两种备用容量分散决策方法及其比较

电力市场中的辅助服务一般都是集中处理的,系统运行人员负责确定并购买所需的备用容量,再把相应的费用分摊给用户,备用容量决策一般基于经验和规程,不进行优化计算,所以这种做法可能导致低效率,在市场环境中,应鼓励采用分散决策方法,以便通过市场的“无形之手”达到市场均衡点和市场效率,文中提出了两种分散决策方法来确定备用容量,即分别基于合同和联营体的分散决策方法,这两种方法在实现中均应用保险理论来引导备用容 量的最优分散决策,并同时减少用户的停电损失,证明了在一定条件下,基于联营体的方法更加有效,可以在电力市场中考虑采用。     

旋转备用辅助服务的需求与调度

备用辅助服务关系到电力系统的安全运行和可靠性。旋转备用与能量市场有很强的耦合关系,其容量需求和调度分配受到了人们的广泛关注。该文采用和能量市场解耦的旋转备用辅助服务模式,提出了以系统旋转备用社会效益最大的最优备用容量确定原则和基于竞争的备用分配调度模型。文中采用启发式算法求解,算例的仿真结果说明了该方法的有效性。     

旋转备用辅助服务的需求与调度

备用辅助服务关系到电力系统的安全运行和可靠性.旋转备用与能量市场有很强的耦合关系,其容量需求和调度分配受到了人们的广泛关注.该文采用和能量市场解耦的旋转备用辅助服务模式,提出了以系统旋转备用社会效益最大的最优备用容量确定原则和基于竞争的备用分配调度模型.文中采用启发式算法求解,算例的仿真结果说明了该方法的有效性.     

需求侧参与下电网公司购电的离散混合优化模型

如果电力系统的备用容量完全由发电机组来承担,可能会产生长期"备而不用"的问题,这不仅会造成资源的浪费,也会导致电网公司购电成本的增加.通过综合考虑电能市场和备用市场的电力交易,研究了需求侧用户以可中断负荷的方式和发电侧共同参与备用市场的问题,建立了电网公司购买电能和备用容量的离散混合优化模型,给出了详细的求解算法.通过求解该模型可给出电能市场和备用市场的交易价格及中标机组或用户的交易量.算例结果表明本模型可为电网公司寻求最优购买方案提供辅助决策支持.     

电力市场环境下考虑系统可靠性的备用调度

电力系统的可靠性与备用辅助服务紧密相关,旋转备用是备用辅助服务的重要组成部分.以旋转备用的需求为例,以系统旋转备用的社会效益最大来确定最优备用容量.在竞价出清的模型中加入了可靠性约束,使得备用容量在满足安全性要求的基础上达到了最优的经济性.文中采用启发式算法求解,给出了算例及结果,而且还分析了对可靠性水平影响的一些因素.     

电力市场环境下考虑系统可靠性的备用调度

电力系统的可靠性与备用辅助服务紧密相关,旋转备用是备用辅助服务的重要组成部分。以旋转备用的需求为例,以系统旋转备用的社会效益最大来确定最优备用容量。在竞价出清的模型中加入了可靠性约束,使得备用容量在满足安全性要求的基础上达到了最优的经济性。文中采用启发式算法求解,给出了算例及结果,而且还分析了对可靠性水平影响的一些因素。     

电力市场环境下备用容量的集中和分散优化决策

针对电力市场环境下,应该采用何种方式确定和获取所需要的备用容量这个有普遍争议的问题,提出了集中优化方法和应用保险理论的优化方法。集中优化方法是以从发电公司购买成本和用户停电损失之和最小化为目标,通过集中方式确定所需的总的运行备用容量及其价格并在相关的发电公司间分配这些容量的方法。应用保险理论的分散优化方法是用户通过购买保险,把停电可能引起的损失转移给独立调度机构(ISo),从而引导ISO对备用容量进行有效的管理;同时,当发电公司没有投入所成交的备用容量时,IsO会对其进行高昂的惩罚,从而激励发电公司很好地履行合同职责。文中先导出了与备用容量相关的各个发电公司的成本函数和用户的效用函数,然后给出了相应的分散优化和集中优化的数学模型,以及求解算法,证明了在完全竞争的市场中分散优化方法可以得到和集中优化方法相同的最优解,即最大化社会福利。最后以有14个发电公司参与的模拟电力市场为例进行了仿真计算,说明所提出方法的基本特征。     

电力市场环境下最优备用容量的确定

传统确定备用容量的方法已经不适用于电力市场环境。文中提出一种确定最优备用容量的算法，根据经济学中的效用（文中指电网安全效用）无差异理论，引入可中断负荷替代一部分备用容量，利用存储理论概念建立确定最优备用容量的数学模型，结合历史数据资料中备用容量利用的概率，运用决策论的算法求解最优备用容量。结合四川电网备用辅助服务的研究结果表明，在电网安全性不变的前提下，最优备用容量经济性明显优于用传统方法确定的备用容量。该算法符合市场规律，简单、实用。     

电力市场环境下最优备用容量的确定

传统确定备用容量的方法已经不适用于电力市场环境。文中提出一种确定最优备用容量的算法,根据经济学中的效用(文中指电网安全效用)无差异理论,引入可中断负荷替代一部分备用容量,利用存储理论概念建立确定最优备用容量的数学模型,结合历史数据资料中备用容量利用的概率,运用决策论的算法求解最优备用容量。结合四川电网备用辅助服务的研究结果表明,在电网安全性不变的前提下,最优备用容量经济性明显优于用传统方法确定的备用容量。该算法符合市场规律,简单、实用。     

电力备用市场的竞价模型

当前对备用市场的研究大多基于备用容量为给定的这一个前提，其核心是求解如何以最小的费用去购买这个预定的容量，文中提出弹性备用需求的概念，即在备用竞价过程中，通过对备用购买成本和系统可靠性效益的分析，同时确定发电系统的最优备用容量及中标的发电厂商，结合可靠性评估，文中对备用市场最优容量需求和竞价出清模型进行了深入的探讨，给出了基于Pool结构的备用市场竞价模型，文中采用启发式算法求解，简便实用，实际系统的数字仿真结果证明所提模型对于备用市场的竞价是有效的。     

Fundamentals of operating reserve procurance using decentralized approach with insurance theory application

In power markets, ancillary service is usually centrally handled. The system operator will determine the required reserved capacity and purchase it from the reserve suppliers. And the corresponding cost is allocated to the consumers. This approach lacks customers’ choices and may lead to inefficiency. In the market environment, the decentralized decision-making approach should be strongly encouraged so as to use the ‘invisible hand’ to achieve efficient market equilibrium. In this paper, we work out two approaches to procure operating reserve. They are the contract-based approach and the pool-based approach. In these two approaches, an insurance policy is applied to improve the availability of reserved capacity and reduce the loss of consumers at generator forced outages. A numerical example is utilized to illustrate the effectiveness of the suggested approaches. It is proven that under certain conditions the pool-based approach is more cost effective and should be adopted in the deregulated power markets.     

Quality of service provision in electric power distribution systems through reliability insurance

Traditional methods for regulating electricity distribution grids have several weaknesses in terms of incentives, risk allocation, consumer preferences, and the value of reliability. Rate of Return and Performance Based Regulation do not provide incentives for both cost efficiency and quality of service. These regulatory structures also allocate the risk of outages almost entirely to consumers and fail to incorporate consumer preferences for reliability/service quality. Additionally, investments in system reliability are not explicitly valued. This paper proposes an insurance scheme for reliability as a possible solution. Reliability insurance provides economically efficient investment incentives and alleviates consumers' reliability risk. Consumers provide economic signals to the distribution provider for their desired quality of service through insurance contracts. The value of reliability to consumers is thereby made transparent, allowing Distribution Companies (DisCo's) to make efficient investment decisions. Insurance also allocates outage risk to the DisCo (which controls the system), instead of consumers (who have little or no control over reliability). Reliability insurance effectively unbundles delivery and reliability services and enables consumers to receive differentiated reliability based upon their value for this service. This paper describes the potential for reliability insurance to improve both efficiency and risk allocation compared to conventional regulatory structures.     

Managing and operating the reserve market as one insurance system

In this paper, it is suggested that the preference of an individual consumer for its power supply reliability should be considered when scheduling the system reserve. The mechanism of ‘provider insurance’ is introduced and the reserve market is to be managed as an insurance system. In our modeling, the generator who provides the insurance of reliable power supply via its reserve, should always collect the payment (the premium), and be rewarded with the spot market price for its called reserve. The consumer who buys the insurance, pays premium and thus obtains a reliable power supply (the claim). It is argued that such a market mechanism will result in the maximum social welfare. Moreover, it is shown that there is a kind of ‘moral hazard in reverse’ fact that will further improve the market efficiency. Later on, discussions on implementing the proposed method are given, and an illustrative example is provided to show basic features of the proposed method.     

促进灵活性资源的辅助服务市场分析

为了激励灵活性资源,电力市场辅助服务市场规则出现了许多变化,例如北美电力市场中辅助服务市场的机会成本、里程价格和运行备用需求曲线机制等。提出了辅助服务定价的一般公式,该公式建立了能量市场与辅助服务市场的关系,阐述了辅助服务市场规则的含义。以抽水蓄能电站为例,基于市场实际运行价格,定量估计了辅助服务市场规则对增加灵活性资源收益的作用。研究表明：所给出的辅助服务定价公式较好地解释了实际市场的价格数据,验证了辅助服务市场定价公式的正确性;里程价格给予灵活性资源更多的刺激,该部分收入约占总收入的10%,而机会成本并没有特别的激励;运行备用需求曲线及其附加电价机制是一种容量补偿机制,且其补偿力度非常突出;目前市场规则下,抽水蓄能电站的主要收益来自能量市场的套利,辅助服务的收益依然处于次要地位。     

保险理论在需求侧风险管理中的应用

为降低电力需求侧用户所面临的停电风险而引入了保险理论并提出了建立保险单的方法，大用户可对停电损失进行投保以达到降低风险、保证电能质量的目的。另外，大用户还可向执行保险人职能的电网公司购买备用容量，以便及时代替发生停电事故的合同发电商来供电。算例分析结果验证了该方法的有效性。     

基于供需双方竞标的辅助服务交易新机制

在竞争的电力市场中,各发电公司、电网公司和供电公司分属不同的经济实体,这导致在系统运行、规划和设计中对于系统安全可靠性因素的考虑与传统电力系统存在着巨大的区别。市场环境下的电力交易应由供需双方共同确定,基于这一原则,作者通过求取辅助服务所导致各节点供(用)电可靠性增加值及用户乐于为该可靠性增加值所支付的费用,在电网安全性供给方与电网安全性需求方(即辅助服务提供商与对电网安全性提出要求的用户)之间建立了一种等价关系,使得用户对电网使用的安全可靠性和提供辅助服务之间具有了可比性。以此为基础,在电力系统运行中提出了一种基于供需双方竞标的辅助服务交易新机制。最后,以IEEE32机24节点可靠性测试系统为例,检测了所提模型的合理性及算法的可行性。     

备用辅助服务市场的组织与交易决策

备用辅助服务是电力系统的重要特征之一，关系到电力系统的安全运行与可靠性，在电力市场环境下，备用辅助服务的市场组织，指标量化和费用结算等研究课题一直令人关注，文中对各类备用辅助服务市场的组织模式，备用市场与电量市场进行协调等相关问题进行了研究，总结了电量市场与备用市场的交易决策方法，并提出了电侧电力市场中备用市场运行模式的建议。