计入电力系统可靠性与购电风险的峰谷分时电价模型

在电力市场环境下,针对需求侧用户的多时段电价响应,基于电力供给与电力弹性需求平衡关系推导了峰谷分时电价下的电量电价弹性矩阵,以反映用户对电价变化的响应过程。在此基础上,以电网经营企业收益最大化为目标函数,计入可靠性约束、购电风险和线路损耗等,建立了峰谷分时电价模型。该模型通过分时电价的调节即可达到提高电网供电可靠性、减少停电损失,同时增加电网经营企业收益、降低购电风险的目的,使用户和电网经营企业达到双赢。为提高模型求解过程中可靠性指标的更新速度,进一步研究了电力系统可靠性随负荷变化的三次样条插值模型。以IEEE-RTS 79测试系统为例进行算例分析,验证了上述模型、算法的正确性和有效性,并进一步分析了峰谷分时电价下负荷曲线的改善效果及用户停电损失、电网经营企业收益的变化情况。     

需求响应对配电网供电可靠性的影响

鉴于峰谷分时电价能够引导用户用电行为,促使用户积极参与到电力系统的削峰填谷行为中,而负荷与可靠性之间存在着复杂的非线性关系,文中重点研究了需求侧响应对配电网供电可靠性的影响。首先,建立分时电价优化模型:进行时段划分、确定电力价格弹性矩阵和制定各时段电价,再以峰负荷最小及峰谷负荷差最小确定多目标优化函数,考虑电网和电力市场基本约束条件建立分时电价优化模型;然后,在基于二分法的聚类负荷分析法中引入依据电力报价的负荷修正环节;最后,将不同负荷水平下的可靠性指标按持续时间进行加权平均,得到精确的可靠性指标。利用上述模型和方法,对改进的RBTS BUS6测试系统进行分时电价建模和可靠性评估。结果表明,需求响应策略改善了配电网的供电可靠性。     

计及可中断负荷与用户电价响应的实时电价研究

引导、激励可中断负荷参与到电力市场中有利于系统经济运行,降低实时电价风险;用户负荷也会对电价的实时变化做出响应。基于最优潮流的实时电价模型,引入可中断负荷竞价并考虑了用户电价响应,提出了考虑可中断负荷竞价和用户电价响应的实时电价模型,给出了其求解计算的流程。使用IEEE-14节点系统对所提出模型进行仿真,计算结果表明,可中断负荷与用户电价响应有助于增加电网公司总体效益,同时降低电价风险。     

电力需求短期分时价格弹性的特性及其应用

运用生产经济学中的要素派生需求理论，论证了电力需求对峰谷电价短期价格弹性的特性，揭示了自弹性和交叉弹性之间的关联性，得到各时段自弹性与交叉弹性之和为0的结论，其物理意义是各时段电价等幅变化在短期内不改变用户的日用电分布。作为上述结论的应用，提出了在季节性峰谷电价定价中，在达到一定负荷控制目标的同时调节电力公司和用户效益分享比例的方法。最后对短期价格弹性的特性进行了实例验证，并对所提出的季节性峰谷定价方法给出了数字算例。     

基于实时电价的用户用电响应行为研究

随着智能电网的发展,电网开放性不断增强,需求响应(demand response,DR)策略被提出,并被广泛应用于电力市场的运营模式中。各国相继推出需求响应的实时电价(real-time pricing,RTP)策略,来提高电网的有效性与电力市场的可靠性。合理地分析实时电价下用户的用电响应行为,对制定更高效的实时电价机制,实施需求响应策略具有重要意义。因此,基于用户的需求价格弹性(price elasticity of electricity demand,PED)模型,通过回归模型学习需求价格弹性,模拟用户响应行为。实验表明,学习获得的用户价格弹性可以很好地实现用户响应行为的拟合,较传统的调查问卷方式获得固定的用户价格弹性,回归模型克服时间与空间的变化问题,更高效地实现用户响应行为的学习,为实时电价提供决策支持。     

电力市场中考虑用户价格反应的实时电价

实时电价能促进电力资源的优化配置，是实现高效率运作的电力市场的关键所在。传统的实时电价数学模型一般都不考虑用户价格反应，把用户负荷看成常数，然后求解修正最优潮流方程，得到节点实时电价。文中提出一个考虑用户价格反应的实时电价数学模型，该模型通过把用户的无功电价折算到有功电价，形成修正有功电价，来研究功率因数恒定的用户对实时电价的反应。用一个实例系统进行实时电价的仿真计算，得到的结果有一定的指导意义。     

PJM电力市场交易价格分布特征及波动风险度量

根据PJM电力市场披露的逐时电力交易价格信息,采用假设检验方法,对日前市场、实时市场及辅助服务市场部分交易品种的电价分布特征进行了统计建模,并针对电价分布的尖峰厚尾特性,结合VaR、CVaR尾部风险度量指标,对各市场中的电价波动风险进行精确度量。研究结果表明：PJM电力市场负荷与日前市场电价、实时市场电价具有强相关性,日前市场及实时市场电价服从对数正态分布,辅助服务价格差异较大,分布拖尾特征显著;在给定置信水平下,负荷、日前市场电价和实时市场电价波动风险逐渐增大,但显著小于辅助服务价格波动风险。     

基于实时电价的电力市场远期合同

作为一种有效的风险管理工具和交易手段，基于实时电价和期权思想的电力市场远期合同在竞争的电力市场中充分体现了其优越性。这种合同不仅给市场参与者提供了在发电量或负荷变化时获利的机会，同时回避了由于实时市场价格的波动给双方带来的风险，分析表明期权交易模式是电力市场较成熟的模式，合约双方可以利用期权交易更好地防范和控制风险。     

实时电价下的用户中继管理

本文在阐述电力市场中可继负荷的要领及相应的用户中断管理准则的基础上，详细介绍了一个比较成熟的基于可靠性的实时电价方案，在兼顾社会经济效益、电力公司收益、用户利益的前提下，提供了需求侧管理方面的一个体模型。     

跨时段负荷价格弹性下的分时电价

研究了跨时段负荷价格弹性性质。将这种弹性作用引入基于最优潮流的边际成本电价模型,得出跨时段负荷价格弹性作用下的分时电价模型。新模型体现了用户响应,通过价格杠杆作用调节了用户需求,达到了峰谷调节的效果。同时,采用非线性互补方法对模型加以求解,通过引入NCP函数将单层最优潮流模型KKT条件中的互补松弛条件转化为代数方程。再结合负荷价格弹性作用产生的负荷与价格之间的等式约束关系式,从而得到所有时段和所有节点的整体最优函数方程。最终通过采用基于次梯度改进的Levenberg-M arquardt算法直接求取模型的最优解。     

考虑需求响应的负荷控制对供电可靠性影响分析

需求响应一般分为基于电价与激励两种模式,采取需求响应的目的是降低峰时段负荷,减少运行风险。研究的重点是构建包含负荷控制的分时电价负荷模型,分析同时采用负荷控制激励模式与分时电价两种需求响应措施后负荷变化对电网可靠性的影响,从不同角度分析两种模式下配电网运行情况,并提出一种新的通过负荷曲线聚类来计算配电网在动态负荷下的可靠性方法。通过引入改进的k-means聚类算法对不同需求响应模式下的负荷曲线聚类,得到负荷概率模型,结合蒙特卡洛模拟方法来计算不同负荷水平下最终的配电网可靠性指标,分析了在需求响应不同模式下的负荷变化对配电网可靠性影响。算例结果表明,需求响应措施能提高系统可靠性,且包含负荷控制激励的分时电价比单一措施下的可靠性更高。     

一种基于价格弹性矩阵的居民峰谷分时电价激励策略

需求响应(DR)是利用价格信号和激励机制来保证电力系统安全可靠和经济运行的重要措施。传统价格激励在所有时间段的激励作用是一致的,可能导致对某个特定时间段的预测精度不够。研究了需求价格弹性矩阵(Price Elasticity Matrix of Demand,PEMD),提出了一种基于弹性效应权重的改进价格弹性矩阵模型。该模型的优势在于能将刚性荷载和柔性荷载统一起来,将不同时间段对其他时间段价格影响分别设定权重。还提出了由电价政策和负荷类型决定的价格弹性矩阵结构和计算方法,利用遗传算法求解出分时电价的决策模型。最后通过仿真验证该模型的有效性,结果表明该方法可以削减峰值用电量4.23%,提升谷值用电量4.86%。     

Nodal price volatility reduction and reliability enhancement of restructured power systems considering demand–price elasticity

With the development of restructured power systems, the conventional “same for all customers” electricity price is getting replaced by nodal prices. Electricity prices will fluctuate with time and nodes. In restructured power systems, electricity demands will interact mutually with prices. Customers may shift some of their electricity consumption from time slots of high electricity prices to those of low electricity prices if there is a commensurate price incentive. The demand side load shift will influence nodal prices in return. This interaction between demand and price can be depicted using demand–price elasticity. This paper proposes an evaluation technique incorporating the impact of the demand–price elasticity on nodal prices, system reliability and nodal reliabilities of restructured power systems. In this technique, demand and price correlations are represented using the demand–price elasticity matrix which consists of self/cross-elasticity coefficients. Nodal prices are determined using optimal power flow (OPF). The OPF and customer damage functions (CDFs) are combined in the proposed reliability evaluation technique to assess the reliability enhancement of restructured power systems considering demand–price elasticity. The IEEE reliability test system (RTS) is simulated to illustrate the developed techniques. The simulation results show that demand–price elasticity reduces the nodal price volatility and improves both the system reliability and nodal reliabilities of restructured power systems. Demand–price elasticity can therefore be utilized as a possible efficient tool to reduce price volatility and to enhance the reliability of restructured power systems.     

基于FD—MonteCarlo混合法的节点电价和节点可靠性指标评估

电力市场环境下,节点电价和节点可靠性指标能提供系统运行的经济信息和风险信息。为研究市场条件下元件随机故障和计划检修对节点电价和节点可靠性指标的影响,在应用MonteCarlo法模拟系统状态转移的过程中,采用Frequency—DurationTime（FD）法解析地计算确定性事件和随机事件发生后状态的期望持续时间。考虑到可中断负荷缓解系统阻塞和抑制节点电价的作用,设计了一个2层优化模型来确定节点电价和负荷中断量,并提出了一种启发式算法进行求解。最后以一个6节点的可靠性测试系统（RBTS）为例对所提模型和算法进行了说明。     

多节点系统的随机生产模拟新算法

在序列运算理论基础上提出了一种用于多节点系统的随机生产模拟新算法.利用序列运算理论对系统中的各元件建模,使用概率性序列表示各元件的可用容量.针对输电元件,定义了正反两个方向的可用容量序列,进而方便地处理了不同节点间联络线上的功率流动.将随机生产模拟看做是资源与需求之间的逐次供需匹配过程,并根据资源的经济性与需求的不同可靠性要求决定其参与供需匹配的顺序.因而,该算法能够综合考虑系统经济性与可靠性要求,在满足不同可靠性要求的前提下,达到资源的最有效利用.     

需求弹性对发电系统可靠性的影响

在电力市场环境下,由于负荷需求弹性的存在,面对电价的波动,用户可适时调整负荷计划,改变实际负荷曲线,从而直接影响发电系统可靠性的计算。构筑考虑需求弹性的电价负反馈模型,通过对IEEE30节点系统进行计算,研究了需求弹性对发电系统可靠性的影响,也即对电源充裕度的影响。     

市场环境下电力系统安全可靠性措施的经济当量

在竞争的电力市场中，由于各发电公司、电网公司、供电公司分属不同的经济实体，从而导致在系统运行和规划设计中对系统安全可靠性因素的考虑与传统电力系统存在巨大的区别。该文针对市场环境下电力系统的安全可靠性问题，从电网运行、电网规划、辅助服务等几方面进行了探讨。文中指出：电力系统中的安全可靠性将融入经济性中，传统的安全可靠性指标将不再单独存在，而只是作为可能给相应公司带来经济利益的一种措施：安全可靠性措施的经济当量是指实施某一项安全性措施所能带来的经济利益与其实施成本之差，即安全性措施的实施效益；传统电力系统中的某一安全可靠性指标在市场环境下是否会得到执行、执行到何种程度将取决于其经济当量值，只有当其经济当量值大于零，该安全可靠性校验措施的执行才是可行的。在对各类安全性校验措施实施后所导致的后果分析的基础上，文中提出了电力系统运行和电力系统规划设计中安全可靠性措施经济当量的计算模型。经济当量的提出为市场环境下电力系统安全可靠性的经济化实现提供了新的思路。     

基于GA的发输电合成系统最优可靠性计算新方法

将可靠性和经济性相结合,提出了基于总拥有费用法的发输电合成系统最优可靠性算法的总体框架,进而在概率安全性和概率充裕度综合评估基础上,将综合评估风险指标和可靠性经济评估理论相结合,建立了基于遗传算法和蒙特卡罗仿真相结合的最优可靠性计算模型和算法。算法使最终求得的各元件的最优解所对应的规划方案的总成本最小。最后对IEEE—RTS标准测试系统进行了计算,结果表明所提模型和算法是可行的。     

需求侧峰谷分时电价对供电公司购售电风险影响分析模型

供电公司购电风险主要表现为现货市场发电电价的不确定性,售电风险表现为峰谷分时电价及其对负荷变化影响、对销售电量影响的不确定性。一般来说,现货市场电价与需求侧负荷水平呈正相关关系,负荷水平越高,现货市场发电电价也越高。峰谷分时电价可以降低高峰负荷需求,从而降低发电高峰电价,降低供电公司购电成本。但是,分时电价同时也减少了供电公司的高峰电价段的销售电量,使得高峰时段售电收益下降。本文建立数学模型对此风险进行分析,算例分析表明,合理确定电价差率以及合约市场购电比例,可以使供电公司有效地规避市场风险、提高经营效益。     

需求响应对配电网供电可靠性影响分析

需求响应的实施在实现电力系统削峰填谷的同时也对配电网的供电可靠性产生了影响。采用分时电价作为基于电价的需求响应机制,在此基础上通过模糊聚类方法实现时段的划分,以电量电价弹性矩阵衡量负荷的改变,并以峰谷负荷差值最小为目标函数优化分时电价。为分析基于激励的需求响应对可靠性的影响,在可靠性评估中考虑线路容量约束,引入激励响应负荷的概念,制定负荷削减策略并提出衡量激励响应负荷的可靠性指标。算例验证了理论分析的正确性。