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1電力市場下光伏上網運行價格模型

1.1構建電力市場下光伏發電成本模型在電力市場背景下，合理體現光伏發電自身的價值是促進光伏行業健康發展、鼓勵電力市場有序競爭的最根本方法。在光伏發電的價格形成機制中，不僅要考慮光伏發電企業的投資成本和收益水平，同時也不能忽略其在環境效益和系統運行成本中的影響。（1）光伏發電的購電成本函數fo（Psolar）。電力市場下，電能的價格應體現其價值規律，現階段實行的光伏發電上網統一電價不能完全調動光伏發電企業的市場參與度。隨著光伏發電容量的逐步增大，光伏發電企業應作為一個獨立市場主體，參與到電力市場運行調度中。參照火電上網執行的競價機制，并結合光伏發電的不可調度性等特點，購電成本可近似表示為。由式（4）可知，光伏發電企業根據歷史數據對下一日的發電量進行預估，電網企業按照約定競價電價進行收購；若實際發電量超過預計發電量時，則超額電量部分根據一定的折扣電價進行優先全額收購；若實際發電量低于預計發電量時，缺額部分則會被扣除相應的費用以彌補額外增加的熱備用成本。（2）光伏發電環境成本函數fe（Psolar）。光伏發電在運行過程中無能量消耗，也不產生任何形式的廢棄物，具有絕對的環境友好型［12］，故。由式（6）可知，在系統穩定裕度范圍內，當光伏發電企業實際發電量不小于預計發電量時，基本不增加額外的熱備用成本；否則，將需要系統增加熱備用來確保系統的安全性，同時可將從光伏發電企業扣繳的部分利潤反補給增加的熱備用成本。綜上所述，光伏發電是一個無能量消耗的過程，因此在光伏電站的投資和運維成本的基礎上，可知光伏發電全壽命周期內的購電成本構成為。

1.2構建電力市場下常規發電機組成本模型常規發電機組的發電能力基本建立在一次能源消耗的基礎上，在發電過程中不可避免會產生污染物，對環境有巨大的危害。然而在常規發電機組的成本核算過程中一直忽略環境成本因素，電價中也未能體現。隨著環境問題的日益凸顯以及可再生能源發電的不斷接入，該影響因素必須納入成本核算的范圍內。

2構建電力市場下含光伏并網運行的調度模型

2.1目標函數由光伏發電和常規發電機組的成本模型可知，電力市場下含光伏并網運行的調度問題實質就是一個經濟調度問題。同時，由于光伏出力是一個隨時間不斷變化的不定量，需要動態地研究含光伏發電的經濟調度問題［14］。因此，以最小的購電成本為調度運行目標，其目標函數可表示為。式中，F為一段運行時間T內電力系統總的購電成本；T為電力系統運行時間；Ftsolar為電力系統在t時刻光伏發電購電成本；FtG為電力系統在t時刻常規發電機組購電成本。

2.2模型約束條件（1）機組出力約束。

3基于果蠅優化算法的優化步驟

果蠅優化算法（FOA）是一種基于果蠅覓食行為而推演出的尋求全局最優化的新方法［15］，具有方法簡單、運行速度快、收斂穩定等優點，更容易搜索到問題的全局最優解，可避免算法陷入局部極值。根據果蠅發現食物的過程特點，FOA搜索全局最優的步驟如下。

4算例仿真分析

本文在Matlab環境下，針對某含光伏發電的電力系統，利用FOA進行算例仿真與分析。假設該系統內包含2臺常規發電機組和1座光伏電站，其裝機容量分別為5、8、1MW，其中光伏電站具有調度優先權。火電機組的購電成本特性參數和出力極限值見表1，排污特性參數見表2［8］。由表1、2可知，機組1的購電成本高于機組2，但機組1的排污特性相對較優。表3為一天內各時刻的用電負荷，表4為光伏電站在各時刻的出力預測值與實際值。由表3、4可知，光伏出力只限于白天有光照的情況下，時間跨度從上午6點至下午7點。目前的光伏上網電價按照“度電補貼價格（0．42元／（kW•h））＋燃煤脫硫電價”的政策執行，因此Csolar仍按此價格參與競價。考慮到現有光伏發電預測的精確程度，設定ω＝0．2。熱備用容量的補償成本系數Cr＝0．3元／（kW•h），常規機組的環境補償成本的價格為Ce＝0．05元／kg。選用表5所示的FOA參數進行仿真計算，獲得的仿真結果見圖1。由圖1可知，采用現行的光伏固定上網電價，系統的購電總成本為614795元，而采用光伏競價上網電價后，所需的總成本降為596457元。相較于固定的光伏上網電價模型，本文采用的競價上網電價模型使得電力系統總購電成本降低了2．98％。綜上可知，本文提出的光伏競價上網電價模型有如下優點：①增加光伏發電企業參與度。在固定的光伏上網電價模型下，光伏發電企業不需要考慮給電網帶來的不穩定因素，完全轉嫁了熱備用容量成本，電力調節的參與度不高。采用競價電價上網模型后，光伏企業需要對未來日的發電量進行準確預估，因為預測精度的高低將直接關系到光伏發電企業的收益，調動了光伏發電企業的積極性。②降低電網公司調度難度。電網調度中心根據光伏發電企業上報的未來日發電數據，制定相應的日調度計劃。采用本文所提模型，可以在一定程度上降低調度難度，增強電力系統的安全和穩定裕度。③健全電力市場。現有的電力市場中未能將可再生能源接入進行競價上網，對可再生能源的發展起到了一定的推動作用，但是隨著其電網滲透率的逐步增加，當前的電價機制必須以電力市場為導向，不斷進行調整才能促進電力市場健康、有序發展。④采用本文模型從光伏發電企業所扣繳的部分費用可以反補給常規發電企業，有利于改善其盈利水平。

5結論

針對現行光伏上網定價的不合理性，本文提出了光伏發電競價上網模型，為大規模光伏電站接入電網后的系統可靠調度運行提供了一個新的解決方案。仿真算例分析表明，該模型可以調動電力系統中各方參與電力市場的積極程度，同時體現了光伏發電的實際價值，實現了社會經濟收益的最大化。

作者：韓偉王宏華杜煒單位：河海大學能源與電氣學院國網電力科學研究院