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在以集中競價方式組織的電力現(xiàn)貨市場交易中，源側(cè)的電廠報量報價，然后根據(jù)申報價格從低到高進(jìn)行排序，形成單調(diào)非遞減的供給曲線。

而需求曲線在大部分地區(qū)都以垂直向下的負(fù)荷電量所代替，供給曲線和需求曲線的交點(diǎn)，就該是本次交易的出清點(diǎn)，對應(yīng)著出清電量和統(tǒng)一的出清電價。

全部的出清電量對于申報的電廠來說，就是自己在這個交易時段內(nèi)應(yīng)該發(fā)多少電出來。而出清電價等于自身申報價格的機(jī)組們就成了邊際機(jī)組。

新能源電廠和火電廠有成本差異，在一個完全競爭的市場環(huán)境下，各類發(fā)電廠都該以自身邊際成本為報價依據(jù)，這才符合利潤最大化的目標(biāo)。那么也就是說新能源電廠該報零價，而火電廠的報價應(yīng)該是其各出力區(qū)間的邊際成本。

邊際成本意為每增加一個單位的發(fā)電量所需要增加的成本量，對應(yīng)到火電也就是燃料成本的增量，既然燃料成本不為零，那么火電機(jī)組的報價就不該是零價。

基于此，一些“奇怪”的事情就發(fā)生了，電廠的報價就代表了其在某個出力情況下想要獲取的最低“報酬”。如果市場出清價格不低于報價，那么就會被納入到出清范圍里，至少在這個時段交付發(fā)電量不會虧錢，搞好了出清價格高于報價還能有一筆正的利潤。

如果市場出清價格低于報價，按道理就應(yīng)該被排除在出清電量之外，停機(jī)不發(fā)電是最好的選擇，但往往現(xiàn)實的情況是，在有些時段，市場出清價格低于火電報價，但是火電機(jī)組還在發(fā)電。

這就要?dú)w功于一些“不得不發(fā)”的原因，使得一些火電機(jī)組成為了當(dāng)下的“必開機(jī)組”。

單時段優(yōu)化

在最初開始學(xué)習(xí)有關(guān)電力現(xiàn)貨交易的相關(guān)知識時，為了能夠先了解什么是集中競價以及其出清規(guī)則，我們會先學(xué)習(xí)供給曲線和需求曲線。

假設(shè)說每個交易時段是15分鐘，一天就有96個交易時段，在負(fù)荷側(cè)報量不報價的情況下，每個時段的用電需求是被預(yù)測好的，也是某個時段出清的邊界條件之一。

不管這個時段供給側(cè)最終出清的是什么樣的電源組合，每個出清電廠提供多大的發(fā)電量，都要滿足這個時段負(fù)荷的總需求量。

而在供給側(cè)，發(fā)電廠報量報價，形成供給側(cè)整體的供給曲線，其和需求曲線的交點(diǎn)就是這個時段的出清點(diǎn)。

集中競價式的交易追求的是社會福利最大化，也就是消費(fèi)者剩余與生產(chǎn)者利潤之和的最大化，放在需求側(cè)報量不報價的場景下，社會福利最大化就等同于發(fā)電成本最小化。

而此時的總發(fā)電成本，就是發(fā)電廠申報的量價供給曲線與需求垂涎圍出的面積。雖說這個申報的價格可能和實際的邊際成本相差較大，但先不必糾結(jié)這到底是否是真實的成本?？傊谌靠尚械陌l(fā)電方案中，找到一個能滿足負(fù)荷需求同時也是總報價成本最小的那個就是出清結(jié)果，這也是單時段優(yōu)化的意思。

經(jīng)濟(jì)最優(yōu)方案之前的定語是方案可物理執(zhí)行，而發(fā)電方案是否可行需要進(jìn)行安全校核，這里面不僅涉及到一些火電機(jī)組的物理參數(shù)限制，也會受到電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的限制。

我們來看一個火電的限制參數(shù)：最小技術(shù)出力。

最小技術(shù)出力限制

一個正常運(yùn)行的火電機(jī)組至少要運(yùn)行在最小技術(shù)出力上，這個數(shù)值大概是機(jī)組額定容量的30%-50%。

假設(shè)如下系統(tǒng)，1個100兆瓦的光伏發(fā)電機(jī)組，報價0元/兆瓦時，某時段預(yù)測發(fā)電功率也是100兆瓦。

1臺300兆瓦火電機(jī)組A，最小技術(shù)出力為100兆瓦，報價400元/兆瓦時。

暫不考慮火電機(jī)組的其它物理約束，只看最小技術(shù)出力的限制，某時段(1h)預(yù)測負(fù)荷用電量為150兆瓦時，如果把源側(cè)量價排序的話，以成本最小化為出清依據(jù)，那么顯然是光伏全電量100兆瓦出清，而火電機(jī)組出清剩余的50兆瓦。

如此做的話，根據(jù)邊際成本的概念，全系統(tǒng)單位增量負(fù)荷所需要的成本增量應(yīng)該由火電機(jī)組提供，報價為400元/兆瓦時，那么系統(tǒng)的邊際成本也就是400元，這該也是此刻的出清價格。

整體的供電成本是光伏的0+火電的50×400=20000元，但這個方案雖然經(jīng)濟(jì)最優(yōu)，但并不可行，因為沒有考慮到火電機(jī)組的最小技術(shù)出力。

只要讓火電機(jī)組運(yùn)行，那么至少也要運(yùn)行在最小技術(shù)出力水平上的，也就是說火電至少要出力100兆瓦。

剩余的部分再由光伏來提供，修正后的出清方案為光伏出力50兆瓦時，火電出力100兆瓦時，還是用邊際成本的概念得出市場出清價格，單位增量負(fù)荷需求可以依靠光伏來滿足，畢竟光伏屬于可發(fā)但不能發(fā)的狀態(tài)，尚有充足的發(fā)電余力。

所以這個方案的市場出清價格是0元，低于火電機(jī)組的申報價格，地板價時火電還在發(fā)電。

最小連續(xù)運(yùn)行時間

除了最小技術(shù)出力這個參數(shù)限制外，火電還有一個物理參數(shù)叫做最小連續(xù)運(yùn)行時間，意思就是說火電機(jī)組開機(jī)并網(wǎng)了，那么距離機(jī)組停機(jī)解列時，期間的跨度不得低于這個最小連續(xù)運(yùn)行時間。

還是剛才的例子，假設(shè)市場內(nèi)多了一臺火電機(jī)組B，與A有同樣的裝機(jī)容量300兆瓦，同樣的最小技術(shù)出力100兆瓦，但是報價高于A，為500元/兆瓦時。

但機(jī)組B本次開機(jī)后的累計運(yùn)行時間還沒有達(dá)到自己的最小連續(xù)運(yùn)行時間，而機(jī)組A已經(jīng)超過了自身的這個時間，那么面對同樣的光伏和負(fù)荷預(yù)測電量下，市場的出清方案就將是B機(jī)組代替A機(jī)組運(yùn)行在最小出力階段，而A機(jī)組可以停機(jī)了。

可見，某個時段內(nèi)的優(yōu)化不單有一個經(jīng)濟(jì)上的成本最低數(shù)學(xué)賬要算，還有要與現(xiàn)實運(yùn)行相吻合的物理賬要算，后者還是更優(yōu)先的。

最小技術(shù)出力要求被調(diào)用的火電機(jī)組，至少也要出力達(dá)到這個水平。而連續(xù)運(yùn)行最小時間約束，實則已經(jīng)是在跨時段進(jìn)行考慮，這就涉及到了市場出清的另一個層面，并非是單交易時段單獨(dú)做優(yōu)化，而是多時段的統(tǒng)一優(yōu)化。

這一點(diǎn)我們放到以后再細(xì)說。

火電機(jī)組的物理參數(shù)

最小技術(shù)出力，最小連續(xù)運(yùn)行時間是火電機(jī)組需要向交易機(jī)構(gòu)和調(diào)度中心申報的參數(shù)，與之對應(yīng)的還有最大可用出力（默認(rèn)額定容量），最小連續(xù)停機(jī)時間以及最大上下爬坡速率等參數(shù)。

除此之外，還有發(fā)電機(jī)組的典型開機(jī)曲線和停機(jī)曲線，開機(jī)曲線意為從火電機(jī)組并網(wǎng)開始一直到出力達(dá)到最小技術(shù)出力的典型升功率曲線；停機(jī)曲線以為從火電機(jī)組從最小技術(shù)出力開始降載，再一直達(dá)到與電網(wǎng)解列時的典型降功率曲線。

從并網(wǎng)到最小技術(shù)出力，以及從最小技術(shù)出力到與電網(wǎng)解列，因為這兩個時段內(nèi)火電機(jī)組是沒有脫網(wǎng)的，也就是其依然有發(fā)電量再提供給系統(tǒng)，只不過這時的發(fā)電量不參與定價，優(yōu)先出清，接受同期的市場價格，那么在系統(tǒng)進(jìn)行出清結(jié)算的時候，一旦對機(jī)組有開停機(jī)的指令，那么這兩個過程勢必要在某些時段內(nèi)納入到出清的邊界條件中。

雖然我們看到是火電機(jī)組在每個競價日所申報的量價曲線，但配合上這些提前申報過的物理運(yùn)行參數(shù)，再結(jié)合機(jī)組當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，也就可以清楚每臺機(jī)組在每個交易時段，到底可以運(yùn)行在何種出力區(qū)間。

比如這個時段運(yùn)行在最小技術(shù)出力，那么下個時段如果調(diào)增調(diào)用的話，最高也只能抵達(dá)上爬坡速率所能達(dá)到的最高出力值。

這也是為何火電機(jī)組無需像新能源場站那樣在申報量價曲線外還要申報功率預(yù)測曲線來作為自己的實際生產(chǎn)曲線，因為有了這些短期內(nèi)不會改變的機(jī)組參數(shù)，有了相鄰運(yùn)行狀態(tài)改變的限制，相當(dāng)于給火電機(jī)組設(shè)定好了某個時段可以實現(xiàn)的物理出力區(qū)間，而至于最終落到哪個數(shù)值上，就取決于經(jīng)濟(jì)上的報價信息了。

這同樣也是電力市場的一大特點(diǎn)，物理運(yùn)行規(guī)律之于市場出清規(guī)則之上。

回到文章的標(biāo)題，為何地板價時，還會有火電在發(fā)電，因為一些物理參數(shù)的限制，導(dǎo)致有些火電不能停機(jī)，進(jìn)而成為了這個時段的“必開機(jī)組”。

不過被打上必開機(jī)組標(biāo)簽的原因有很多，其中不乏電網(wǎng)運(yùn)行安全的需要，也不乏火電機(jī)組自身的物理限制。我在學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容的時候有一個比較粗的判斷標(biāo)準(zhǔn)，從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，本不該發(fā)電的機(jī)組因為物理條件限制而運(yùn)行了，就可以歸屬于必開機(jī)組。

那么在低于自身報價的出清時段發(fā)電，這就一定會代表火電會在虧錢發(fā)電么？

再說這個問題之前，我們還是要先看看火電機(jī)組的成本構(gòu)信息是如何體現(xiàn)在日前申報以及出清過程中的。