电力市场环境下的输电系统规划方法初探

输电系统在电力市场运营中扮演着十分重要的角色,因为它提供了实现公平竞争的场所.输电系统的运行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,消除或缓解输电系统阻塞以促进电力市场竞争进而提高整个电力系统的运行效率具有重要作用.与传统的垂直一体化的垄断电力工业中的输电系统规划相比,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.特别地,输电系统规划期内新建的发电厂的位置及装机容量在市场环境下成了不确定性因素.在此背景下,针对水平年输电系统规划问题,作者构造了解决电力市场环境下输电系统规划问题的通用方法框架,提出了一种基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的输电系统灵活规划方法.最后,用算例系统对所提出的方法作了说明.     

基于帕累托改进准则的输电扩展规划

在电力工业放松管制的环境下,输电扩展规划问题将会变得更为复杂.作者引入了帕累托最优、帕累托改进和社会福利等经济学概念,试图从根本上探索市场环境下输电扩展规划所应遵循的经济准则.基于帕累托改进的准则,提出了一种输电扩展模型.该模型涉及电力市场机制和输电成本分摊方案等因素.在节点边际定价的市场机制下,提出了三个简单的输电成本分摊方案.为了展示所建模型及所提出的输电成本分摊方案的内涵和特点,对一个六节点系统算例进行了详尽的分析.     

电力市场环境下输电网扩展优化规划研究综述

着眼于电网规划与电力市场环境的结合,着重于分析电力市场化改革对电网规划的挑战和电网规划所应该做出的适应性调整.围绕输电网规划问题,从市场环境下输电规划中的不确定信息处理、可靠性准则分析、输电投资收益分析、输电规划目标和准则分析、输电环节与发电环节协调问题、输电规划数学模型以及输电规划模型求解算法等七个方面展开论述,综述了市场环境下输电网规划的研究现状,提出了一些可行的思路,对新的算法、技术等在市场环境下电网规划中的应用前景进行了展望.     

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.     

市场环境下计及阻塞集中度指标的输电网扩展规划

与传统的输电网规划相比,电力市场环境下的输电网扩展规划不仅要满足市场用户的需求,还对减缓输电系统阻塞、抑制市场力的滥用和提高社会效益起着重要作用.对于因网络充裕度不足造成的长期输电阻塞,首先参考市场集中度监管指标Lerner指数的定义,提出了新的阻塞集中度指标作为评估输电网络充裕度的指标;然后从市场运营的实际情况出发,以阻塞集中度指标作为约束条件来抑制网络的垂直市场力,构造了将阻塞收益用于回收投资成本的输电网扩展规划模型.IEEE-24节点算例系统分析表明该模型综合考虑了输电投资成本回收以及输电阻塞管理等实际问题,能有效减缓系统阻塞发生,降低投资风险,并为输电网监管提供可靠依据.     

面向主辅能量市场出清的输电网双层扩展规划

电力市场开放下源荷频繁互动给高比例可再生能源并网的电力系统规划带来一系列挑战。提出了一种面向电力主辅市场出清的价格驱动下的输电系统双层规划模型。上层模型主要考虑系统运营商的投资成本及系统运行效用成本。下层模型则主辅电力市场出清模型,在考虑系统运行宽裕度的前提下以边际节点电价与备用价格引导上层输电网扩展规划。通过将下层市场出清模型基于Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件作为约束代入上层优化模型,构成混合整数非线性规划问题,进一步用近似线性化以及互补松弛等方式将非线性优化问题线性化。最后,以Garver-6节点系统及中国西南某500 kV输电网络为例进行验证。仿真结果表明所提输电网扩展规划方案有利于激励用户参与新能源市场化消纳,降低尖峰负荷场景下线路阻塞,保障电力市场交易的公平性。     

输电冗余对现代电力市场效率的影响研究(二)——效率的综合指标构建与算例分析

输电冗余及其对现代电力市场效率的影响是输电网规划、投资与扩展必须考虑的问题。首先基于现代电力市场效率和交易成本理论构建了现代电力市场效率的综合指标,然后建立了市场效率、超额利润率与冗余度,市场效率、交易成本与冗余度的关系模型,并通过算例就输电冗余对电力市场效率的影响进行详细分析,最后得出结论:合理的输电冗余不会降低电力市场效率;输电网实现投资最优可促进电力市场效率提高。     

输电网扩容的商业模式研究

在引入差价合同和金融输电权这两个金融工具的基础上,建立商业输电网扩容的基本模型,详细说明了商业输电网扩容的激励原理,认为商业输电网扩容模式在一定条件下能够满足盈利性要求并提供恰当的投资激励,最后指出,在我国现行的电力市场条件下,商业输电网扩容模式能更好地促进电力工业市场化改革的发展。     

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.     

基于建设项目全寿命周期管理理念的金融输电权机制研究

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, 同时提高整个电力工业运营的经济效率。输电权可以对放松管制环境下的输电投资和扩展规划发挥重要的作用, 金融输电权机制是一种与市场价格相关的支付机制。基于建设项目全寿命周期管理理念的金融输电权机制以金融市场定价机制为核心, 同时强调以电网全寿命周期费用分析作为确定输电权交易价格空间的基础, 使输电权交易回归理性, 让市场成员能够在理性的决策空间中进行金融输电权交易, 同时对于激励电网扩容具有重要意义。     

电力市场环境下的输电投资与扩展规划

(上接本刊2006年第9期第103页) 8输电监管 在电力市场环境下,仍然需要对输电系统进行监管,因为其仍具有自然垄断特征,且要为实现公平竞争提供必要的场所.输电监管的一个主要目标就是要促使输电系统在满足给定的可靠性要求的同时使经济成本最低或经济效益最高,例如使系统以最小的总成本向用户供电.具体来讲,对基于管制的输电投资与扩展规划进行监管的主要目的是降低未来不能有效利用输电设备的风险,而对基于市场驱动的输电投资与扩展规划进行监管的主要目的是遏制有损整体社会福利的输电投资.     

电力市场环境下电网规划的若干问题研究

总结了国内外电力市场环境下的电网规划体制、电网投资体制、输电电价体制,分析了电力市场下电网规划中遇到新的问题和挑战,特别是市场条件下的不确定性因素,总结和归纳了市场条件下解决电网规划问题的新模型和新方法,最后提出了市场条件下电网规划问题仍需进一步解决的问题。     

包含FACTS设备的输电网投资规划的博弈论分析

电力系统发输电的分离及自由竞争的引入使得输电网规划方法发生了重大的变化.提出一种在电力市场条件下包含FACTS设备的输电网投资规划的博弈分析方法.研究表明,这种决策分析方法,能充分体现输电网规划投资市场中投资者之间的相互竞争和相互影响,更贴近电力市场的实际运行原理.同时,这种分析方法具有较广泛的应用范围,不仅可以考虑新的输电线路和FACTS 设备的规划,也可以用于其它输电设备投资规划的决策分析.     

考虑发电和负荷不确定因素的输电网灵活规划

电力市场改革给输电网规划带来了新的挑战,传统的只考虑一种未来场景的输电网规划方法不能满足实际要求。对市场环境下的不确定性因素进行建模并反映到输电网规划模型中,按照线路概率性的N-1准则建立输电网灵活规划模型,采用基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的求解方法,最终得到未来不确定性环境下投资风险最小的输电网规划方案,仿真验证了该模型的合理性和求解方法的有效性。     

市场环境下基于系统阻塞指标约束的多阶段输电网规划

电力市场环境下的多阶段输电网扩展规划在满足发电公司和用户的需求的同时,对减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争具有重要作用。在此背景下,利用系统阻塞指标和系统阻塞成本分别作为评估规划网络可靠性指标和运行指标,以改进的小生境遗传算法为研究方法,提出了基于阻塞指标约束下的输电网多阶段规划模型。IEEE-24节点系统上算例分析表明该模型综合考虑了各规划阶段输电系统的经济运行,能更科学地指导输电网规划决策,有效减缓系统阻塞发生,提高规划系统的网络充裕性。     

市场环境下计及阻塞集中度指标的输电网扩展规划

与传统的输电网规划相比,电力市场环境下的输电网扩展规划不仅要满足市场用户的需求,还对减缓输电系统阻塞、抑制市场力的滥用和提高社会效益起着重要作用。对于因网络充裕度不足造成的长期输电阻塞,首先参考市场集中度监管指标Lerner指数的定义,提出了新的阻塞集中度指标作为评估输电网络充裕度的指标;然后从市场运营的实际情况出发,以阻塞集中度指标作为约束条件来抑制网络的垂直市场力,构造了将阻塞收益用于回收投资成本的输电网扩展规划模型。IEEE-24节点算例系统分析表明该模型综合考虑了输电投资成本回收以及输电阻塞管理等实际问题,能有效减缓系统阻塞发生,降低投资风险,并为输电网监管提供可靠依据。     

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.     

市场环境下基于Benders分解的输电网规划决策

市场条件下,由于不确定因素对市场经济运行的影响,输电网的扩展规划必须考虑发电公司和用户的需求,减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争。首先以电力联营市场模式为研究背景,针对不确定因素作用下可能的未来场景,基于最优潮流的输电网边际定价模型,提出了以投资成本和运行成本为优化目标的输电网静态规划模型;然后基于奔德斯(B enders)分解算法先求解出各个典型场景下输电网规划优化方案,再根据决策理论中的最小最大悔则进行多场景规划决策;最后在IEEE-24节点系统上进行了仿真计算。与确定性输电网规划方法相比,该模型计及了电网规划与经济运行中不确定因素的影响,从而能更有效地指导市场环境下输电网规划综合决策,提高规划系统经济性能。