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电力市场中的输电能力和主辅市场交易问题研究

潘雄  
【摘要】:本文基于电力市场理论、电力系统分析理论和微观经济学理论,结合最优潮流、连续潮流方法,对电力市场中的区域间输电能力、市场结算规则和竞价拍卖以及备用市场运营等问题进行了深入的研究和探索,提出了新的思路和方法,主要成果有: 提出一种基于最优潮流方法、计及输电线路N-1故障对系统静态电压稳定性影响的区域间可用输电能力计算模型及相应的求解方法。模型中考虑到中长期市场中已有交易对区域间可用输电能力的影响,在传统最优潮流模型基础上加入线路N-1故障时的广义参数化潮流方程等式约束条件及相应的不等式约束条件,以支路功率和系统负荷裕度之间的灵敏度指标,进行预想故障选择,并用原对偶内点法解算计及系统静态电压稳定性约束的区域间可用输电能力。 论文基于微观经济学中的生产者剩余和消费者剩余理论,推导论证了在对发电方和用户双侧开放的市场环境中,集中交易模式下采用全市场统一边际价格进行交易结算时产生交叉补贴的原因。提出电力系统中存在的输电元件阻抗、节点电压和输电线路容量等约束条件使系统运行方式受到限制,电力市场并非完全竞争市场,因此采用统一的边际电价进行交易结算会影响市场运营效率。通过算例验证采用节点边际电价进行交易结算可以避免出现交叉补贴,提高市场效率。 针对电力市场双侧竟价交易中发电商和用户报价变化所导致的竞价电量波动将会引起电力系统中潮流重新分布,对安全运行产生影响,论文建立起结合了双边合同与双侧竞价并计及静态电压稳定裕度约束的交易模型,提出将连续潮流和最优潮流相结合,识别双方特定报价水平下网络中存在的薄弱环节,制定出既能实现社会效益最大化,又能保证系统安全运行的交易计划。 为缓解系统中有限装机容量和一定的备用容量要求之间的矛盾,论文根据电力用户可以采取积极措施主动进行负荷管理,为系统提供备用容量的思想,建立了一种基于最优潮流的双侧开放市场中能量和备用容量联合优化模型,研究用户主动参与备用容量服务对市场运营效益的影响。算例表明,用户进入旋转备用容量市场,成为系统备用容量的新供应者,可使全系统的运营效益有较大提高,系统备用容量购买支出减少,各节点上的电价水平和系统备用价格降低。


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