可中断负荷研究综述

可中断负荷管理是电力市场环境下需求侧管理(DSM)的重要组成部分,与电力系统安全经济运行密切相关。在电力市场下负荷管理已经不同于传统的拉闸限电,以电价为核心的可中断负荷的研究越来越受到重视。本文收集整理了近年来国内外可中断负荷管理研究领域的成果及经验,对可中断负荷合同、可中断电价、可中断负荷市场运营等方面的研究做了概述,并在此基础上提出了重点研究方向。     

调峰电价与可中断负荷联动机制研究

在分析传统调峰方式基础上,提出一种调峰交易模式,即调度机构将所有参与调峰的负荷停止用电或减少用电的容量当作一种“电力资源”买入,参与调峰的负荷具有可中断负荷的特性。因此明确提出参与调峰的负荷被认为是可中断负荷,把可中断负荷补偿费视为该“电源”的购电成本。引入一个可中断负荷补偿机制,实现了“电源”买入。在该模式下,应用微观经济学理论,重点提出了分区调峰电价和统一调峰电价2种调峰定价方法,抓住调峰定价的实质,实现了调峰电价调节供需关系,使市场有限资源优化再分配,实现社会效益最大化。该算法适用于我国电力市场改革初期,利用调峰电价调节供需关系,缓解缺电矛盾。     

台湾实施可中断电价进行削峰填谷的需求响应策略及其成本效益分析

为给能源价格改革和组合电价机制的进一步推进提供现实路径参考,首先梳理台湾电力工业的管理体制、市场模式和电价体系,重点分析可中断电价的实施策略及其包含的削峰填谷思想。其次,在分析电网企业、发电企业、电力用户和政府等可中断电价参与方的成本与效益的基础上,引入可靠性效益概念,构建各参与方的成本效益模型,从而为核算可中断电价机制的实施效益提供有效方法。最后,算例对台湾可中断电价的实施效益进行实证分析,测算出保证可中断电价各参与方盈利的临界值,并对广东省某市153家大工业用户的典型日负荷进行模拟分析,验证了可中断电价的合理性和成本效益模型及其算法的可行性和有效性。研究表明,实施可中断电价可以有效地控制电网峰谷差,为各参与方带来直接经济利益和社会效益。     

电力市场可中断负荷用户属性研究

可中断负荷管理是电力市场环境下需求侧管理的重要组成部分,与电力系统安全经济运行密切相关.介绍了可中断负荷管理及相关市场组织形式;分析了可中断电价及可中断负荷成本效益.对某地区主要行业进行了用户调查,并采用基于信息熵进行属性相关分析的方法对用户数据进行研究,得出了用户典型属性在实施可中断负荷管理中的相关性,对实际工作制定中可中断负荷管理方法有一定借鉴意义.     

基于DSM的可中断负荷合同分析与建模

可中断负荷管理是一项有效的电力需求侧管理措施。通过对总缺电成本和中断补偿费用的目标函数进行优化,分别建立了两种可操作的可中断负荷合同数学模型。算例仿真分析证明所提出的合同模型是切实可行的。研究成果有利于降低高峰时段的用电负荷,避免或减少昂贵的旋转备用容量,提高系统运行可靠性和经济性,实现资源的优化配置和电力工业的可持续发展。     

基于DSM的可中断负荷合同分析与建模

可中断负荷管理是一项有效的电力需求侧管理措施.通过对总缺电成本和中断补偿费用的目标函数进行优化,分别建立了两种可操作的可中断负荷合同数学模型.算例仿真分析证明所提出的合同模型是切实可行的.研究成果有利于降低高峰时段的用电负荷,避免或减少昂贵的旋转备用容量,提高系统运行可靠性和经济性,实现资源的优化配置和电力工业的可持续发展.     

高可靠性电价和可中断负荷电价的研究

通过结合高可靠性电价和可中断负荷电价政策的概念,分析了高可靠性电价和可中断电价实施的基础,从电网和用户两个方面论述了这两种电价对其影响;结合高可靠性电价和可中断电价实施现状,研究了当前存在的主要问题,对价格体系、政策支持和电价分摊方式等方面存在的具体问题进行了论述.     

可中断负荷管理及其在广东电网的应用

可中断负荷是需求侧管理中的一项重要内容,在我国能源紧缺的背景下,应用可中断负荷实施需求侧管理,能缓解供电紧张的局面和提高系统运行的安全性.总结需求侧管理和可中断负荷管理的基本概念和主要内容;分析在我国实施电力需求侧管理的支持环境和技术支持措施;结合广东电网的负荷和电源建设情况,提出可中断负荷管理流程和实施方案.     

高可靠性电价和可中断负荷电价的研究

通过结合高可靠性电价和可中断负荷电价政策的概念,分析了高可靠性电价和可中断电价实施的基础,从电网和用户两个方面论述了这两种电价对其影响;结合高可靠性电价和可中断电价实施现状,研究了当前存在的主要问题,对价格体系、政策支持和电价分摊方式等方面存在的具体问题进行了论述。     

考虑双边价格联动的峰谷分时电价机理研究

论文分析了"厂网分开,竞价上网"电力市场中,需求侧峰谷分时电价体系的特点和存在的不足,在已有研究成果的基础上,建立了基于双边价格联动的峰谷分时电价数学模型,并以江苏省某市供电公司负荷控制中心实测日的负荷数据进行仿真分析,得到了削峰填谷最优时的峰谷分时电价。仿真结果进一步验证了所建模型在保持了优化的负荷平滑效果的基础上,有效地克服了单纯基于需求侧管理的模型在各方利益分享和风险分担问题上存在的明显不足。     

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。     

计及可中断负荷对现货电价影响的供电商负荷削减策略

供电商实施可中断负荷管理的主要收益来自负荷需求水平的变动对现货电价的影响。使用条件风险价值作为风险度量工具,建立了同时考虑低电价可中断负荷合同和高补偿可中断负荷合同的供电商负荷削减决策模型,使用基于蒙特卡洛随机模拟的遗传算法对模型进行了求解,分析了不同负荷需求水平下供电商的负荷削减策略。结果表明:考虑可中断负荷对现货电价影响时供电商的负荷削减策略将更加激进,高补偿可中断负荷总是在低电价可中断负荷的削减量达到合同规定的最大值后才开始实施;利用低电价可中断负荷和高补偿可中断负荷的经济互补特性可获得比单独实施任何一种中断管理方式更大的收益。     

低电价与高赔偿2种可中断负荷的协调

可以按对用户的补偿方式,将可中断负荷（IL———interruptible load）分为停电前低电价补偿和停电后高赔偿2类。迄今为止,对低电价IL与高赔偿IL的研究一直是孤立的。为有效遏制用户侧的市场力,提高备用容量配置和稳定控制的经济性,应充分利用这2种方式的不同经济特性及其互补性。为此,从风险管理观点提出这2种IL的协调模型和优化算法,使对低电价IL的确定性补偿与对高赔偿IL的风险补偿之和最小,其中暂不涉及与发电侧备用市场的协调。仿真验证该模型的合理性和算法的有效性。     

考虑综合效益的低压配网台区无功补偿评估方法及其应用

目前低压配网台区无功补偿方案效益评估主要偏向经济效益而忽略电压质量问题,导致无功补偿方案优劣评估只考虑初始投资问题,本文提出了一种从电压质量及经济效益两个方面对低压配网台区无功补偿综合效益进行评估的方法。首先,建立电压质量指标体系并且对每一指标进行描述及定义,同时对无功补偿装置在使用过程中成本费以及节省的网损费分别进行评估,将产生净收益作为经济效益指标;然后,从无功补偿点和补偿容量两个维度设计不同的无功补偿方案并且对不同方案的综合效益进行比对;最后运用本文提出指标对实例进行分析,结果验证本文方法能够直观评估不同无功补偿方案综合效益优劣。     

考虑风电接入不确定性的广义负荷建模及应用

考虑风电接入原负荷节点后带来的节点特性不确定性问题,提出了基于概率统计的广义负荷节点稳态特性学习与建模的新方法。为分析风电接入后功率流向的改变,将节点特性分为电源特性与负荷特性;针对节点特性的不确定性变化,基于历史实测数据对有功功率样本空间进行自适应分段细化,统计其概率分布;利用Levenberg-Marquardt神经网络法学习并提取各段节点特征,构建节点特性统一模型,并以风险分析为例说明新模型的应用。仿真结果表明,所提方法不但可精确建模,而且通过统计数据样本引入概率信息,可对不确定性问题按概率分场景分析,弥补了传统方法对随机特征描述能力不足的缺陷,是对传统建模方法在不确定场景应用上的扩展和延伸,从而可为风电接入后的仿真分析与调度控制提供辅助参考。     

考虑电价激励效应的网时直购电定价模型与效益分析

构建了大用户电价激励效应模型,分析了参与直购电后大用户、电网公司、直购电厂三方的效益变化,以此为基础建立了考虑大用户电价激励效应的直购电定价模型,并分析了直购电对各方效益的影响和各方的参与意愿,并从价格制订机制、辅助服务管理、市场准入条件三个方面提出了保障直购电顺利开展的建议。基于实际电网数据构造的算例验证了该模型的有效性。     

分时电价下考虑用户侧响应的日前调度计划建模与分析

利用电量电价弹性矩阵,研究了分时电价下,考虑用户响应行为的电力系统日前调度计划。基于用户侧经济效益最优情况下的负荷响应曲线,考虑到负荷曲线峰值下降可能会造成电力系统原始机组装机容量出现冗余的问题,对火电机组进行经济排序和开机安排。利用改进粒子群算法对模型进行求解。算例分析表明,分时电价下,用户响应能够实现削峰填谷的作用,且随着峰谷值电价差值的增加削峰填谷作用更为明显。用户响应可以减小高能耗机组的运行,减小购电费用增加电网的收益,同时使得火电机组出力平稳,减小煤耗提高运行效率。     

考虑冗余系统时变故障率和更新过程的MMC可靠性建模及其应用

针对现有模块化多电平换流器(modular multi-level converter, MMC)可靠性计算中未充分考虑冗余系统故障率时变性和缺乏考虑更新过程,从而不能科学衡量MMC可靠性的问题,提出了一种考虑MMC冗余系统故障率时变性并引入N阶梯更新过程的MMC可靠性建模方法。首先,从冗余程度、冗余方式角度细化MMC冗余系统的分类,建立可靠度与故障率间的数学解析关系来量化表征冗余系统故障率时变的变化特性,分析传统马尔科夫模型所计算的冗余系统故障率过小而导致可靠性计算结果偏高的不合理问题;其次,利用N阶梯故障率取代传统MMC冗余系统的时变故障率,并同时引入更新过程理论推导MMC的平均无故障工作时间(mean time to failure, MTTF)和稳态可用度公式,以此修正传统MMC可靠性参数计算结果偏高的问题。最后,以半桥子模块的MMC为例,验证了所提方法的有效性和可行性。     

考虑冗余系统时变故障率和更新过程的MMC可靠性建模及其应用

针对现有模块化多电平换流器(modular multi-level converter, MMC)可靠性计算中未充分考虑冗余系统故障率时变性和缺乏考虑更新过程,从而不能科学衡量MMC可靠性的问题,提出了一种考虑MMC冗余系统故障率时变性并引入N阶梯更新过程的MMC可靠性建模方法。首先,从冗余程度、冗余方式角度细化MMC冗余系统的分类,建立可靠度与故障率间的数学解析关系来量化表征冗余系统故障率时变的变化特性,分析传统马尔科夫模型所计算的冗余系统故障率过小而导致可靠性计算结果偏高的不合理问题;其次,利用N阶梯故障率取代传统MMC冗余系统的时变故障率,并同时引入更新过程理论推导MMC的平均无故障工作时间(mean time to failure, MTTF)和稳态可用度公式,以此修正传统MMC可靠性参数计算结果偏高的问题。最后,以半桥子模块的MMC为例,验证了所提方法的有效性和可行性。     

提高电能使用效率的可中断电价与峰谷分时电价的联合优化设计

在发电侧竟价上网的情况下,供电公司通过实行可中断电价可以适当规避购网电价剧烈波动的风险.但我国发电企业并未实施竟价上网,供电公司购网电价由政府制定,相对比较稳定,故实行可中断负荷管理对供电公司缺乏一定的激励机制.本文首先根据估算的用户缺电损失确定可中断电价;随之提出用户可中断电价响应系数的概念,对已确定的可中断电价进行调整;然后根据经济学中供需理论,将可中断电价与峰谷分时电价相结合,在分析供电公司成本和效益基础上,建立联合优化模型,采用分解算法进行求解.算例分析表明,该模型既能使供电公司与用户的利益不受损害,又可解决当前可中断电价缺少激励机制的问题,非常适合我国当前的电价改革模式.