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《华中科技大学》 2004年
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电力市场环境下有功调度与决策机制若干问题的研究

赵建国  
【摘要】:在电力市场环境下,传统的有功优化调度将发生本质性的变化,主要体现在目标函 数由追求成本最低变成电力交易的费用最小,以及安全、可靠标准的要求要考虑市场经 济的因素。在此背景下,作为传统有功优化调度的扩展,在目标函数中必需体现电力系 统的各种运行费用及损耗,因此这一问题就成为了一个多目标优化的问题。为便于电力 市场柔性地做出决策,研制灵活的求解问题的模型和算法就显得特别重要。本文将有功 潮流方程表达成网络流形式,结合内点法、前瞻技术和稀疏处理技术,建立了适用于多 种方式计算的、动态的广义有功优化潮流模型和算法,增强了电力市场环境下有功优化 调度的适应性。 电力商品的特殊性决定了电力市场是一个不完全竞争的市场。衡量不完全竞争的程 度一般用市场势力来度量。本文在回顾、分析、评价 Lerner 指标、HHI 指标、负荷需 求与可用容量之比指标的基础上,阐明机组输出功率变化速率制约对上述指标构成明显 影响,由于这一约束造成机组有效响应能力与负荷变化的矛盾,机组在某些条件下的市 场势力将会发生变化,原来市场势力较小的机组可能在某些时段内其市场势力会明显增 大。本文的研究结果表明,在考虑机组有效响应能力的制约下,评价电力市场势力的较 好指标应该是 Lerner 指标。 独立系统调度员(ISO)机构是电力市场的核心,满足诸多约束条件下的电力市场 价格体系的决策是 ISO 的关键任务,电力市场价格体系的长期均衡稳定对电力工业的发 展至关重要。本文从这个角度出发,以 ISO 简化模型为基础,分析了电力供给者和电力 需求者的行为,推导出电力供给者与电力需求者剩余比的表达式,以及不完全竞争条件 下买卖双方投标策略的均衡条件,指出电力市场产生市场势力的原因,最后基于蛛网模 型提出电力市场价格体系均衡稳定的概念以及蛛网模型在电价计算中的应用前景。 在电力系统运行调度中,因地域、时域上的关联、差异及不均衡,存在诸如安全与 费用、堵塞、中断等相互冲突的问题,使供给与需求间平衡的优化和决策必须在刚性与 柔性之间进行权衡。以此为线索,本文论述了在市场经济机制下进行电力系统运行调度 时,其供求平衡中产生矛盾的机理,提出了解决这一矛盾的总体思路和具体方法,构建 了具有前瞻性的电力系统运行调度刚性优化和柔性决策理论体系的新框架。该框架的核 I WP=4 心内容为:挖掘目标与约束域间的制约起因,追寻约束域的特征模式,提供电气规律与 现代技术相融合的刚性优化手段;分析网络输电能力不均匀性的因果关系,推理削弱不 均匀性的策略,论证费用与安全间的折中准则,提供与安全和经济相称的输电能力柔性 决策机制;探索等效电力商品的内涵,量化电力商品交易过程中确定性、模糊性及随机 性成分的构成,确立符合市场经济的风险准则,提供唯一电力市场交易的柔性决策机制。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM734

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