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基于风险的电力系统安全评估、决策和市场运作

刘福斌  
【摘要】: 许多国家在电力工业引入竞争机制,开展电力市场,这是百余年电力工业发展中的一件历史性的改革。电力市场虽可通过竞争提高效率、降低成本,但不可避免会影响系统的安全稳定。相信无论多么完善的电力市场也无法根本解决“经济与安全”这一对矛盾。很显然,无论电力市场实施与否,系统安全都应置于首要位置。我国所进行的电力改革不同于其它国家或地区,为多层电力市场,具有很强的特殊性。经济和安全间的平衡问题是否能很好解决,不仅直接关系着电力市场能否顺利进行,也影响到我国进行电力市场改革的信心与决心。 市场环境下,传统的系统安全指标并不能满足经济性要求。而且目前系统运行员决策时尚无很好的工具,往往相当保守,不满足市场要求。现在这些方面的研究工作并不多,至于系统安全由辅助服务负责,仅限于发电侧和输电侧,并未考虑用户侧。结合对我国电力市场发展趋势的研究,基于风险理论,本文将就系统安全特别是暂态稳定的评估、决策和安全的市场运作问题进行分析讨论。 论文将首先讨论构建电力市场的必要因素,概括我国电力工业体制改革之路,提出模式发展趋势,并将区域电力市场分为初步区域电力市场、发展中的区域电力市场和成熟的区域电力市场三阶段,并重点讨论各阶段的安全协调问题。 其后,基于风险评估理论,论文将重点分析一种新的暂态稳定指标,并确定详细的评估过程。该指标综合了暂态失稳发生概率和后果两方面,以获得技术和经济间的平衡,从而能保证最有效利用输电线路乃至网络。基于条件概率理论,论文根据系统运行状态下故障的概率分布和系统运行状态的概率分布推导出暂态失稳的概率模型。对于安全后果评估,本文提出两种方法:第一种称之为层层递进调查法;第二种称之为简易评估方法。 接着,针对现有系统运行员决策水平的不足,特别是如何有效协调系统安全性和经济性这对矛盾,讨论了暂态稳定的决策。论文将详细阐述并严谨证明风险型决策理论,并且针对电力系统动态特点,初步讨论系统安全的动态风险决策方法。 最后,论文将探讨如何用市场的方式来运作电力系统安全。分析了系统安全的市场运作意义之后,论文将探讨系统安全的具体市场运作方式,将市场运作方式分为三个层次,一一讨论分析。基于保险理论,论文将建立用户侧安全保险机制,重点讨论安全保险的组织系统、功能系统和信息系统并详细分析保费如何设置。


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