基于市场机制的电力系统规划理论研究

论文题目: 基于市场机制的电力系统规划理论研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 电气工程

作者: 周安石

导师: 夏清,康重庆

关键词: 电力系统规划,电力市场,竞争规划市场,评估体系,电源电网协调

文献来源: 清华大学

发表年度: 2005

论文摘要: 由于电力行业资金密集型的特点,做好电力系统规划是保证电网安全与经济相协调的关键环节。网厂分离的电力市场环境对传统的电力规划提出了许多亟待解决的新问题,诸如如何开展电力规划工作,如何保障系统足够的发电容量和输电容量,如何对稀缺的能源和资金在市场个体之间进行有效的配置,等等。对电力市场竞争的潜在效益分析表明,在电力规划中引入市场机制将比基于存量发电资产的竞价上网取得更大的效益和效率,市场改革的实践呼唤对基于市场机制的电力系统规划新理论与方法展开研究。本文基于市场机制,提出了分步协调的电力规划新模式。重点协调全局规划与分散决策之间的矛盾,界定发电公司、电网公司以及政府部门在规划中所处的位置、职责和义务,解决市场环境下保持发电容量充裕的难题,实现电力工业与国民经济、资源、环境的协调发展,充分发挥市场机制的基础作用,达到优化电力资源配置的目标。本文提出了电力行业规划的统一优化新模型,不但有效解决了连续多年投资决策中时间维度处理的难题,而且充分地考虑了能源、燃料、环保等多方面的因素,从更高的角度对全社会资源进行统一优化。根据投资决策问题特征及其模型的数学性质,提出了准动态优化算法,可以快速有效地求解这个高维度、大规模、整数型的优化问题。本文提出了电源竞争规划市场的新理念及其竞争模式。该模式以科学的经济信号引导电源投资的分布、建设进度,通过竞争降低电源建设的成本,充分地发挥了市场机制的资源优化配置作用,以市场机制避免电力长期供需平衡中的振荡。竞争规划市场中引入浮动价格机制、金融合约等,为电力投资提供了有效的风险规避手段,并对其中的金融措施,从经济学的角度进行了科学论证。本文建立了电力系统优化规划的评估体系,提出了一系列新颖的评估指标和方法,同时解决了优化结果可视化的问题,为电力规划决策提供了更直观、简洁的判据。在完善传统评价指标的基础上,提出综合性评价方法,对规划方案进行明确、科学、可视化的评判,对提高电力系统的规划效率有重要的价值。本文较为完整地提出了市场环境下电力规划新模式、各个关键环节的模型与算法、规划效果的评价体系,对推动我国电力工业市场化改革中的规划工作有重要的价值。

论文目录:

第1章绪论

1.1 问题的提出

1.2 我国电力工业市场化改革之初遭遇困境及其引发的思考

1.2.1 2002 年～2004 年全国大面积缺电

1.2.2 2004 年无序装机

1.2.3 重视“网厂分开”后的电力规划工作

1.2.4 现阶段我国电力工业规划建议

1.3 电力系统规划的发展概述

1.3.1 供应侧独立规划

1.3.2 综合资源规划阶段

1.4 电力市场研究发展历程

1.5 市场环境下电力规划的研究内容及其现状

1.5.1 市场环境下电源规划的研究现状

1.5.2 市场环境下输电网规划的研究现状

1.5.3 电力市场模拟

1.5.4 国外在市场环境下保持系统发电容量充裕度的措施

1.6 市场环境下电力规划的研究内容

1.7 本文主要工作

第2章市场环境下电力规划新模式

2.1 引言

2.2 市场环境下电力规划的难点

2.2.1 分散决策与宏观目标间的矛盾

2.2.2 积极有效的市场竞争机制

2.2.3 市场机制失灵

2.2.4 电力工业与国民经济的协调发展

2.2.5 电源与电网的协调发展

2.2.6 电力工业与资源、运输、环境的协调发展

2.2.7 电力资本市场的兴起与电力资本的多样化

2.2.8 规划方案的评估方法与监管机制

2.3 坚持政府调节市场的理念

2.3.1 市场失灵问题

2.3.2 依靠政府政策解决市场失灵问题

2.4 新形势下电力规划的总体理念

2.5 新型的电力规划模式

2.5.1 规划模式的总体框架

2.5.2 政府部门、发电公司、电网公司在规划模式中的地位与职能

2.6 新型规划模式分析

2.7 小结

第3章新形势下电力行业规划的统一优化模型

3.1 引言

3.2 建模思想

3.2.1 电力行业规划问题简述

3.2.2 建模方案

3.3 基本的数学描述

3.3.1 变量说明

3.3.2 基本集合

3.3.3 典型日与典型时段

3.3.4 负荷数据

3.3.5 备用数据

3.3.6 机组数据

3.3.7 机组分类

3.4 规划模型

3.4.1 规划决策相关的约束条件描述

3.4.2 系统运行相关约束条件的描述

3.4.3 年运行费用

3.4.4 投资费用

3.4.5 目标函数

3.5 模型分析

3.5.1 建模思想的特点

3.5.2 模型描述的特点

3.6 应用研究

3.6.1 规划研究中部分问题处理方法

3.6.2 规划结果的简要分析

3.7 小结

第4章统一优化模型的准动态优化求解方法

4.1 引言

4.2 常用混合整数规划求解方法概述

4.3 统一优化模型的特征分析

4.3.1 优化模型简记

4.3.2 约束条件的数学性质分析

4.4 准动态优化算法

4.4.1 迭代过程设计

4.4.2 下一步迭代子问题的构造

4.4.3 启发式选择策略

4.4.4 完整算法流程

4.5 准动态优化算法优化效果与计算速度分析

4.5.1 基本数据

4.5.2 准动态优化算法优化效果分析

4.5.3 准动态优化算法计算效率分析

4.6 算法分析

4.6.1 计算复杂性分析

4.6.2 算法特点分析

4.7 小结

第5章电源规划的竞争模式与决策模型

5.1 引言

5.2 竞争性电源规划新模式的基本理念

5.2.1 实施竞争性电源规划的意义

5.2.2 竞争性电源规划的实质

5.2.3 竞争性电源规划新模式的目标

5.2.4 竞争性电源规划新模式的核心思想

5.3 竞争性电源规划新模式的实现方式

5.3.1 电源竞争规划在电力市场交易体系中的时间位置

5.3.2 电源竞争规划模式所遵循的基本原则

5.3.3 电源建设周期问题的处理

5.3.4 电源竞争规划拍卖模式

5.3.5 电源竞争规划组织步骤

5.3.6 电源竞争规划竞争方式组织流程图

5.3.7 电源竞争规划市场与其他市场的协调

5.4 电源竞争规划市场交易算例

5.5 电源竞争规划市场的风险规避

5.5.1 差价合约概述

5.5.2 电源规划的燃料价格波动风险规避手段

5.5.3 能量市场交易价格与电量风险规避手段

5.6 电源竞争规划新模式的特点

5.7 小结

第6章电力系统优化规划的评估体系

6.1 评估体系的构成

6.1.1 数据存储与管理

6.1.2 运营模拟与规划评价

6.2 电源项目竞争能力综合评判

6.2.1 电源项目竞争能力粗略评判

6.2.2 电源项目竞争能力精细评判

6.2.3 评判方法分析

6.3 电网项目竞争能力综合评判

6.3.1 电网项目竞争能力综合评判计算方法

6.3.2 电网项目竞争能力综合评判分析说明

6.4 电力规划方案的综合评价

6.4.1 电力规划方案的综合评价方法

6.4.2 电力规划综合评价体系的分析

6.5 小结

第7章结论

参考文献

致谢与声明

附录 A 统一规划模型符号列表

个人简历、在学期间的研究成果及发表的论文

发布时间: 2006-06-29

参考文献

[1].电力系统的群体智能优化及电力市场稳定研究[D]. 侯云鹤.华中科技大学2005
[2].考虑大规模新能源接入的电力系统规划研究及应用[D]. 李晖.华北电力大学(北京)2017
[3].考虑电动汽车广泛接入的电力系统规划与运行策略[D]. 姚伟锋.浙江大学2014
[4].输电网优化规划策略与安全价值评估[D]. 王靖然.天津大学2011
[5].低碳背景下电力系统规划与运营模式及决策方法研究[D]. 张徐东.华北电力大学2013
[6].考虑概率分布不确定性的含风电场电力系统规划与运行问题研究[D]. 边巧燕.浙江大学2015

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