独立发电商电压安全成本分析

通常认为发电机的主要作用是生产有功功率，因此其固定投资成本可以全部以有功功率生产的形式进行回收。对于发电机的无功功率发电成本则认为是一种机会成本，即无功功率的生产导致了有功功率生产能力的下降，从而影响了发电机通过生产有功功率而获取利润。将该机会成本表示为

式中，Q_gi表示发电机i的无功出力；C_pgi和C_qgi分别表示发电机i的有功、无功发电成本函数；S_gimax为发电机i允许的最大视在功率；k为发电厂生产有功功率的利润率。

显然，采用这一方法不管发电机发出还是吸收无功功率都将获得无功功率的机会成本。对于一般发电机提供无功服务的付费可采取这种方式。但对于像上例中的个别现象如发电机1，当考虑系统电压安全裕度前后对发电机的有功出力影响比较大时，即考虑系统电压安全裕度之后与之前相比，发电机有功出力非常小，而无功出力相对较大时，提出如下的无功付费方式：

式中，Q_gi表示发电机i的无功出力；S_gimax表示发电机i允许的最大视在功率；C_pgi和C_qvgi分别表示发电机i的有功发电成本函数、无功服务付费函数；k_v（0≤k_v≤1）为电压安全补偿系数，根据系统实际优化运行时的综合评估结果选取适当的参数。与式（4-2）相比，式（4-3）的无功服务付费方式可以更加有效地补偿为了维持系统电压安全稳定大大减少其有功出力而无功出力相对较大的发电机拥有商的经济投入。以发电机1为例，说明该付费方式对发电机多发无功且大大减少有功发电量维持系统电压安全的补偿作用。根据第3章表3-1给出的发电机经济参数，取k_2i=0.01美元/MW²·h、k_1i=0.30美元/MW·h和k_0i=0.20美元/h，电压安全成本补偿系数k_v取0.5，由式（4-2）获得的发电机1的无功生产机会成本为401.65k美元/h，而由式（4-3）获得的发电机无功服务付费为1950.87k美元/h。显然，多出的部分1549.22k美元/h为发电机1相比系统其他发电机而言，为了维持系统电压安全而获得的补偿费用。(www.xing528.com)

另外，可将因维持系统电压安全稳定而少发有功的发电机组作为系统的旋转备用，通过对备用容量付费的方式回收该发电机组的投资成本，同时为投资者提供部分收入保障，以有效引导发电商进行长期投资。

综合所述，考虑电压安全裕度指标前后系统优化运行的总发电成本的增加部分，以及考虑系统电压安全裕度后各发电机的无功生产机会成本及无功付费即为电力市场下所有发电厂商投入的电压安全成本：

式中，C_gvi表示发电机拥有商i投入的电压安全成本；ΔC_gi表示发电机拥有商i为了维持系统电压安全裕度而增加的有功功率发电成本投入；C_q（v）gi表示发电机拥有商i的无功生产机会成本或所得的无功服务付费。

由以上分析可见，本研究所提的无功服务付费方法不再单纯地将所有发电商的无功功率发电成本看作是一种机会成本，而是对于那些为了维持系统的电压安全稳定运行增加无功出力且大大减少其有功出力的发电机拥有商给予更多的经济补偿。研究结果表明：该评估方法既能实现最小化系统优化运行的总发电成本，而且能通过经济信号有效激励独立发电商积极参与维持系统的电压安全稳定运行。