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电网企业购售电经营中的优化模型与方法研究

曹福成  
【摘要】: 我国原有的电力公司已经由过去的集发、输、配电于一体的、垂直化管理的公司,分解为独立发电公司和经营输电、配电业务的电网企业。市场环境下,电网企业经营的主要目的是在供电安全的前提下追求自身利润最大化,可见,降低经营成本自然成为一个重要手段。电网企业的最大经营成本是电能购电成本,最大的经营收入是售电收入,因此,需要从经营理论和优化方法上进行研究,确定电网企业的最优购电模型和售电模型,这是非常有实际意义的。另外,电网企业肩负着国民经济发展的基础工作,提供产品作为社会公共产品,电网企业经营上的集约化有利于各行各业的生产和经营。电网企业要真正降低购售电成本、增加售电收入,不仅要充分优化发电侧的购电计划,同时还要充分挖掘需求侧的潜力,通过两方面的联合优化,在为电网企业节约购电成本、实现自身利润最大化的同时,促进国民经济的可持续发展,保护生态环境。 本文研究的主要工作及创新内容如下: (1)分析了发电商市场力的形成原因和监控方法,介绍了几种比较重要的市场力规避措施,并重点分析了电网企业如何采用差价合约规避发电商的市场力; (2)电网企业在各电力市场的购电计划可以分为长期购电计划和短期购电计划。在长期购电计划中,研究电网企业如何在考虑价格风险和市场风险因素下安排中长期合约电力市场和短期市场的购电计划;在短期备用市场购电优化中,首先给出了两种结算方式下电网企业在主电能市场与备用市场的购电优化模型,然后给出了电网企业在国家级、区域级和省(市)级电力市场的购电优化模型; (3)根据可靠性电价制定的基本思路,不仅考虑用户的可靠性要求,还考虑了用户的用电电压等级,提出了一套根据用户的用电可靠性要求和用电电压等级制定可靠性电价的计算模型,更好地体现了用户用电成本与其支付电价的关系以及电价的公平性; (4)提出了峰谷分时电价用户分类响应的思想,并构建了各行业用户的分类价格响应矩阵。与此同时,考虑到负荷预测值与实际发生值之间的差别,用模糊三角数来表示这些不确定性,构建了基于模糊三角数理论下的分类用户最优峰谷电价设计模型,通过求解双目标规划得出各类用户的最优峰谷电价比; (5)考虑到可中断负荷管理的实施给电网企业带来了收入上的一些不确定性风险因素,导致了收益上的风险,在构建电网企业可中断负荷最优决策模型中考虑了这些不确定性因素,将风险因素与经济因素结合考虑,建立了联合优化模型,使可中断电价的设计能够更加合理实用,以便激励电网企业实施可中断电价。


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