电力需求侧市场运营的若干问题研究

论文摘要

全球范围内电力工业解除管制进行市场化改革已经开展了20多年,取得了大量的经验。由于电力工业的重要性和特殊性,保证电力系统高效、经济、安全、可靠地实时运行,以及系统长期的资源充足和可持续发展是电力市场成功运营的目标。在强调发电领域竞争和开放输电系统的同时,理顺电力需求侧的市场化运营已成为电力市场健康发展的必然趋势和必要保证。论文针对电力需求侧市场化运营面临的几个关键技术经济问题展开深入研究。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。从分析电力市场下电价的形成机理,尤其是市场清除价(MCP)的形成过程及特点出发,在分析现有电价预测方法的基础上,首次提出结合误差预测校正电价预测来提高预测精度的新思路。在建立常规电价预测模型的基础上,对预测后的残差随机序列也建立预测模型,并用预测的误差修正电价预测结果。同时,预测的误差还用来估计电价真实值的置信区间。针对电价奇异点,采用具有良好局部化特征的小波分析,结合常规预测方法进行综合预测。通过算例验证所提方法具有建模容易、明显提高预测精度、能提供更加完备的预测信息等特点。系统研究电力市场下供电企业面临的购电决策新问题。基于现代投资组合理论,提出了由市场分析、组合分析和组合选择3个子问题组成的购电决策框架,建立了购电决策的通用Markowitz模型。并就典型的现货和长期合同2个市场间的分配问题分析长期合同价格、购买费用、及分配方案之间的关系,得出了一些有益的指导性结论。采用具有自备电厂和备用容量要求的供电企业的购电分配问题进行了算例验证,证明了所提方法的有效性。针对购电商购电面临的风险,借鉴金融领域的风险管理方法:投资分散化和风险规避,研究了购电商在长期合同市场、现货市场中分散交易的重要性和方法,以及引入金融期货交易和期权交易对控制购电风险的机理。采用金融风险评估方法VaR(Value at Risk),针对长期购电分配问题,研究购电组合的风险评估方法,提出用收益/风险比率来评判不同的购电组合的方法。进一步考虑购电商的风险偏好时,采用效用函数结合VaR方法确定最佳组合方案和定量评估风险。最后,针对高峰和低谷分开交易模式,用算例对购电商的购电组合及风险评估方法进行实例验证,证明论文提供了一套系统解决购电商长期购电组合和风险评估的方法论。系统研究电力需求侧管理在电力市场下的评价方法及实施机制。针对可中断负荷管理的市场化运营,提出了基于多轮拍卖的市场运行模式。设计了需求侧竞价(DSB)的机制,并系统探讨了DSB的作用及实施手段。重点研究了DSM对发输电系统可靠性的贡献及评价方法。最后,就我国的DSM实施机制进行了综合探讨。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 问题的提出
• 1.2.1 主能量交易市场
• 1.2.2 辅助服务市场
• 1.2.3 开放输电系统
• 1.2.4 市场监管和风险管理
• 1.3 电力需求侧市场运营出现的问题及研究现状
• 1.4 论文的主要工作
• 第二章 电力需求侧市场运营
• 2.1 国内外电力需求侧市场改革现状
• 2.2 电力需求侧市场运营模式
• 2.3 电力需求侧市场运营的关键技术经济问题
• 2.3.1 负荷预测和电价预测
• 2.3.2 配电网优化运行
• 2.3.3 购电决策及需求侧竞价
• 2.3.4 配电定价
• 2.3.5 配电网规划
• 2.3.6 需求侧管理（DSM）
• 2.3.7 电能质量
• 2.3.8 电力零售市场
• 2.3.9 论文工作重点
• 2.4 本章小结
• 第三章 含预测误差校正的 ARIMA 电价预测
• 3.1 电价结构与形成
• 3.1.1 电价结构
• 3.1.2 电力市场下电价形成及特点
• 3.1.3 市场清除价（MCP）的形成
• 3.2 MCP 的预测方法
• 3.3 基于ARIMA 的电价预测模型
• 3.4 含预测误差校正的 ARIMA 电价预测方法
• 3.4.1 预测误差及校正方法
• 3.4.2 基于预测误差的置信区间估计
• 3.4.3 算例分析
• 3.5 小波分析与 ARIMA 相结合的电价预测方法
• 3.5.1 小波分析概述
• 3.5.2 小波分析与 ARIMA 相结合的预测模型
• 3.5.3 算例分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 基于投资组合理论的供电企业购电决策
• 4.1 电力市场下的供电企业购电问题
• 4.1.1 物理交易
• 4.1.2 金融交易
• 4.2 基于现代投资组合理论的购电分配
• 4.2.1 现代投资组合理论
• 4.2.2 基于投资组合理论的购电分配模型
• 4.2.3 在现货和长期合约2 市场上的购电决策
• 4.2.4 具有自备电厂和备用要求的供电企业购电决策算例与分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 考虑风险的供电企业最优购电分配及风险评估
• 5.1 供电企业购电风险
• 5.2 风险管理方法
• 5.2.1 投资分散
• 5.2.2 风险规避
• 5.2.3 风险评估
• 5.3 基于效用函数的购电分配和风险评估
• 5.3.1 基于利润/风险比率的购电商购电组合的风险评估方法
• 5.3.2 基于效用函数和确定收益的长期购电决策与风险评估方法
• 5.3.3 算例及分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 电力市场下需求侧管理的评价方法及实施机制研究
• 6.1 电力需求侧管理及其沿革
• 6.1.1 电力需求侧管理
• 6.1.2 IEA DSM 计划
• 6.2 可中断负荷调度与运营
• 6.2.1 可中断负荷合同
• 6.2.2 可中断负荷的市场运营
• 6.3 电力需求侧竞价机制
• 6.3.1 电力需求侧竞价（DSB）的定义
• 6.3.2 DSB 产品及其服务
• 6.3.3 DSB 实施的范例
• 6.4 DSM 对电力系统可靠性影响的评估方法研究
• 6.4.1 DSM 建模
• 6.4.2 DSM 对发输电系统可靠性影响分析
• 6.4.3 发输电系统可靠性指标
• 6.4.4 算例分析
• 6.5 我国DSM 实施机制探讨
• 6.5.1 完善DSM 的评价体系
• 6.5.2 建立DSM 的政府引导和市场化相结合的激励机制
• 6.5.3 强化 DSM 的实施机构
• 6.5.4 加强基础工作和相关技术支持系统的建立
• 6.5.5 加强宣传力度
• 6.6 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 在学期间发表的学术论文情况
• 在学期间参加科研情况