考虑天然气网络约束的机组组合

近期发电燃料结构的变化，特别是燃气电厂（GFPP）的增加，使得电力传输系统与天然气传输系统之间产生了显著的相互依赖关系。然而，尽管存在物理与经济上的耦合，这些网络仍由异步市场机制独立运行。如美国东北部经历的 2014 年极地涡旋事件所揭示，这种运行模式在拥堵环境下可能导致重大的经济与可靠性风险。为缓解这些风险同时保持市场现有结构，本文探讨了在标准机组组合模型中引入天然气网络感知的思路。在电力系统运营商掌握部分（或完整）天然气需求预测及天然气网络的假设下，本文提出了一个三层数学规划，其中天然气分区价格由天然气流量守恒约束的对偶解给出，且机组组合决策受投标有效性约束限制，以确保已组合 GFPP 的经济可行性。该三层规划可重构为单层混合整数二阶锥规划，并可使用专门的 Benders 分解求解。该方法在美国东北部案例研究 [1] 中得到验证，能够复现 2014 年初冬经历的天然气与电力价格尖峰。案例研究结果表明，机组组合中的天然气感知有助于避免电力价格峰值，同时将天然气价格维持在合理水平。