电力市场中可靠性问题的研究现状与发展前景

随着市场机制引入电力工业,市场条件下的电力系统可靠性和系统运营经济性之间的矛盾逐渐显现出来,如何在电力市场的运营过程中保证系统运行的可靠性已成为研究的热点.文中总结了在研究电力系统可靠性和经济性关系方面已有的成果,展望了未来的研究方向.认为在电力市场的条件下,传统的可靠性指标体系已经无法适应新形势的需要,必须提出新型的将系统可靠性和运营经济性融为一体的可靠性指标体系;在电力市场环境中,系统和元件可靠性不应被视为系统运行的约束,而应将其看做一种稀缺资源,应当探索利用市场机制保证系统运行可靠性的途径.     

电力工业改革对电力系统可靠性的影响

电力工业改革对电力系统的可靠性产生了深远的影响.在市场环境下,电力系统的可靠性和系统运营经济性之间的矛盾逐渐显现出来,如何在保证系统运行可靠性的同时兼顾系统的经济性,是一个重要的研究方向.总结国内外电力系统可靠性研究的已有成果,提出市场环境下电力系统可靠性所面临的挑战,给出相应的应对措施,并研究市场环境下可靠性的一些新指标和未来的研究方向.从市场角度重新审视电力系统可靠性的特点,探索利用市场机制保证系统运行可靠性的途径,对电力系统的可靠性和经济性都具有重要意义.     

计及风险的市场环境下电力系统实现安全可靠性运行

从风险的角度对电力市场环境下的电力系统安全可靠性问题进行了再认识.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,导致在系统运行和规划设计中对影响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.针对市场环境下电力系统的安全可靠性问题,作者从电网规划、电网运行、辅助服务、反事故自动装置、安全可靠性的实现等几方面进行了探讨,指出:经济性和安全性不再表现为两个独立的指标,安全性将融入经济性中,传统电力系统中的安全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;传统电力系统中的某一安全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这一指标的执行是否会给相应的公司带来经济利益.针对这一变化,在传统电力系统运行安全可靠性实现的基础上,在电力市场环境下提出了基于社会效益最大化和在不影响电网公司用户经济利益前提下的电网公司效益最大化的两种系统运行安全可靠性的实现方法.该方法为市场环境下电力系统安全可靠性的经济实现提供了新的思路.     

缺失故障数据元件的可靠性评估方法研究

电力系统元件的可靠性评估是电力系统安全、可靠运行的关键环节。根据电力系统中元件实际运行记录的特点,提出了一种缺失故障数据元件的实用可靠性评估方法。该方法基于威布尔分布模型,系统地建立了电力元件的样本筛选、参数计算、模型检验、故障率曲线绘制和数据缺失元件可靠性评估的计算与求解方法。以实际变压器为例,验证了该法的有效性,并分析了电压等级、生产厂家、产品型号对变压器可靠性的影响,为电力元件可靠性评估的实际应用提供了系统有效的方法。     

一项对配电网络进行可靠性评估的新指标

电力系统可靠性是电力系统运行的一项重要衡量指标。传统的电力系统可靠性指标反映了电力系统元件或网络的可用度,但是没有反映出其经济成分。因此提出了一种对电力系统配电网络进行评估的新指标———经济可靠性,不仅反映了电力系统的可靠性,也反映了电力系统的经济性,这对于提高电力系统的经济效益,具有重要的意义。     

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。     

一项对配电网络进行可靠性评估的新指标

电力系统可靠性是电力系统运行的一项重要衡量指标.传统的电力系统可靠性指标反映了电力系统元件或网络的可用度,但是没有反映出其经济成分.因此提出了一种对电力系统配电网络进行评估的新指标--经济可靠性,不仅反映了电力系统的可靠性,也反映了电力系统的经济性,这对于提高电力系统的经济效益,具有重要的意义.     

市场环境下电力系统的安全可靠性问题

在竞争的电力市场中，由于各电力公司、电力采办公司、电网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。文中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、电力系统维修、反事故自动装置等几方面进行了探讨。指出：安全性将融入经济性中，传统电力系统中的安全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；传统电力系统中的某一安全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这一指标的执行是否会给相应的公司带来经济上的好处。     

计及气候条件含风力发电电力系统可靠性分析

为了解接入电力系统的风电场对系统可靠性的影响,我们将气候因素引入电力系统可靠性分析。对于增加了风力发电机的电力系统,分析了不同气候条件下元件参数和风机运行状况,在可靠性指标计算过程中,我们采用具体模型,对现有元件可靠性参数进行处理,进而得到含风力发电机的电力系统可靠性参数。最后分析了此时整个系统的可靠性,认为此种情况下电力系统运行可靠性有所提高。     

随机生产模拟及其应用

随机生产模拟是研究现代电力系统运营的一个重要工具，能够提供系统在最优运行方式下生产成本的期望值以及可靠性指标。文中在对随机生产模拟方法进行简单综述的基础上，重点介绍了等效电量函数法的原理与计算流程，并阐述了有能量限制的发电厂的模型和算法。在随机生产模拟的应用方面，主要讨论了与电力系统可靠性评估密切相关的问题，以及电力市场环境下的电价预测与风险预报等问题。     

大电网可靠性评估的指标体系探讨

随着我国电力市场的不断发展、输电网的逐步开放以及独立发电商的出现,传统的大电网可靠性评估指标体系无法满足要求,故应尽快建立新形势下的电网可靠性评估体系。文中在回顾和总结了近年来国内外在建立大电网可靠性评估指标体系方面研究进展,探讨了电力市场条件下可靠性研究的新方向、可靠性指标评价的新标准、最优可靠性对指标体系的新要求及大电网可靠性灵敏度分析等问题,并对该领域的研究进行了展望。     

市场环境下考虑风险成本的启发式输电网规划

市场经济环境下电网公司更加重视电网投资的经济性问题。提出了一种考虑风险成本的输电网规划模型,该模型以投资等额年值、运行成本和系统运行的过负荷风险最小作为目标函数。采用N-1故障情况下的过负荷风险成本对传统规划模型中的硬性安全约束进行软化,实现了输电网的经济效益需求与用户可靠性需求的有机结合。采用强迫切负荷经济损失最小为严重度函数,建立了一种与输电网规划问题相适宜的过负荷风险评估公式。采用改进的Garve6节点系统进行了算例测试,结果分析证明了模型的合理性。     

基于静态和动态安全风险的输电规划:（二）计及注入功率的不确定性

与传统电力工业环境相比,市场环境下的输电规划面临的电源建设和需求变化因素更不确定.为了使未来的输电网具有更好的适应性,提出的输电规划模型不仅同时计及了系统静态和动态的安全风险,还考虑了注入功率的不确定性.对该模型给出了基于蒙特卡罗仿真和"先放松约束,再逐条扩展线路"的求解方法,仿真结果验证了其可行性.     

A multi-year transmission planning under a deregulated market

Due to the deregulation of power industry, the transmission expansion plan is different from the process done by the integrated monopolies. In a monopoly electric market, the transmission expansion plan is carried out by the vertically integrated utility. The power company integrates its generations’ exploiting plans and its transmission expansion plans to maintain the system reliability. While in a deregulated power industry, generation, transmission, and distribution companies belong to different owners. The problem becomes more difficult. Generators experiencing transmission constraints can be expected to lobby for new transmission facilities that might relieve their constraints, while generators closer the load centers will likely toward not to build any new transmission facilities that would increase their competition. In order to provide a fair environment for all market participants, this paper proposed a reasonable expansion plan taking the operation cost, load curtailment cost, and investment cost into account. Due to the complexity of this model, the algorithm that combines the genetic algorithm with the linear programming method (GA-LP) is used to solve this problem. The 6-bus system and 24-bus IEEE reliability test system are used to verify the proposed model, and comparisons of test results between the proposed model and the traditional model are also demonstrated in this paper.     

Project valuation and power portfolio management in a competitivemarket

Deregulation in the US electric utility industry has lead to the entry of many new market participants, particularly power marketers, which in turn has lead to a much more active and fluid electricity market. With the advent of new market instruments that can be used to hedge one's exposure to market risks, power portfolio management takes on new meaning and new tools and techniques can be used to manage risk. This paper concentrates on long-term project valuation and power portfolio management issues in a competitive environment. It describes a method of valuing risky projects based on options pricing theory and decision analysis and its implementation to long-term power portfolio management or integrated resource planning for an electric utility in Texas. The author believes that the methodology described in this paper has wide application in the deregulated competitive electricity market from integrated resource planning for utilities facing competition and valuing a power plant investment by an independent power producer to pricing electricity options     

An electric power purchase strategy for bilateral contracts focusing on reliability of customers

With the introduction of the competitive electrical power market, large‐scale customers can select electric power suppliers. Customers need to consider not only the economical efficiency but also reliability, to decide the amount of electrical power to purchase. This paper develops an economic electric power purchase strategy for customers focusing on reliability. A bilateral contract model expressing electric power suppliers as generators with a forced outage rate is proposed and introduced to assess potential outage risks of the bilateral contract between an electric power supplier and a customer. The outage‐related cost, consisting of potential outage risks and the estimated outage cost, is also proposed and introduced as an index of the reliability on the customer side, and an optimal reliability level of a customer is obtained by using the index. Several numerical examples demonstrate the availability of the proposed electric power purchase decision method and reliability improvement strategies for customers are discussed. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 156(4): 9–21, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20345     

不确定条件下日前购电计划的风险评估方法

随着电力市场体制改革的不断深入和全面实施,电网企业在市场环境下面临的不确定性风险日益突出。为了在保障电网安全运行的同时提高企业效益,日前购电计划的风险评估就显得尤为重要。在概率性负荷预测的基础上,提出了对既定的日前购电计划在不确定条件下进行风险评估的方法。该方法通过预估或模拟实时市场的电价波动情况,分别从全局及局部两个角度对购电计划面临的风险进行分析和评估,进而对多个可行的购电计划进行风险意义上的排序和筛选。结合IEEE24节点系统对该方法的有效性和实用性进行了验证。提出的方法更加深刻地揭示了既定购电计划的经济性、风险性及对不确定条件的适应性,为日前购电计划的风险评估提供了一种可行的新思路。     

电力市场中的备用需求和备用调度

确定性方法和概率性方法是 2种不同的确定备用需求容量的方法 ,2种方法相比 ,概率性方法能够更好地反映系统的可靠性 ,确定的备用容量更为合理。在分析概率性方法的基本原理的基础上 ,结合电力市场对几种确定备用需求的概率性方法 ,进一步提出了一种以用户要求作为可靠性风险指标的确定备用容量的方法。对于最优化备用需求所带来的新的策略竞价问题 ,较好的一个方法是对系统中非计划停机采取惩罚 。     

可中断负荷参与备用市场下的可靠性风险电价计算模型

可中断负荷(interruptible load,IL)作为用户参与电力市场的一种方式,最直接的影响是为供电公司提供另外一种可供选择的备用资源,在这种环境下,供电可靠性成本的内容也发生了变化,相应的可靠性电价计算模型也应有所调整。首先给出可中断负荷参与备用市场下可靠性电价定价流程,在此基础上量化了IL由于减少系统备用风险购电成本和电网投资改造风险成本而产生的经济效益,最后根据我国国情给出了可靠性电价的定价模型。算例分析表明,可中断负荷参与备用市场可为供电公司节约大量的可靠性投资成本,使其规避高购电电价和高投资的市场风险,进而降低用户支付的可靠性电价。