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电力经济系统决策中不确定性问题的研究

郑雅楠  
【摘要】:电力工业市场化改革的不断推进,极大地促进了电力系统的发展。电力经济系统决策由于直接关系到电力系统高效、经济、安全、可靠地运行以及系统长期的资源充足和可持续发展,越来越受到人们的关注,成为研究的热点。然而电力经济系统决策中的一些不确定性问题极大地影响着市场参与者的正确判断和决策,为了促进电力市场深入健康地发展,迫切需要对其进行深入研究。 论文针对电力经济系统决策中输电和售电领域的几个不确定性问题展开深入研究。 电力系统的发、输、配、用各个环节存在着大量的不确定性因素,这些因素极大地影响着系统可用输电能力(Available Transfer Capability, ATC)的准确评估。针对快速ATC评估,以枚举法为基础,在状态筛选环节应用熵权对视在功率和电压—无功功率的行为指标进行主、客观相结合的综合排序筛选;在模拟计算环节将最优潮流模型应用到ATC重复潮流法的每次潮流求解中;并在综合评估环节引入最大熵原理,建立以联络线视在功率行为指标为约束条件的各ATC发生概率计算模型。针对中长期ATC评估,应用可信性理论的研究成果,分别对发电机组、输电线路和负荷进行随机模糊建模,然后根据各随机模糊模型首次将随机模糊模拟技术应用到ATC的评估中,并引入自助法和多核并行计算技术提高处理速度。两种ATC评估方法均通过标准测试系统的仿真研究,验证了其合理性和有效性。 电价是电力工业市场化运营的焦点,准确预测电价关系到市场参与各方的利益。针对多市场中长期电价具有可用信息相对贫乏、存在相关不确定性等特点,引入灰色系统理论,提出了综合考虑多市场电价相关不确定性的多电价灰色预测模型,并且进一步研究背景值的构造方法,重构了一个表达形式简洁、计算简单、适应性更强的背景值计算公式,提高了模型对电价高增长情况的适应性。实例验证了所提方法的预测精度和适应性。 针对用户面临的多市场电价的不确定性,借鉴现代投资组合理论,分别建立了基于方差、半方差、VaR、绝对离差和信息熵的购电组合决策模型,通过模拟退火算法求解各模型的全局最优解,并引入风险弹性、计算耗时和收敛迭代次数作为模型定量比较的评价指标。以某一企业用户在现货市场、长期合约市场和自备电厂的购电分配问题为例,比较分析了各模型的优劣,得出了一些有益的指导性结论。


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