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《哈尔滨工业大学》 2009年
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电力需求响应参与系统运行调控问题的研究

于娜  
【摘要】: 发展电力市场的初衷是为终端用户带来实惠。但是,在多年的电力市场改革中,作为主要服务对象的电力用户却一直没有得到足够重视。采取适当的调控措施,激发电力用户的需求响应(Demand Response,DR),不仅可以给用户带来经济利益,而且可为系统的安全稳定运行提供新的调控资源。基于这一目的,本文对需求响应及其参与电力系统运行调控的理论与方法进行了深入研究。 实施需求响应项目的基本前提条件是电力用户的响应。只有用户具有响应特性,激励措施才能起作用。本文首先由电力用户响应的基本特性入手,通过对用户响应方式、响应成本的分析,阐明了影响用户决策参与需求响应项目的因素;基于不同类型用户采用不同响应优化模型的分析,佐证了其在获得自身经济效益和缓解社会用电压力方面的双重效果;从不同调控周期电网公司如何针对不同类型用户采用何种需求响应激励措施出发,提出了需求侧资源参与电力系统运行调控的具体方式和方法,并对需求响应调控产生的激励与风险水平进行了评估。 在水电资源丰富的地区实施丰枯或峰谷分时电价,是激发需求响应的重要措施。传统的丰枯或峰谷定价方法,缺乏对用户响应和用户用电满意度的考虑,用户只是处于一种被动接受的状态,其互动性需求未能得到主动体现。本文提出了一种丰枯和峰谷综合定价的方法,方法以用户弹性矩阵的形式考虑用户在不同时间级下的响应能力:在年时间周期内,以水火互济、降低季节差异率为目标;在日时间周期内,以降低峰荷和峰谷差、达到削峰填谷为目标。这一综合定价方法,既可明显改善两个时间级别的负荷曲线形状,又能比较合理地善待各种时间特性的用户需求。 针对我国普遍实施两部制电价机制的客观情况,分析了系统供电的中长期可靠性和短期可靠性,并由此归纳了制定可靠性电价的客观条件和定价原则。在此基础上,论文提出了一种体现节点差异和不同用户个性化需求的可靠性定价方法,方法既考虑了不同节点间可靠性的差异,又能够反映同一节点下不同用户对可靠性的特殊要求。另外,方法通过设置反映长期可靠性的风险损失电价,还可在一定程度上抑制用户虚报高可靠性要求的不良动机,有利于电网收回因增加可靠性要求而产生的成本。 可中断负荷(Interruptible Load,IL)是电力市场初期调动用户参与系统运行调控的有效方式,可缓解因电源备用不足给电网高峰调度所带来的压力。本文结合电力市场初期高峰调度的特点,建立了IL参与电网高峰期有功调度的优化模型,模型除能够考虑IL自身特性对中断负荷购买费用和IL位置对电网输电损耗的影响外,还计及了线路阻断容量限制约束,可起到在关键调度时段提高宝贵备用资源利用率的作用,具有缓解高峰时段备用紧张和提高系统运行经济性的综合效果。 在电力市场环境下,电网公司需要从发电侧和需求侧购买合理份额的备用容量,并通过各类备用资源的互补利用达到提高其综合效能的目的。调动一定量的需求侧资源参与系统备用时的综合效能分析,应考虑合理风险与合理成本两方面因素。本文建立了紧急需求响应项目(Emergency Demand Response Program, EDRP)协同系统备用的风险优化模型:通过对备用容量配置的风险分析,运用马尔可夫链预测未来时段的系统运行状态概率,考虑事故发生后系统安全运行所付出的费用代价,实现以概率方式对事故状态集的货币化度量,从而将事故后的风险损失引入备用优化模型。模型有效优化了发电侧和需求侧备用资源的合理配置问题,具有兼顾运行风险和备用成本的综合效果。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM732

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