竞争充分性对电力市场稳定性的影响

讨论了电力系统物理稳定性对竞争充分性的制约，竞争充分性对电力市场经济稳定性的影响，及电力市场的运营对可用发电容量和可用输电容量的影响。介绍了一般商品市场经济稳定性和电力市场稳定性的研究概况，指出由于现有方法的局限性，不能用来分析电力市场大扰动下的长期稳定性。最后提出了研究这一问题的新思路。     

电力市场与电力系统交互动态仿真设计

分析了电力交易市场、投资市场与电力系统的功能关系及其数学描述。借鉴实验经济学方法，将电力市场中能用数学模型表达的环节表达为数学模型，而将参与者的主观行为、市场规则、市场监管行为作为数学模型的输入，在实验环境中动态地交互。定义失稳风险，将输电动态阻塞对交易的物理制约转化为经济上各交易应承担的输电风险。在此基础上，建立电力市场动态过程的仿真器平台，实现电力市场与电力系统动态仿真，并采用市场调节的预交易阻塞管理模式实现电力系统技术问题与电力市场经济问题的协调。     

发电容量长期动态的仿真

供需容量的长期充裕性对电力系统的可靠运行至关重要。借助电力市场与电力系统交互动态仿真平台，暂时用模拟的实验环境（市场规则、报价策略、投资策略）代替部分参与者的行为，以研究发电充裕度的长期动态行为，剖析容量充裕度长期振荡的机理。通过仿真研究，揭示发电建设时滞、容量审批及个体投资博弈行为等因素影响充裕度振荡的周期、幅度以及市场集中度的机理，指导对电力市场环境下容量供需长期振荡的抑制。     

电力市场条件下的发输电规划协调与运行模式

研究了电力市场的发电和输电中期规划模式。根据中国电力市场和电网结构的特点，提出了节点输电电价和建立当地电价系统的建议；推荐采用“统一规划、发电投标决策”和“参考规划、发电自主决策”规划模式协调输电和发电规划。     

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。     

电力市场发电容量充裕度分析系统设计

电力市场发电容量充裕度分析系统可以用来分析电力市场环境下的发电容量充裕度水平，为系统的运行和电力的投资提供支持。在分析国际上几种典型的保持发电容量充裕度的机制的基础上，分析了影响发电容量充裕度的主要因素、功能、指标，并提出2种新的结合经济目标的分析指标：充裕度不足损失和裕度效益。建立了电力市场发电容量充裕度的分析子系统的系统结构和分析流程，该分析子系统配置灵活，适应性强，能够满足电力市场不断发展的需要。     

不同定价方式下电力拍卖市场运行特征的比较研究:(二) 仿真结果及其分析

以IEEE可靠性测试系统的数据为基础，对不同定价规则的电力拍卖市场进行了基于智能代理的仿真。结果表明:①在统一出清电价(UCP)和按报价支付（PAB）的电力市场，减少发电厂商的市场份额可以削减发电厂商的市场力，但条件是系统要有足够的备用容量；如果负荷需求接近总可用容量，即使最大的发电厂商的市场份额只有11.4%时，其电力市场的价格也会远远偏离其边际成本价格。②在PAB电力市场，市场均衡状态的总购电费用以及平均价格两方面几乎和UCP电力市场电价没有差别，甚至还要高于UCP电力市场的均衡价格，因此，使用PAB的方法很难达到抑制电价飞升的目的。③在当量电价（EVE）的电力市场，发电厂商几乎没有策略空间，所有的发电厂商都自动按照其成本报价，而且对于各种情况都具有相当稳定的表现。EVE还提供了一种独特的容量投资自动补偿机制，使得在发电生产成本存在规模经济性时，发电厂商可以得到合理的补偿。而在UCP和PAB电力市场，一方面会出现发电厂商报高价的现象，另一方面还会出现部分发电厂商负利润的情况。所有结果表明EVE具有优良的市场特征，对于发电容量相对紧缺，不变成本不可忽视的中国电力工业现状，采用EVE不失为一个明智的选择。     

考虑电压稳定性的无功定价

基于边际价格理论，提出考虑系统电压安全风险的无功定价数学模型。该模型不但隐含了系统静态电压稳定性的信息，也反映了将系统从当前的暂态电压不安全的状态引导到安全的要求。通过满足暂态电压安全约束的无功发电调节与切负荷总代价最小化问题，来表示暂态电压安全风险。仿真算例表明该方法能较好地引导用户，有利于电压稳定性。     

美国电力市场的安全问题与区域输电组织

讨论了美国1999年夏季电力事故及其原因，并介绍了美国区域输电组织（RTO）的基本特征、功能及有关规则，指出我国电力市场建设中应注意：①尽早提出电力市场条件下的投资规则，避免电力改革中出现历史性电力短缺；②加强电网安全分析和电力系统风险评估的研究，并在电力市场技术支持系统的建设中强调安全分析功能；③重视区域调度的作用，扩大发电竞争范围，提高大电网安全水平。     

一种激励相容的发电市场竞价机制

寡头竞争的电力市场存在信息不对称性。在按统一市场出清价支付或按报价支付的发电竞价机制环境下，发电商会操纵报价以追求最大收益，这会危及系统的安全经济运行。基于机制设计理论和边际成本定价理论，发展了一种具有激励相容特性的发电市场竞价机制。该机制能引导理性发电商披露其真实运行成本，并能实现发电商固定容量成本的合理回收，特别是给予边际发电商相对较大的固定成本补偿，有助于那些风险回避的峰机组投资商的投资激励。基于Monte Carlo模拟方法的算例仿真表明了该机制的特性。     

发电商多交易策略的有效前沿分析:（一）模型的建立

电力系统和电力市场特殊的技术性约束和结构性约束，使得电力市场中发电商的策略组合可行集与资本市场中投资者的策略组合可行集存在显著差异，而现有的研究对这些差异没有进行系统的探讨，这给发电商多交易策略研究成果应用于实际的发电商决策造成了困难。文中针对目前研究存在的不足，以有效前沿为分析工具，着重探讨电力系统和电力市场的技术性约束和结构性约束对发电商多交易策略可行集的影响，得到了发电商多交易策略有效前沿的形状不同于一般投资市场有效前沿的结论。从理论上阐明了发电商多交易决策中考虑电力市场特殊约束的重要性。     

电力市场环境下的输电投资与扩展规划

电力工业改革面对的一个最重要的挑战是维持电力系统运行的可靠性在可接受的水平的同时提高整个电力工业运营的经济效率。为此，输电投资与输电扩展不可避免。为了确保电力市场环境下适量的输电投资和发展适用于输电系统运行评估与扩展规划方法，国内外学者就与此密切相关的工业组织结构、商业模型、激励和管制等方面的问题做了很多研究工作。文中对与电力市场环境下输电投资和扩展规划相关的一些重要问题进行了较为全面而系统的综述。这些问题包括：在竞争的市场环境下输电投资和扩展规划所面临的新的挑战；输电投资问题；商业输电；输电权；商业模型；输电监管；输电投资和扩展规划的管理；输电规划方法；国际经验。     

电力市场条件下电力系统可靠性问题

在竞争的电力市场中，发电机组投资的决策取决于项目的回报，而不是预期的备用率，因此，与发电系统有关的可靠性是由电能价格来维持的；在电力市场环境下，电力交易瞬息万变，电力调度既要保证公平竞争，又要保证安全运行，因而必须全面审定并研究和制订新的安全运行导则，并开发新的为运行服务的软件；辅助服务是电力市场最重要的特征之一，关系电力系统的安全运行与可靠性；现代继电保护已发展成为非常可靠的系统，但原有的保护原则是否适合于电力市场的运作情况则是一个值得探讨的问题。文中对电力市场条件下的上述可靠性问题进行了探讨，希望能为进一步研究对策和制订可靠性准则提供参考。     

电力系统同调动态等值的述评

同调性是电力系统动态等值的理论依据，只有当每个被等值的子系统的内部严格同调时，原系统的动态特征才能被保全在等值系统中。从同调群的定义和要点、同调群的识别、等值模型及参数的确定等方面评述动态等值的研究和应用现状。指出动态等值的原则应符合物理本质，即机组的同调性不但受系统拓扑及所有参数的影响，并且密切依赖于扰动场景。强调只有直接从完整的受扰轨迹中挖掘深层信息，才能可靠识别非自治非线性系统中的同调群。指出轨迹的主导模式反映系统动态行为的内在机理，在同调等值问题上有很好的应用前景。     

基于机会约束规划的输电系统规划方法

输电系统在电力市场中扮演着十分重要的角色，因为其提供了实现公平竞争的场所。输电系统的状况如容量充裕性对电力市场的竞争性有重要的影响。适当地扩展或加强输电系统对满足发电公司和用户的需要、消除或减缓输电系统阻塞具有重要作用。与传统的输电系统规划问题相比，电力市场环境下的输电系统规划更加复杂，需要处理的不确定性因素更多。机会约束规划是专门用于解决包含不确定性因素的优化问题的一类随机优化方法，适用于市场环境下的输电系统规划问题。文中将机会约束规划引入到市场环境下的输电系统规划研究中，给出了基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的求解方法，为解决这一重要而困难的问题做了一些新的尝试，并通过一个算例系统说明了该方法的可行性。     

提高输电系统稳定性的措施

提高输电系统运行的稳定性,是电力系统安全可靠运行的保障,本文从电力系统静态和暂态稳定分析了提高输电系统稳定性的具体措施。     

大型风电场对电力系统暂态稳定性的影响

对大型风电场接入后的电力系统暂态稳定性进行了研究。从理论上分析了基于双馈感应电机的风电机组的暂态稳定机理；基于双馈风电机组的动态数学模型，通过仿真计算研究了大型风电场并网对电力系统暂态稳定性的影响，分析比较了在同一接入点接入双馈风电机组与接入同步发电机组对电力系统稳定性的影响，仿真计算进一步验证了理论分析的结果；最后得出结论：基于双馈风电机组的风电场对电力系统暂态稳定性的影响要好于在同一接入点接入相同容量的同步发电机组。     

综合防御由偶然故障演化为电力灾难——北美“8·14”大停电的警示

电业界在技术层面上思考过1996年的北美西部大停电，又在经济层面上反思过2000年的加州电力危机，却没有充分认识到在电力市场环境下电力系统发生更大停电灾难的可能性，也未能在2003年北美东部“8·14”大停电的演化长过程中予以制止。其中，在思维方式上的教训为：应该在统一的框架下，有机地结合电力体制、市场运营、监管规则、规划设计、仿真分析、信息工程、调度运行、控制技术、科技投入和人才培训等因素进行反思。用仿真重现相继停电的全过程固然必要，但更重要的问题是：①人们分别有22 min，9 min，5 min，29 min的时间来阻止第2，3，4，5个相继开断，为什么却无作为地听任其发展为系统振荡？②为什么大范围的停电竟然长达29 h？这些案例是我国电力工业界的极好教材。“8·14”大停电，既暴露了电力市场对电力系统稳定性的负面影响，又反映了互联电网相继开断的严重后果。技术方面的教训包括必须完善并协调各级信息系统，提高在线安全稳定的量化分析及控制决策能力，研究针对各种灾变的防御控制计划，协调预防控制和紧急控制，采用自适应的系统保护装置以及电力系统和电力市场的动态仿真器等。     

多机电力系统发电机的同步稳定特性分析

为进一步认识发电机同步稳定性特性，基于动态过程的轨迹，分析了多机电力系统的发电机稳定性物理特性及不稳定平衡点特性。用基于全系统状态空间轨迹的动态单一奇点（DIS）研究了系统中各台发电机的详细动态过程，并揭示了基于轨迹的动态单一鞍点(DISP)是发电机失稳时所具有的特性。某6机22节点简化实际系统的算例证实了该研究方法的有效性。     

可用输电能力的概率优化决策模型与计算

提出了一种在电力市场环境下考虑现存方式的可用输电能力（ATC）概率决策方法。该方法从经济上量化现存发电调度、切负荷及ATC间的有机联系，以综合效益最大为优化目标，基于非时序Monte Carlo模拟解决概率问题，对随机产生的每一系统可行状态，构建线性规划模型，并基于原 — 对偶初始点不可行的内点法求解。通过模拟获取ATC概率分布，以此建立ATC收益和风险折中的决策模型，通过序列优化搜索的方法并结合插值技术，实现概率下的最优ATC决策。IEEE RTS分析结果表明了所提出的模型和算法的有效性。