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在电力市场环境下,引入竞争后,使得跨区域的电能交易日益增多,电力系统实际运行中的潮流经常变化。此外,由于受投资资金和环境保护等因素的影响,输电网络的新建和扩建受到很大程度的限制,使得系统的运行点更接近运行极限。这些原因使得系统发生输电阻塞的概率增大,因此,输电管理,特别是其核心问题的阻塞管理,日渐成为了保证电力系统安全稳定运行的一个主要问题。其中,通过调整电力交易计划来消除输电阻塞的阻塞调度是阻塞管理的一种主要手段。
在电力市场中,发电厂存在无法履行发电合同的风险,由此可能导致电力供需不平衡,从而不利于系统的安全运行;水电厂参与电力市场时,由于水情的不确定性,其在未来较长时期内的发电能力也很难预测,因此在报价决策中存在较大风险。发电权交易概念及其机制的提出给这些问题的解决带来了新的思路和方法。同时,发电权交易的实施,也有利于优化资源配置、节能减排、保护环境和促进小火电关停、资源节约型和环境友好型和谐社会的构建。发电权交易会改变电力的供需关系,因此这可能会引起新的输电阻塞,从而威胁系统的安全运行。
本文选取市场与节能减排环境下的电力交易和发电权交易的阻塞调度进行研究,主要工作如下:
1.电力系统运行中存在许多不确定性因素,包括负荷预测误差和输电安全约束风险等。论文对负荷预测误差的不确定性进行了建模,同时采用基于风险的输电约束安全评估方法。在此基础上,建立了基于机会约束规划的阻塞调度模型,提出了基于遗传算法和蒙特卡洛算法的求解方法,编写了应用仿真程序。
2.在联营体与双边合同共存的混合电力交易市场中,当系统发生阻塞时,系统运行人员需要对两类交易进行协调调度,以保证调度的合理、经济与公正性。论文利用多目标优化理论的功效系数概念,提出了混合市场的阻塞协调调度模型,以两类交易调度的综合功效最大为目标。此外,模型允许被削减的合同发电出力重新投入联营体市场竞价,而被削减的合同负荷则自动转为联营体负荷,从而尽可能满足所有负荷需求。但当系统因阻塞而无法满足所有负荷时,则进行负荷切除,并使负荷切除量最小。
3.在发电权交易目前广泛采用的最大化社会效用交易模型的基础上,提出了最大化社会效用、最大化成交量和能耗约束三种发电权交易阻塞调度模型,分析和比较了三种模型的特点,并提出了具体的交易结算方法。
4.通过适当调整发电机组的出力,可能更有利于发电权交易的顺利成交。为此提出了计及发电机组出力调整的发电权阻塞调度模型,以防止因阻塞的原因削减更多经济上可行(即发电权的出让报价不低于受让报价)的发电权交易。
5.对集中撮合与双边合同共存的发电权交易混合市场的协调阻塞调度进行了研究,针对合同市场统一处理和各个合同分开处理两种情况,分别提出了对两类交易或各个交易的阻塞公平调度模型。同时,为进一步提高系统的输电效率,在保证不损害市场调度公平性的前提下,基于公平调度模型所求得的解对模型进行了适当改进。