與的需求側(cè)容量及各自的響應(yīng)能力。兩反饋環(huán)節(jié)的綜合響應(yīng)能力決定了獨(dú)立發(fā)電商所面對(duì)的需求彈性。依據(jù)博弈理論，對(duì)于同質(zhì)產(chǎn)品的寡頭競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，在市場(chǎng)均衡點(diǎn)處有p－cip＝si｜｜＝Li （5）式中：p為均衡價(jià)格；ci為廠(chǎng)商i的邊際成本函數(shù)；si為廠(chǎng)商i的市場(chǎng)均衡份額；為均衡點(diǎn)處的需求價(jià)格彈性；Li為來(lái)納指數(shù)。要實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)的靜態(tài)穩(wěn)定，須有Li∈［0，1］，也即有｜｜≥smax，因而有如下的電力市場(chǎng)靜態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)2：獨(dú)立發(fā)電公司所面對(duì)的需求彈性應(yīng)不小于市場(chǎng)均衡時(shí)市場(chǎng)中*大發(fā)電商的市場(chǎng)份額。
3對(duì)組合模式的幾點(diǎn)說(shuō)明
3.1實(shí)時(shí)電價(jià)用戶(hù)群
在電網(wǎng)公司自有容量分離之前，將需求側(cè)響應(yīng)引入電力市場(chǎng)將是*關(guān)鍵、*重要的任務(wù)，這也是為電力市場(chǎng)的進(jìn)一步開(kāi)放作準(zhǔn)備，而建立實(shí)時(shí)電價(jià)用戶(hù)群是引入需求側(cè)響應(yīng)的*佳形式。當(dāng)前，在大用戶(hù)中建立實(shí)時(shí)電價(jià)用戶(hù)群的條件已完全具備，其實(shí)施成本與一些實(shí)時(shí)電價(jià)替代方案（如可中斷負(fù)荷）相當(dāng)，且實(shí)施難度更低，公平性更強(qiáng)，效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這些替代方案。建立實(shí)時(shí)電價(jià)用戶(hù)群的要點(diǎn)如下：鼓勵(lì)或要求有條件裝設(shè)分時(shí)表計(jì)的用戶(hù)參與實(shí)時(shí)電價(jià)用戶(hù)群，通過(guò)因特網(wǎng)等途徑向他們傳遞競(jìng)價(jià)市場(chǎng)的價(jià)格信號(hào)，作為他們的參考電價(jià)。
參加用戶(hù)群的用戶(hù)的實(shí)際結(jié)算電價(jià)將基于電網(wǎng)公司的實(shí)際外購(gòu)平均電價(jià)等因數(shù)按比例調(diào)整。如某月電網(wǎng)公司的加權(quán)平均外購(gòu)電價(jià)（包括合同購(gòu)電和平衡市場(chǎng)購(gòu)電）為400元／MWh，而所有實(shí)時(shí)電價(jià)用戶(hù)群的平均參考電價(jià)為500元／MWh，則他們的實(shí)際月末結(jié)算電價(jià)將在原參考實(shí)時(shí)電價(jià)的基礎(chǔ)上全部下浮20％。
結(jié)算電價(jià)的確定受管制機(jī)構(gòu)監(jiān)督。輸配電費(fèi)和功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的處理方法可參照現(xiàn)行大用戶(hù)直購(gòu)電管理辦法，將輔助服務(wù)費(fèi)用計(jì)入輸配電費(fèi)用。
此時(shí)，電網(wǎng)公司實(shí)際上成為他們的購(gòu)買(mǎi)代理，真實(shí)地傳遞外購(gòu)電成本。電網(wǎng)公司仍然有強(qiáng)烈的動(dòng)力去尋求*低合同電價(jià)和平衡電價(jià)，因?yàn)檫€有廣大普通用戶(hù)，他們的電價(jià)受管制且調(diào)整不可能太頻繁。
3.2試驗(yàn)變壓器合同交易
首先，將現(xiàn)有核定上網(wǎng)電價(jià)和電量轉(zhuǎn)化為授權(quán)合約的合同電價(jià)和合同電量（比例可逐步縮減）；取消各發(fā)電廠(chǎng)的單獨(dú)定價(jià)，其歷史合同價(jià)格加權(quán)平均計(jì)入其所屬集團(tuán)的合同價(jià)格，超發(fā)電量電價(jià)則由競(jìng)價(jià)市場(chǎng)決定。然后，將競(jìng)價(jià)市場(chǎng)逐步改造為日前市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)；授權(quán)合約逐步改造為可交易品種，合同時(shí)段逐步細(xì)化；各類(lèi)合同都可包含分合同，并可分割進(jìn)行交易。合同交易在各大發(fā)電集團(tuán)（或其他獨(dú)立發(fā)電公司（IPP））與電網(wǎng)公司和少數(shù)有條件的大用戶(hù)之間進(jìn)行。單獨(dú)測(cè)算各電壓等級(jí)的輸配電價(jià)，輔助服務(wù)費(fèi)包含于輸配電價(jià)；區(qū)域內(nèi)輸配電費(fèi)只向負(fù)荷側(cè)收取，區(qū)域外轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)由發(fā)電商承擔(dān)。
3.3向雙邊開(kāi)放模式的過(guò)渡
從現(xiàn)有模式向雙邊開(kāi)放模式過(guò)渡的過(guò)程中，所要做的工作包括：①建立合同市場(chǎng)，成立電力交易中心；②將配電公司分離，分離出來(lái)的配電公司視為一個(gè)大用戶(hù)，同樣地參與合同市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)；③原有的實(shí)時(shí)電價(jià)用戶(hù)群可以劃到各分離出去的配電公司中，形成小的用戶(hù)群，可繼續(xù)執(zhí)行實(shí)時(shí)電價(jià)；④逐步擴(kuò)大合同市場(chǎng)和平衡市場(chǎng)參與者的數(shù)目；⑤逐步增加合同市場(chǎng)的品種，包括遠(yuǎn)期合約、期貨合同和期權(quán)產(chǎn)品；⑥成立結(jié)算中心；⑦原自有發(fā)電容量實(shí)行賬目分離直至徹底分離；⑧對(duì)輔助服務(wù)實(shí)行市場(chǎng)定價(jià)。
試驗(yàn)變壓器技術(shù)指示