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.     

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.     

计及经济性、可靠性和排放因素的备用市场竞价模型

针对电力市场环境,发展了综合考虑经济性、可靠性和排放因素的多目标备用竞价模型。为描述与备用供给相关的可靠性,定义了备用不足期望值,其也可用于区分发电机组与可中断负荷在提供备用过程中的差异性。在此基础上,提出了求解多目标备用竞价模型的2阶段求解算法。首先,基于改进的多目标粒子群算法,求解最小化备用容量成本、备用不足期望值和碳排放量3个目标的多目标竞价模型,获得一组Pareto解。之后,采用熵权决策法评价这些Pareto解,从中得到备用最优购买方案。最后,以包含12个竞价机构(包括发电机组和可中断负荷相关机构)的电力市场/系统为例,说明了所发展的备用竞价模型的基本特征和求解算法的有效性。     

双侧开放市场中能量与备用容量的联合优化

为缓解系统中有限装机容量与一定的备用容量要求之间的矛盾，根据电力用户可以采取积极措施主动进行负荷管理而为系统提供备用容量的思想，提出一种基于最优潮流的能量和备用容量市场联合优化模型；研究在双侧开放的电力市场环境中，用户主动参与备用容量服务对市场运营效益的影响。IEEE 30节点系统算例表明，用户进入旋转备用容量市场，成为系统备用容量的新供应者，可使全系统的运营效益有较大提高，减少了系统备用容量购买支出，降低了各节点上的电价水平和系统备用价格。     

双侧开放市场中能量与备用容量的联合优化

为缓解系统中有限装机容量与一定的备用容量要求之间的矛盾,根据电力用户可以采取积极措施主动进行负荷管理而为系统提供备用容量的思想,提出一种基于最优潮流的能量和备用容量市场联合优化模型;研究在双侧开放的电力市场环境中,用户主动参与备用容量服务对市场运营效益的影响。IEEE 30节点系统算例表明,用户进入旋转备用容量市场,成为系统备用容量的新供应者,可使全系统的运营效益有较大提高,减少了系统备用容量购买支出,降低了各节点上的电价水平和系统备用价格。     

电量与备用共同市场的SFE模型分析

电力系统运行的技术特点要求足够的备用容量。一些电力市场采用单独的容量市场获取备用容量，这增加了发电企业竞标的复杂性。文中介绍了一种电量与备用共同竞价的日前集中拍卖市场设计。在这种市场方案中，系统运行机构可通过单一市场在日前获得足够的调用出力和备用容量。建立了发电企业在电量与备用共同市场规则下策略竞价的供给函数均衡（SFE）模型，分析了其市场势力对两种市场的影响。研究表明，与单纯电量市场相比，电量与备用共同市场在获取足够备用容量的同时，不会增加系统支付费用，实际上电量支付费用还会有所减少，而市场出清电价会略有降低。最后采用发电企业完全对称性假设，给出了不同企业数目情况下的算例结果。     

电力需求价格弹性与系统最优备用的关系

随着我国电力改革的逐步深入，电力备用的市场化运营问题显得十分重要。介绍了电力价格弹性系数的概念，电力备用的定义与功能；从市场化运营的角度，基于用户的需求曲线和消费剩余理论，对市场条件下电力备用的价值与备用的需求曲线进行了研究，并探讨了系统最优备用水平的优化模型；通过案例分析，研究电力需求价格弹性系数与系统最优备用水平和备用价格的关系，即需求价格弹性系数越高，系统最优备用需求水平和备用价格越低，系统最优备用需求水平与价格，随电力需求价格弹性的变化而变化。对我国电力备用市场的理论研究与健康运营提出合理化的建议。     

考虑风电的电力市场发电商竞标博弈模型

以线性供给函数均衡(linear supply function equilibrium,LSFE)模型为基础,建立了市场出清价格(market clearing price,MCP)机制下考虑风电、机组约束以及系统约束的发电商策略性竞价模型。该市场模型对应完全信息静态博弈问题,是一个典型的两层优化模型。模型下层求解市场出清问题来确定发电商最优出力以及正、负备用容量,上层求解发电商竞价利润最大化问题。模型下层属于凸二次规划问题,根据这一特点设计了粒子群优化算法和序列二次规划相结合的迭代算法来求解纳什均衡点。算例测试表明与按报价支付(pay as bid,PAB)机制相比,在MCP机制下能量市场和备用市场的价格普遍偏低。     

需求弹性对系统最优备用投入的影响

在具有一定需求弹性和调节能力的电力用户参与备用服务提供的电力市场化背景下,考虑到用户侧提供备用服务时的电价和用户需求水平的不同会造成单位容量缺电成本的变化,建立了用户参与备用服务的补偿成本（消费者剩余）模型.在此模型的基础上运用最优潮流算法研究了需求弹性对电力系统最优备用投入的影响.IEEE 14节点算例表明：随着负荷侧需求弹性的增加,发电侧备用机组的投入量逐步减小,备用投入总成本也显著降低,同时增加了系统的运营效益.     

电量与备用共同市场的SFE模型分析

电力系统运行的技术特点要求足够的备用容量。一些电力市场采用单独的容量市场获取备用容量,这增加了发电企业竞标的复杂性。文中介绍了一种电量与备用共同竞价的日前集中拍卖市场设计。在这种市场方案中,系统运行机构可通过单一市场在日前获得足够的调用出力和备用容量。建立了发电企业在电量与备用共同市场规则下策略竞价的供给函数均衡(SFE)模型,分析了其市场势力对两种市场的影响。研究表明,与单纯电量市场相比,电量与备用共同市场在获取足够备用容量的同时,不会增加系统支付费用,实际上电量支付费用还会有所减少,而市场出清电价会略有降低。最后采用发电企业完全对称性假设,给出了不同企业数目情况下的算例结果。     

风电并网对南方电网可靠性的影响评估

在同时考虑发电机组和输电线路可靠性的前提下,引入了等效无风电场景,利用蒙特卡洛法来评估风电并网后对系统可靠性的影响,并基于此场景提出在可靠性意义下风电备用需求的计算方法,来量化风电间歇性对系统可靠性的影响。同时随着南方电网风电渗透率逐步增加,需要对风电在规划中的容量效益以及对系统容量充裕度的贡献进行评估,来减小电力供需预测产生的偏差,避免投资浪费,并为今后电力市场改革中容量市场的建立提供数据参考和支持。以上述可靠性评估模型为基础,基于序列运算对南方电网风电可信容量和容量可信度进行评估,并以南方电网实际系统为例,研究风电出力特性、渗透率和风区相关性等对容量可信度的影响。     

市场竞争条件下发电机组启停机计划优化研究

探讨市场竞争条件下的发电机组启停机计划问题有助于发电厂制定发电机组安全经济运行方案。文章以发电厂收益最大化为目标函数,考虑了无功和备用收益的影响,以机组本身的可用状态、发电功率限制、爬坡速率以及系统备用容量和电力市场交易等为约束条件,构造了市场竞争条件下发电机组启停机计划问题的数学模型,并提出了一种综合了二次规划、遗传算法、模拟退火算法的优点的混合优化方法进行解算。对某8机系统进行的算例分析表明:市场竞争条件下考虑了备用收入影响的发电厂启停机计划发生了一些变化;发电厂为了追求更大的收益更加注重生产成本问题;其通过竞争获得的发电功率直接影响发电机组启停计划及其功率分配;文中提出的混合优化算法较适用于求解市场条件下的启停机计划等优化问题。     

Pricing and procurement of operating reserves in competitive pool-based electricity markets

The changing structure of the electricity supply industry is bringing procuring and pricing of operating reserve into a new focus. The efficient rationing and pricing of operating reserve is an important issue to be dealt with in competitive electricity markets, as it is needed to maintain system reliability when economically efficient transactions are accommodated in the power system. This paper sets forth a comprehensive theory for procurement and pricing scheme for operating reserve. The theory is based on capacity–reliability correlation analysis and is compatible with electricity auction in the context of electricity supply industry deregulation. Considering various elements including available capacity of generator, outage cost, reliability index and so on, the capacity–reliability correlation analysis which reflects the equilibrium condition for procurement of operating reserve capacity is built based on an optimal pricing model. Value of capacity and energy of reserve can then be derived. Using the correlation analysis, a novel mechanism for monitoring the existence of participant's gaming behavior is also developed. The optimal pricing of the reserve capacity in a deregulated market is proposed to achieve social welfare-maximization. Simple case studies are carried out to demonstrate the efficiency and the validity of the proposed scheme.     

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。     

考虑虚拟电厂多类电力产品的配电侧市场出清策略

为完善电力市场运营机制,挖掘不同类别虚拟电厂各自的优势,提出了一种虚拟电厂介入的配电侧市场出清策略。文中首先对虚拟电厂参与配电侧市场的商业运营模式和组织方法进行探讨,进而提出了一种考虑多种电力市场产品耦合关系的配电侧市场联合出清模型并推导了相应定价方法,所涉及的电力市场产品包括有功功率、无功功率、旋转备用、调频容量和调频里程。中国中山25节点实际配电系统和Matpower 141节点标准配电系统的案例仿真结果表明,所提配电侧市场方法具有高求解效率和普遍适用性。     

市场环境下的事故备用容量

在电力市场环境下，对电网公司而言，其追求的最终目标是经济利益最大化，电力系统的安全可靠性服务于这一目标。针对这一变化，该文提出在电力市场环境下，为供需双方所乐于接受的供电中断不应认为是对系统安全可靠运行的破坏，处于种情况下的系统应该被认为是供电连续的，并在此基础上提出了市场环境下事故备用容量的确定应在综合考虑保留事故备用容量费用和切负荷赔偿费用的基础上，求取经济上最优的事故备用容量，数字仿真结果表明该方法可行，且具有较好的经济性。