قیمت و ارزش برق

در فصل قبل ما در مورد هزینه تولید انرژی تجدید پذیر بحث کردیم. اکنون به ارزش بازار برق خواهیم پرداخت. ما بر این واقعیت تمرکز خواهیم کرد که قیمت برق ساعت به ساعت متفاوت است و دلالت بر این برای اقتصاد ژنراتورهای برق دارد. تا پایان این فصل خواننده قادر خواهد بود:

• قدردانی کنید که قیمت برق ممکن است در فواصل کوتاه متفاوت باشد
• درک کنید که چگونه قیمت برق در بازارهای عمده فروشی تعیین می شود
• یک مرور کلی از مدل های مختلف که چنین تنظیم قیمت را توضیح می دهند دریافت کنید
• "ارزش بازار برق" را درک کنید و ببینید که چگونه آن را با هزینه تراز شده ارتباط دارد

1. نوسانات قیمت برق

بگذارید با برخی مشاهدات اساسی تجربی در مورد قیمت برق در بازارهای عمده فروشی آزادانه ، یعنی بازارهایی که ژنراتورها ، خرده فروشان و مشتریان صنعتی با یکدیگر تجارت می کنند ، شروع کنیم. این قیمت هایی است که درآمد و سود نیروگاه ها را تعیین می کند.

قیمت ها نوسان می کند. در کشورهایی که بازار عمده فروشی برای برق وجود دارد ، قیمت برق متفاوتی برای فواصل کوتاه زمان تعیین می شود ، مانند هر ساعت ، هر چهارم ساعت یا حتی هر پنج دقیقه. قیمت برق حتی بین دو فواصل پنج دقیقه متوالی می تواند به شدت متفاوت باشد. در طی یک هفته ، مشاهده فواصل با قیمت های بالا ، قیمت پایین ، قیمت صفر یا حتی منفی غیر معمول نیست (این بدان معنی است که برای مصرف برق پرداخت می کنید!). به عنوان مثال ، حتی اگر میانگین قیمت سالانه برق در اکثر کشورها بین 30 تا 80 یورو در هر مگاوات ساعت باشد ، مشاهده قیمت برق بالاتر از 1000 یورو در هر مگاوات ساعت در برخی از فواصل زمانی و قیمت های زی ر-100 یورو در هر مگاوات ساعت در طول غیر معمول نیست. دیگران. این در شکل 1 نشان داده شده است ، که نشان می دهد قیمت برق ساعت به ساعت در بازار به اصطلاح روزانه در آلمان بیش از یک هفته است.

شکل 1. میانگین قیمت عمده فروشی برق در آلمان در طی پنج روز در سال 2014 نکته اصلی: قیمت برق بسته به زمان روز/سال می تواند به شدت متفاوت باشد.

منبع: OEE بر اساس داده های داده های سیستم قدرت باز

بازارهای برق بی نظیر هستند. نوسانات شدید قیمت در مقیاس های زمانی به اندازه ساعت و دقیقه بازارهای برق را از سایر کالاها جدا می کند. سایر بازارهای کالا ، از جمله نفت خام ، گاز طبیعی ، مواد معدنی ، محصولات کشاورزی ، فولاد و غیره ، همچنین تنوع قیمت را نشان می دهند ، اما تا حد بسیار کمتری دارند. به عنوان مثال ، در سال 2016 ، قیمت برق روز آلمان به طور متوسط 29 یورو در هر مگاوات ساعت ، با حداق ل-130 یورو در هر مگاوات ساعت و حداکثر 105 یورو در هر مگاوات ساعت بود. به عبارت دیگر ، دامنه قیمت های مشاهده شده عامل هشت از میانگین قیمت بود. در مقابل ، گاز طبیعی ، نفت خام و زغال سنگ ، سه کالای انرژی تجاری ، تنوع قیمت داخل روز را نشان نمی دهند. حرکات سالانه در قیمت ها نیز تدریجی تر و تغییرات کمتری دراماتیک تر است. به عنوان مثال ، در سال 2016 قیمت زغال سنگ از حدود 50 دلار در هر MT به 100 دلار در هر MT افزایش یافته و بین 75 دلار در هر MT و 100 دلار در هر MT در طول سال 2017 باقی مانده است.

دلایل نوسانات قیمت. چه چیزی باعث می شود قیمت برق خیلی بیشتر از قیمت کالاهای دیگر نوسان کند؟این ترکیبی از سه ویژگی برق است:

• منحنی تأمین برق به سمت بالا شیب دار است
• تقاضا و/یا شرایط عرضه با گذشت زمان تغییر می کند
• برق را نمی توان از نظر اقتصادی در حجم زیادی ذخیره کرد

به راحتی می توان فهمید که در مورد دو ویژگی اول چیز خاصی وجود ندارد. منحنی عرضه شیب دار به سمت بالا ویژگی ای است که برق با بسیاری از کالاهای دیگر به اشتراک می گذارد. همین مورد در مورد تقاضای متغیر زمان نیز صادق است زیرا تقاضای برق در طول روز بیشتر از شب است ، تقاضا برای قهوه در ساعات صبح بیشتر از ظهر است. و با این حال ، قیمت قهوه در مبادلات کالاها لزوماً در ساعات صبح افزایش نمی یابد ، در حالی که قیمت برق در طول عصر به اوج خود می رسد. این سومین ویژگی برق است ، یعنی عدم تحمل پذیری ، که آن را از کالاهای دیگر جدا می کند. برای برآورده کردن تقاضای اوج صبح ، لوبیای قهوه در طول شب قابل ذخیره است ، اما برق نمی تواند.

تغییرات قابل پیش بینیبه طور دقیق تر ، می توانیم بین تغییرات قیمت قابل پیش بینی و غیر قابل پیش بینی تفاوت قائل شویم. شوک های غیر منتظره در تقاضا و عرضه می تواند بر قیمت هر کالایی تأثیر بگذارد ، یعنی خبر عدم موفقیت خط لوله می تواند منجر به نوسانات سریع قیمت نفت خام شود. با این حال ، برخلاف سایر کالاها ، قیمت برق حتی در صورت تغییر تقاضا و عرضه به طور قابل پیش بینی ، به شدت بین دوره های کم و زیاد تقاضا نوسان می کند.

پیامدهای نوسانات قیمت. حداقل سه نتیجه مهم از نوسان شدید قیمت برق وجود دارد:

• طراحی بازارهای برق از سازماندهی تجارت کالاهای دیگر دشوارتر است ، زیرا قیمت ها خیلی سریع تغییر می کنند.
• اقتصاد یک نیروگاه به زمان تولید برق بستگی دارد. یک گیاه فرضی را در نظر بگیرید که دارای هزینه متغیر ثابت و صفر است (و از این رو یک LCOE صفر) اما فقط در صورتی که قیمت در بازارهای عمده فروشی منفی باشد ، برق تولید می کند. با وجود آزاد بودن ، هیچ کس چنین گیاهی را نصب نمی کند.
• در یک سیستم الکتریکی ، ساخت نیروگاه ها بر اساس طیف وسیعی از فناوری ها از نظر اقتصادی کارآمد است و برخی ممکن است در تمام مدت برق با هزینه کم تولید کنند ، در حالی که برخی دیگر ممکن است برای تولید برق تنها در صورت تقاضای برق طراحی شوند. و بنابراین قیمت ها زیاد هستند (گیاهان اوج بار).

2. یک مدل کوتاه: اعزام مرتبه شایستگی

اعزام سفارش شایستگی. این مهم است که تشخیص دهیم که در کوتاه مدت ، ظرفیت تولید نصب شده در یک سیستم قابل افزایش یا کاهش نیست. نتیجه مهم این فرض این است که هزینه های ثابت هیچ نقشی در تصمیم تولید نیروگاه ها ایفا نمی کند. بیایید در مورد این فکر کنیماز آنجا که یک نیروگاه خاص قبلاً ساخته شده است ، باید مایل به تولید برق باشد حتی اگر قیمت بازار از نظر بی نهایت بالاتر از هزینه متغیر تولید آن باشد. از طرف دیگر ، اگر قیمت بازار زیر هزینه متغیر خود باشد ، تولید برق برای تولید برق نخواهد بود ، زیرا در هر واحد تولید پول از دست می دهد. بنابراین در کوتاه مدت هزینه حاشیه ای تولید برق باید با هزینه متغیر تولید برابر باشد. ما می توانیم از این ایده برای استخراج منحنی تأمین برق استفاده کنیم. این کار با سفارش نیروگاه ها در سیستم "با شایستگی" یعنی با افزایش هزینه متغیر انجام می شود. منحنی عرضه کوتاه مدت حاصل از برق ، اعزام مرتبه شایستگی (منحنی) در پارلمان صنعت نامیده می شود. یک مدل مبتنی بر دارایی از قیمت برق. مدل "Merit-Nore" یا "Supply Stack" ابزاری مفید برای توضیح تعیین قیمت برق در یک سیستم الکتریکی عمدتا حرارتی (ذغال سنگ ، گاز ، هسته ای) در کوتاه مدت است.

یک ساختمان اساسی در مدل منحنی سفارش شایستگی است که به عنوان منحنی عرضه کوتاه مدت برق عمل می کند. تقاضا برای برق ، در کوتاه مدت ، معمولاً فرض می شود که کاملاً دارای قیمت نامی است و بنابراین توسط یک خط عمودی نشان داده می شود. قیمت تعادل پاکسازی بازار نقطه ای است که منحنی مرتبه شایستگی تقاطع برق کوتاه مدت را تقاطع می کند (شکل 2). چرا فقط این نکته می تواند قیمت پاکسازی بازار باشد؟بیایید یک نیروگاه را در منحنی سفارش شایستگی که در سمت چپ نقطه تقاطع قرار دارد ("نیروگاه های مادون قرمز") در نظر بگیریم: این گیاه مبلغ مثبتی کسب می کند ، برابر با تفاوت بین قیمت پاکسازی بازار و هزینه متغیر خود، و به این ترتیب با تولید برق ، سود را از بین می برد. اکنون یک گیاه را در سمت راست قیمت تمیز کردن بازار ("گیاهان خارج از حاشیه") در نظر بگیرید: این گیاه باعث ضرر در هر واحد نسل می شود و بنابراین به طور منطقی برق تولید نمی کند. آخرین نیروگاه برای تولید برق ("کارخانه حاشیه ای") کسی است که هزینه متغیر آن برابر با قیمت تمیز کردن بازار است و با هرگونه سود و زیان همراه است.

به طور خلاصه ، در کوتاه مدت "اعزام" همه گیاهان در سمت چپ کارخانه حاشیه در اعزام سفارش شایستگی بهینه است و آن را به سمت راست از تولید نگه می دارد و تنها قیمتی که تضمین می کند بار دقیقاً ارائه می شودهزینه متغیر نیروگاه حاشیه ای.

شکل 2: مدل مرتبه ای از تعیین قیمت در یک ساعت کلیدی ساعت: قیمت ها با تقاطع تقاضا و عرضه تعیین می شوند.

منبع: OEE بر اساس داده های IEA

بار نوساناز مدل مرتبه شایستگی می توان برای درک اینکه چرا قیمت ها متفاوت است استفاده شود. یک دلیل این است که تقاضای برق به دلیل فعالیت و نیازهای انسانی متفاوت است. اگر تقاضا کاهش یابد ، قیمت پاکسازی کاهش می یابد و برعکس (شکل 3).

شکل 3: مدل مرتبه تعیین قیمت با نوسان بار کلیدی بار: قیمت ها با تغییر تقاضای برق متفاوت است.

منبع: OEE بر اساس داده های IEA

چگونه می توان تجدید پذیر را حساب کرد؟انرژی باد و خورشیدی هزینه های متغیر صفر دارد و همیشه در سمت چپ شدید منحنی عرضه قرار می گیرد. با این حال ، ترکیب این ژنراتورهای انرژی تجدید پذیر در مدل مرتبه شایستگی تا حدودی بی دست و پا است. این امر به این دلیل است که برخلاف سایر فناوری ها ، باد و انرژی خورشیدی در دسترس بودن حتی در کوتاه مدت نیز متفاوت است. با توجه به این خصوصیات خاص ، دو گزینه برای ادغام باد و انرژی خورشیدی وجود دارد. اولین مورد این است که آنها را با ژنراتورهای حرارتی گروه بندی کنید. این منطقی است زیرا این همان چیزی است که آنها هستند: تأمین کنندگان برق. با این حال ، از آنجا که منبع اصلی متفاوت است ، منحنی عرضه از ساعت به ساعت به ساعت تغییر می کند ، به این معنی که ما باید هر ساعت یک نمودار متفاوت بکشیم. گزینه دیگر درمان باد و خورشیدی به عنوان "بار منفی" و جایگزینی منحنی بار با منحنی بار شبکه (یا "باقیمانده") است. این به ما امکان می دهد از منحنی عرضه ای پایدار و منحنی تقاضای باقیمانده استفاده کنیم که با گذشت زمان متفاوت است.

چشم انداز پویا. شکل 2 اعزام نیروگاه ها و قیمت های پاک بازار را برای یک ساعت خاص نشان می دهد. شکل 4 تقاضای خالص (خالص مصرف باد و تولید خورشیدی) و همچنین قیمت برق را برای همان پنج روز نشان می دهد. آشکار می شود که چقدر به وضوح قیمت و تقاضای باقیمانده با هم ارتباط دارند.

شکل 4: تقاضای برق و قیمت عمده فروشی ساعت به ساعت در طی یک هفته مهم: در زمان تقاضای خالص بالا ، قیمت ها زیاد است. در نتیجه قیمت با تقاضا نوسان می کند.

منبع: OEE بر اساس داده های داده های سیستم قدرت باز

شکل 5 ترکیب تولید توسط فناوری را در همان هفته نشان می دهد. در طی دوره هایی با تقاضای باقیمانده کم ، فناوری هایی با هزینه های متغیر کم اعزام می شوند و در مواقع تقاضای باقیمانده بالا ، ژنراتورهای پر هزینه نیز اعزام می شوند.

شکل 5: ترکیب برق در ساعت در طول پنج روز نکته اصلی: اعزام فناوری نسل با گذشت زمان تغییر می کند.

3. یک دفع سریع: مدل های اقتصاد برق

در بخش قبلی یک مدل بهینه سازی هزینه کوتاه مدت که برای تعیین قیمت برق استفاده شده است. ایستادن در پشت و مرور چارچوب تحلیلی اساسی و فرضیاتی که پایه و اساس نه تنها این مدل خاص است ، بلکه از سایر مدل ها برای مدل های قیمت گذاری برق است که در این و فصل های بعدی شرح داده شده است ، مفید است.

3. 1 چارچوب تحلیلی

دیدگاه برنامه ریز. در این فصل چشم انداز یک "برنامه ریز سیستم" یا "برنامه ریز اجتماعی" همه جانبه و همه جانبه است که هزینه های تأمین برق را برای مصرف کنندگان به حداقل می رساند ، در حالی که سطح تقاضای برق را به عنوان یک داده می گیرد. از نظر تاریخی ، این نوع یک راه حل برنامه ریز اجتماعی توسط برنامه های عمودی یکپارچه برنامه ریزی سیستم های الکتریکی آنها (اگر تنظیم کننده به درستی مشوق ها را تعیین کند) بدست آمده است.

چشم انداز بازار. در اکثر کشورهای OECD ، شرکتهای برق به صورت عمودی در تولید ، انتقال ، توزیع و (بعضی اوقات) شرکت های خرده فروشی از بین رفته اند. بنابراین ، به همین ترتیب ، دیگر هیچ برنامه ریز سیستم مشخصی وجود ندارد. اما این تجزیه و تحلیل ارائه شده در این فصل را تضعیف نمی کند. اگر بازارهای برق کامل و کامل باشند ، راه حل برنامه ریز اجتماعی همان نتیجه تعادل شرکتهای حداکثر سود در تعامل در بازارهای برق خواهد بود. بنابراین ما می توانیم راه حل برنامه ریز اجتماعی را استخراج کنیم و آن را به عنوان نتیجه تصمیم گیری غیر متمرکز تحت رقابت کامل تفسیر کنیم. این رویکرد دارای دو مزیت است: این امکان را به ما می دهد تا بهترین نتایج موردی را که بازار می تواند ارائه دهد درک کنیم و از نظر تحلیلی کمتر از شرکت های مدل سازی به صورت جداگانه است.

کوتاه مدت در مقابل بلند مدت. در این کتاب و به طور کلی در اقتصاد ، "کوتاه مدت" و "بلند مدت" افق زمانی واقعی را توصیف نمی کنند (مانند "بلند مدت به معنی 10 سال و طولانی تر"). بلکه بستگی به این دارد که آیا سهام سرمایه به عنوان اگزوژن یا درون زا در تجزیه و تحلیل رفتار می شود. تجزیه و تحلیل کوتاه مدت سهام سرمایه را در حالی که ارائه شده است ، در حالی که تجزیه و تحلیل بلند مدت شامل تصمیمات سرمایه گذاری است ، می گیرد.

مشکل بهینه سازی کوتاه مدت. در تجزیه و تحلیل کوتاه مدت بازارهای برق ، سهام سرمایه اگزوژن در نظر گرفته می شود ، یعنی مجموعه موجود از نیروگاه ها به سادگی در آنجا است و قابل تغییر نیست. مدل مرتبه شایستگی ارائه شده در این فصل نمونه ای از یک مدل کوتاه مدت است. مشکل بهینه سازی در کوتاه مدت ، از دیدگاه برنامه ریزی سیستم ، یافتن مجموعه تصمیمات تولیدی است که هزینه های کل را به حداقل می رساند. به عبارت دیگر ، در کوتاه مدت ما خودمان را نگران می کنیم که چقدر برق توسط هر نیروگاه در سیستم تولید می شود. به این "اعزام اقتصادی" برق گفته می شود. قیمت های حاصل از تجزیه و تحلیل کوتاه مدت می تواند به عنوان نتایج بازار تفسیر شود اگر ظرفیت کمیاب نباشد. در زمان کمبود ظرفیت ، استفاده از یک مدل کوتاه مدت نامناسب خواهد بود.

مشکل بهینه سازی طولانی مدت. در طولانی مدت یا "زمینه سبز" تجزیه و تحلیل ظرفیت تولید در سیستم درون زا است. علاوه بر اعزام ، ما همچنین باید تعیین کنیم که ظرفیت تولید یک فناوری خاص چقدر باید ساخته شود. بنابراین تجزیه و تحلیل بلند مدت هم تصمیمات تولید و هم سرمایه گذاری را شامل می شود. توجه داشته باشید که یک مدل سرمایه گذاری "خالص" بدون حل تصمیم اعزام به طور همزمان امکان پذیر نیست ، زیرا تفاوت های ارزش ناشی از اعزام مختلف را نادیده می گیرد. چنین تجزیه و تحلیل بلند مدت در فصل بعد ، مخلوط ظرفیت بهینه و قیمت گذاری کمبود ارائه شده است.

3. 2 فرضیات استاندارد

در مکان های مختلف این کتاب ، ما فرضیات ساده ای را برای سهولت در تجزیه و تحلیل تحلیلی یا گرافیکی انجام می دهیم. ما از آنها به عنوان "فرضیات استاندارد" یاد می کنیم.

• بدون واردات و صادرات (بازار برق در انزوا)
• تقاضای برق کاملاً قیمتی است و از طریق روش های دیگر (مانند "مدیریت جانبی تقاضا") نمی تواند تحت تأثیر قرار گیرد و همیشه باید با عرضه ارائه شود
• بدون ذخیره برق و بدون برق مبتنی بر مخزن
• تمام پارامترهای (هزینه ، کمیت و سایر) شناخته شده اند و همه عوامل دارای پیش بینی کامل هستند
• همه بنگاهها متقاضی قیمت هستند ، یعنی سوءاستفاده از قدرت بازار وجود ندارد
• تمام نیروگاه ها کاملاً انعطاف پذیر هستند به این معنا که می توانند خروجی را از یک ماه به حالت دیگر تغییر دهند. محدودیت های شیب دار و دوچرخه سواری نادیده گرفته می شود
• همه گیاهان نیز کاملاً انعطاف پذیر هستند به این معنا که "تولید باید" از گرما و نیروگاه های ترکیبی یا ارائه خدمات سیستم وجود نداشته باشد
• قیمت ها را می توان آزادانه تعیین کرد ، بدون اینکه کلاه های نظارتی صریح یا ضمنی یا کف وجود داشته باشد
• علاوه بر موارد فوق ، چارچوب سفارش Merit فرض می کند که ظرفیت کافی برای خدمت به بار ("کفایت نسل") متوقف شده است.

این فرضیات استاندارد می توانند آرام باشند ، اما پس از آن یک مدل رایانه ای برای استخراج راه حل بهینه لازم است. فرضیات نتایج را تضعیف نمی کند. در حقیقت ، علیرغم این ساده سازی ها ، مدل های ساده شده ارائه شده در این کتاب ، بینش های مرتبط و عملی را به همراه دارند.

4. یک مدل کوتاه دیگر: تعهد واحد

مجموعه ای از تعادل های مستقل. ما برای توجیه مدل مرتبه شایستگی به فرضیات استاندارد اعتماد کرده ایم. این فرضیه مهم است که تمام نیروگاه ها کاملاً انعطاف پذیر هستند به این معنا که می توانند از یک لحظه به لحظه دیگر بازده را تغییر دهند. به عبارت دیگر ، محدودیت های شیب دار و دوچرخه سواری نادیده گرفته می شود. به عنوان یک نتیجه ، در مدل مرتبه شایستگی ، هر ساعت به طور مستقل از تمام ساعات دیگر مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد و بازار برق به عنوان یک سری تعادل های متوالی گسسته مدل می شود.

هزینه های شروع. در واقعیت ، متوقف کردن و راه اندازی نیروگاه های بزرگ هزینه بر این است. این عمدتاً به دو دلیل است: اول ، برای راه اندازی گیاهی باید آن را گرم کند و این فرایند بدون تولید برق سوخت پرهزینه ای را مصرف می کند. دوم ، تغییرات دما باعث استرس و خستگی در تجهیزات ، از جمله دیگهای بخار ، لوله های فشار قوی ، توربین ها و تجهیزات تمیز کردن گاز اگزوز می شود و منجر به کاهش طول عمر و/یا افزایش هزینه نگهداری می شود. نه تنها راه اندازی پرهزینه است ، بلکه به زمان نیاز دارد. با شروع یک نیروگاه زغال سنگ حرارتی در مقیاس بزرگ ممکن است 12 تا 72 ساعت طول بکشد.

مدل های تعهد واحد. هنگام در نظر گرفتن محدودیت ها و هزینه های راه اندازی نیروگاه ، نمی توان ساعتهای جداگانه را به صورت جداگانه درمان کرد: اگر یک نیروگاه در یک ساعت خاموش باشد ، در ساعت بعد نمی توان آن را روشن کرد. و هیچ ژنراتور منطقی فقط یک نیروگاه ذغال سنگ را فقط برای تولید برق در طی یک ساعت روشن نمی کند. مدلهایی که هزینه های راه اندازی و محدودیت ها را به خود اختصاص می دهند ، مدل های "تعهد واحد" نامیده می شوند. این نام ناشی از تصمیم به "مرتکب" یک واحد (یعنی ژنراتور) برای تولید است. این تصمیم تعهد باید چند ساعت قبل از زمان واقعی انجام شود. نزدیکتر به زمان واقعی ، یک تصمیم اعزام در زیر آمده است ، و تعیین سطح تولید واحدهای متعهد بین حداقل بار (شاید 40 ٪ ظرفیت پلاک نام) و بار کامل (100 ٪ ظرفیت پلاک نام). مدل های بازار برق که هزینه های راه اندازی و زمان سرب را به خود اختصاص می دهند ، مدل های تعهد واحد نامیده می شوند.

قیمت در مدل های تعهد واحد. بر خلاف مدل مرتبه شایستگی ، مدل های تعهد واحد دیگر با قلم و کاغذ حل نمی شوند و معمولاً با استفاده از شبیه سازی های پیشرفته رایانه ای حل می شوند. عارضه دیگر این است که تعریف قیمت های سازگار با تشویقی در چنین مدلهایی ساده نیست: به جای اینکه یک قیمت تمیز کننده بازار برای همه ژنراتورها برای هر ساعت باشد ، چنین مدل هایی برای جبران هزینه های راه اندازی نیاز به قیمت اضافی برای هر ژنراتور دارند. این موارد گاهی اوقات "پرداخت های بالایی" نامیده می شوند.

باید اجرا شودعلاوه بر هزینه های راه اندازی ، یک عارضه دیگر باعث می شود نیروگاه های دنیای واقعی پیچیده تر شوند که مدل ساده مرتبه ای نشان می دهد: برخی از نیروگاه ها نه تنها برق را تولید می کنند بلکه برای فرآیندهای صنعتی یا گرمایش فضا از طریق شبکه های گرمایشی منطقه نیز گرم می شوند. سایر نیروگاه ها متعهد شده اند خدمات سیستم مانند تعادل قدرت را تأمین کنند. هر دو نوع گیاه به راحتی نمی توانند در دوره های کم قیمت خاموش شوند ، زیرا تولید گرما و خدمات سیستم با تولید برق مرتبط است. آنها با وجود حاشیه های منفی مجبور به تولید برق هستند ، پدیده ای که گاهی اوقات "باید اجرا شود". باید تولید و هزینه های راه اندازی هر دو به توضیح اینکه چرا قیمت برق می تواند منفی باشد پدیده ای است که مدل مرتبه ای نمی تواند توضیح دهد.

5. ارزش بازار

تعریف ارزش بازار. در بازارهایی که برق معامله می شود ، معمولاً قیمت ها برای بلوک های زمانی گسسته نقل می شود: 5 دقیقه ، 15 دقیقه ، 30 دقیقه یا 60 دقیقه. در نتیجه ، متوسط درآمد یک نیروگاه به زمان تولید برق بستگی دارد. ما در یک سال خاص ، میانگین درآمد در هر مگاوات ساعت را "ارزش بازار" برق می نامیم. به طور رسمی ، می توان آن را به عنوان تعریف کرد

جایی که g_i,tآیا تولید یک فناوری تولید برق در ساعت (یا هر بلوک زمانی دیگر) t ، p است_tقیمت عمده فروشی برق در آن ساعت و t تعداد ساعت در سال است. ارزش بازار حداقل سه تفسیر متفاوت دارد:

• این میانگین درآمد حاصل از ژنراتورها در هر ساعت مگا وات برق است
• این وزن تولید وزن ("وزش باد") است
• این ارزش اقتصادی حاشیه برق است که توسط نوع ژنراتور تولید می شود

معادل درآمد LCOE. ارزش بازار آن طرف دیگر سکه هزینه های انرژی تراز شده است. LCOE میانگین هزینه برای هر واحد برق تولید شده است ، در حالی که ارزش بازار متوسط درآمد برای هر واحد است. اگر ارزش بازار از LCOE فراتر رود ، یک سرمایه گذاری سودآور است و باید انجام شود و برعکس. هر دو معیار را می توان برای طول عمر یک نیروگاه محاسبه کرد اما اغلب به صورت سالانه برای راحتی تحلیلی بیان می شود.

ارزش بازار متفاوت است. ارزش بازار نیروگاه ها بر اساس نحوه شناسایی و بهره برداری از این گیاهان متفاوت است. گیاهان بار پایه ، که به گونه ای طراحی شده اند که به طور شبانه روزی اجرا می شوند ، قیمت متوسط برق (نسبتاً کم) یا "قیمت پایه" را کسب می کنند. معمولاً چنین گیاهانی به دلیل هزینه های کم متغیر و ساعات کار بالا ، کمترین هزینه تولید را در سیستم دارند (هزینه برق را بخاطر بسپارید). از طرف دیگر ، گیاهان بار اوج ، که فقط در شرایطی عمل می کنند که تقاضای بازار نسبت به عرضه نسبتاً زیاد باشد ، به طور متوسط قیمت های بسیار بالاتری کسب می کنند. اما از آنجا که آنها مقدار کمتری از برق تولید می کنند که فقط در ساعات اوج تولید می شوند و برخلاف عملکرد مداوم گیاهان بار پایه ، متوسط هزینه تولید نیز بیشتر است. بنابراین به طور کلی ، گیاهان حرارتی مانند زغال سنگ و هسته ای که برق کم هزینه تولید می کنند ، همچنین تمایل به تولید برق با ارزش کم دارند در حالی که گیاهانی مانند گاز طبیعی که هزینه های تولید بالاتری دارند نیز تولید برق بسیار با ارزش دارند. ارزش بازار باد و انرژی خورشیدی به سهم بازار آنها بستگی دارد ، زیرا ما در مورد ارزش برق تجدید پذیر به عنوان یک نتیجه از این تفاوت های سیستماتیک بحث خواهیم کرد ، مقایسه هزینه های تولید فن آوری های مختلف ، بدون مراجعه به ارزش می تواند گمراه کننده باشد. فناوری ای که برق را با هزینه کمتری تولید می کند ممکن است سودآورترین/اقتصادی ترین گزینه نباشد.

شکل 6: ارزش بازار فن آوری های مختلف (مصور) نکته اصلی: ارزش بازار فناوری ها متفاوت است.

6. مکانیسم های مختلف کشف قیمت

برنامه ریز سیستم. نحوه ارائه مدل شایستگی (و تعهد واحد) در بالا به طور ضمنی نشان می دهد که یک "برنامه ریز سیستم" همه جانبه و همه جانبه وجود دارد که هزینه های متغیر هر نیروگاه را می داند و می تواند هر گیاه را اعزام کند (تعیین کنید که هر نیروگاه چقدر مقدار داردبر این اساس باید در یک نقطه معین تولید شود). در واقعیت ، اینگونه نیست. با این حال ، مدل مرتبه شایستگی یک چارچوب مفید برای فکر کردن در مورد اعزام و کشف قیمت در مدلهای مختلف بازار ، از جمله:

• یک ابزار یکپارچه
• یک بازار اعزام مرکزی
• یک بازار خود در حال نمایش

ابزار یکپارچهدر ساده ترین مورد ، مدل مرتبه شایستگی را می توان توصیف کرد که توصیف یک شرکت برق یکپارچه است که دارای تمام نیروگاه ها در یک بازار است. از آنجا که تمام گیاهان POW-er متعلق به یک نهاد واحد هستند ، تمام هزینه های تولید شناخته شده است. به راحتی می توان فهمید که چنین شرکتی با به دست آوردن یک مرتبه شایستگی عرضه و معادل کردن آن به تقاضا به روشی که در بالا گفته شد ، هزینه تولید کل خود را به حداقل می رساند.

اعزام مرکزی. مدل مرتبه شایستگی همچنین در توصیف تعیین قیمت در بازارها با بیش از یک شرکت نسل واحد مفید است. در بعضی از بازارها مانند ایالات متحده ، یک دیسپچر مرکزی یا "اپراتور سیستم مستقل" (ISO) که تولید گیاهان مختلف را هماهنگ می کند و برنامه اعزام را تعیین می کند (که نیروگاه لازم است تا میزان قدرت را در یک شکاف زمانی معین تولید کند) و قیمت برق. اپراتور سیستم پیشنهادات قیمت و کمیت را از همه ژنراتورها برای یک شکاف زمانی خاص دریافت می کند. براساس این پیشنهادات ، ISO منحنی مرتبه شایستگی و بسته به بار ، قیمت برق را تعیین می کند. به راحتی می توان فهمید که اگر بازار رقابتی باشد ، یعنی ژنراتورها قیمت گذاری هستند و پیشنهادات پذیرفته شده قیمت پاکسازی مشترک را دریافت می کنند ، برای همه ژنراتورهای موجود در بازار حداکثر سود می برند تا قیمت برابر با هزینه های متغیر خود را پیشنهاد دهند: پایین ترپیشنهاد می تواند منجر به خسارات شود (اگر قیمت کشف شده در بازار زیر هزینه متغیر آنها باشد) ، در حالی که در صورت عدم ارسال ژنراتور ، پیشنهاد بالاتر می تواند منجر به سود پیش فرض شود. بنابراین نتیجه یکسان است که در صورتی که تمام ظرفیت تولید متعلق به یک شرکت واحد باشد.

خود پراکندهدر یک سیستم به اصطلاح "خود ، هیچ موجودی مرکزی وجود ندارد که نسل هماهنگ باشد یا برنامه اعزام را ایجاد کند. در عوض ژنراتورها و مصرف کنندگان (مصرف کنندگان بزرگ صنعتی و آب و برق برق) یا به صورت دو طرفه یا در مبادله برق تجارت می کنند تا اینکه قیمت بازار پایدار ظهور کند. در این حالت ، اگر بازارها رقابتی باشند ، قیمت پاکسازی بازار تعیین می شود و کلیه نیروگاه ها با هزینه های متغیر زیر این قیمت اعزام می شوند در حالی که سایرین این کار را نمی کنند.