运用保险理论的备用容量辅助服务分散决策机理初探

摘要：电力市场中的备用容量辅助服务一般都是集中处理的，由系统运行人员确定并向备用容量供应商购买所需的备用容量，再把相应的费用分摊给用户。这种方法很难保证辅助服务的高效率，并会导致辅助服务市场中的投机现象。备用容量可以通过分散决策的方法由每个用户自主决定吗？如果可以，怎样使每个用户制定最优的辅助服务购买计划？如果采用分散的方法，即每个用户都尽可能最大化自己的利益，能否使其实现全社会效益最大？文中就这些问题做了基础性探讨，并针对两种情况进行了建模和分析：①通过要求电能供应商提高发电可靠性来减小用户电能被中断的风险，其中采用了“供给者保险”(provider insurance)方法；②假设市场有电能供应商、用户(被保险者)和备用容量供应商(承保者)3个参与者，用户和备用容量供应商就备用容量进行交易，并以两者间的保险条款促使备用容量供应商履行其责任。两种情况的研究均表明，一旦用户购买了适当定义的保险单，就会对承保者引入约束和激励，使其为自身利益而积极地提供用户所要求的可靠性或备用容量。同时，购买保险还可以使用户减少预期的停电损失，将风险转移到中立的承保者身上。文中还证明了所提出的分散决策方法能够达到社会效益最优。     

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。     

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。     

市场环境下的负荷备用容量

经济利益是市场环境下电网公司所追求的重要目标之一。利用概率统计方法，对切负荷措施的可行性、保留负荷备用容量成本及切负荷赔偿费用进行了分析，提出市场环境下负荷备用容量的确定应在综合考虑保留备用容量成本和切负荷赔偿费用的基础上，求取经济上最优的负荷备用容量。数字份真结果表明方法可行，且具有较好的经济性。     

市场环境下的备用调度问题研究

市场化导致了传统电力系统垂直管理体制的变化 ,备用容量大小的确定及其调度方法也将随之发生改变。介绍了市场环境下备用容量分类及其大小的确定方式 ,并对单独运行的辅助服务市场及电量、备用联合调度市场进行了较为详尽的阐述。在对现有备用政策进行分析的基础上 ,提出了市场环境下备用调度的可能改进方向     

电力市场环境下备用容量的社会效益分析

从经济角度出发,以系统备用容量最佳社会效益为目的,通过对系统可靠性和经济性之间的比较,建立不同可靠性水平下的协调优化模型.应用Mento-Carlo随机模拟法确定不同概率条件下备用不足期望值,根据负荷重要性分级求出负荷中断代价.分析了系统的备用容量费用与备用不足期望值的损失费用之间的关系,通过以全局控制代价最小化算法计算出最低总费用,最终确定在该条件下系统保留的备用容量为最优分配和调度.算例结果明确了供电可靠性和总费用之间的关系,表明了该方法的有效可行性.     

电力市场环境下电网旋转备用服务的研究

市场环境下电网旋转备用服务的主要内容是旋转备用总容量的确定及其在各备用提供厂商间的分配。要结合电力市场的特点,改变传统旋转备用容量的确定方法,以电网经济效益最大为目标,依据旋转备用厂商提供的报价和机组参数等有关信息,进行旋转备用总容量的确定及其分配。     

市场环境下备用容量的定价与确定

选取辅助服务中的备用市场为研究对象,分析了现有的备用容量确定方法,并以电能和容量总购买成本最小为目标,以实时电价理论为基础,确定备用服务的价格和分配。最后通过IEEE-10机组算例说明了该方法的有效性     

电力市场备用容量支持服务研究

备用容量支持服务是电力市场辅助服务的重要组成部分,为此对新英格兰州电力市场的备用容量支持辅助服务的内涵和投标评价、服务费用量化、运行机制等方面进行总结和分析。在借鉴其丰富经验的基础上,探讨了我国电力市场中备用容量服务的现状和存在的问题,并提出有关该项辅助服务的市场模式和运作机制等方面的设想。     

区域电力市场运行备用容量的确定和获取初探

讨论了区域电力市场环境下运行备用容量的确定和获取问题.首先,阐述了在区域电力市场中可供选择的两种不同的运行备用市场模式,即"协调运作"模式和"统一运作"模式,然后重点针对"协调运作"模式下的区域运行备用容量的确定和获取进行了讨论,兼顾了区域资源优化配置和省/直辖市间联络线结构的特点.为了确保区域运行备用市场能够顺利建立并稳健运营,如何将区域运行备用收益合理、公平地分配给参与区域电力市场的各省/直辖市成员是一个必须解决的重要问题,为此提出了基于合作博弈理论的方法,以提高各省/直辖市参与区域运行备用市场的积极性.最后,通过仿真算例说明了所提出的运行备用容量确定和获取机制的基本特征.     

电力市场中辅助服务的获取与定价

讨论了电力市场环境下辅助服务的获取与成本的分摊问题，简要介绍了国际上几个典型的电力市场中辅助服务的获取及其定价方法，在此基础上，对我国电力工业市场化后的辅助服务的获取和定价原则提出了一些看法，此外，还阐明了备用容量和主能量交易一体优化的思想以及确定备用容量的电价和电量电价的原则。     

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。     

电力市场中计及发电机组可用率的备用分配计算

市场环境下辅助服务指标的量化、辅助服务成本的计算是一个亟待解决的问题，备用及其分配是其中重要的组成部分。文中提出备用需求的分配不仅应考虑发电机组的容量，还应考虑到发电机组的可用率，并给出了一种计及发电机组可用率水平的备用需求分配计算方法。计算结果分析与物理概念吻合良好。     

基于高峰负荷定价理论的运行备用获取和定价

在以“三网分开、竞价上网”为主要特征的电力市场环境下，如何在兼顾经济性和运行可靠性的前提下获取适当的运行备用容量以及如何确定其价格成为十分重要的问题，文中对传统的高峰负荷定价理论在电力工业中的应用进行了扩展，提出了一种新的运行备用定价机制，该定价机制与现行的市场运营模式相适应，在假设电力市场运营机构能够准确评估事故成本和发电公司自愿申报其提供备用容量的真实成本的前提下，可以获得兼顾电力市场运营经济性和运行可靠性的最优运行备用的获取和定价方案，并为市场参与者提供有用的价格和可靠性信息。     

电力相关市场及其集中度指标评定

市场份额和集中度指标HHI常用来衡量卖方的横向市场势力。然而，在输电容量有限的电力市场中，发电厂商还可能具有“位置性市场势力”，它与厂商出力的份额没有直接联系，为此，首先发展和引入经济学中“相关地理市场”的概念，在负荷侧定义“电力相关市场”；同时，将潮流／交易解耦作为输电定价的一部分计入寡头市场建模和仿真，求解发电厂商在电力相关市场中均衡的电力销售量，进而，对各电力相关市场评定厂商销售量的占有率及其集中度指标HHI，用这些量的加权平均作为新的市场势力指标。最后给出了一个双寡头电力库市场算例，结果表明新指标能综合发电厂商的横向市场势力和位置性市场势力。     

基于可能性理论的发电公司最优报价策略

在电力市场环境下 ,发电公司采用的报价策略对其自身的获利、甚至市场总体的运行行为都可能有相当大的影响。因而 ,研究发电公司应该如何构造最优的报价策略或分析电力市场中发电公司的策略性行为 ,进而考察潜在的市场势力的严重程度 ,是目前相当活跃的一个研究领域。提出了一种基于可能性理论构造发电公司最优报价策略的方法。以发电公司的历史报价数据、市场化改革以前的公开数据和专家的经验性知识等为基础 ,采用模糊集理论来描述竞争对手的报价行为 ,在此基础上构造了发电公司最优报价策略的模糊优化模型 ,给出了求解算法。这种方法特别适用于在电力市场运行初期或电力市场运行规则刚被修改后的时期 ,由于可用的历史数据尚不充分、不能采用概率方法描述竞争对手的报价行为的场合。最后用一个有 6个发电公司参与的电力市场为例 ,说明了所提出的方法的基本特征。     

Internet在电力市场中的应用

首先简要论述了在电力市场环境下为确保电力系统的安全、可靠运行而对信息的要求，阐明了信息系统应该具有的特征与功能，指出了Internet是理想的解决办法。之后，介绍了与Internet相关的一些事务，重点放在如何保征Internet的性能和安全性方面。在此基础上，概述了电力市场中Internet的应用现状，介绍了Internet应用的一个重要分支(即Web服务方面)的研究与技术进展情况及其可能对将来Internet在电力市场中的应用所带来的影响。最后，介绍了应用服务提供者模型并展望了其在电力市场中广阔的应用前景。