论文题目: 电力市场中的可靠性理论研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电气工程
作者: 赵儆
导师: 夏清,康重庆
关键词: 电力市场,可靠性,交易,效用风险,机组组合
文献来源: 清华大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着电力系统规模的扩大和市场化步伐的加快,电力系统运行过程中的安全风险和市场风险相互交织、相互影响,研究电力市场中电力系统运行可靠性的新问题已经成为该领域的研究热点。本文分别从电力系统充裕度和安全度的角度,研究了在电力交易过程中考虑可靠性的原理和方式,为保障电力市场的良好发展和电力系统的安全稳定运行提供了强有力的理论支持。本文首次提出了将可靠性作为一种资源进入电力市场的新理念,建立了充裕度市场交易理论,提出了利用市场交易机制均衡电力系统充裕度提供者和受益者的利益。本文研究了充裕度市场中市场成员属性、交易商品的类型、市场的组织方式、市场成员的申报方式等,构建了充裕度市场的交易算法。本文引入序列运算理论,对充裕度市场交易理论中的成员申报行为、市场均衡过程等进行规范化处理,建立了单个市场成员对系统充裕度影响的量化方法,提出并证明了充裕度可加性理论,实现了充裕度市场交易理论的解析化。本文通过深入分析发电商生产成本的构成,揭示了发电商容量成本的本质意义,建立了发电侧电力市场中基于电力系统边际发电容量成本的可靠性电价的形成机制和计算方法,提出了组织发电侧竞价上网的充裕度市场交易模型。本文研究了电力系统元件故障风险对电网购电成本的影响,首次提出了电力系统元件的市场效用风险指标,建立了电力系统的市场效用风险评估体系,提出了评估元件故障对电网购电成本影响的量化计算方法。以此为依据,在传统的日前购电决策模型中引入了电力系统元件的效用风险指标,构建了兼顾购电成本和电力系统效用风险的短期电力交易新模型,并提出了实用的求解方法。本文揭示了用于电力系统规划的故障模型对评估电网运行和市场风险的不足,提出了评估电力系统元件运行可靠性的新模型。该模型考虑了电力系统元件的持续运行时间、既往检修情况和运行环境等因素,提出了元件故障率模型的伸缩理论,分析了科学评估电力系统元件安全性所需要积累的数据类型。本文系统研究了电力市场发展中可靠性领域的新问题,初步建立了相应的分析方法。本文工作对电力系统安全经济运行具有重要的参考价值。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.1.1 电力系统可靠性的基本概念
1.1.2 电力系统可靠性指标
1.2 电力系统可靠性评估方法综述
1.2.1 元件的可靠性评估
1.2.2 系统充裕度评估
1.2.2.1 等效持续负荷曲线法
1.2.2.2 停运容量表法
1.2.3 系统安全度评估
1.2.4 停电损失评估
1.2.5 灵敏度问题
1.3 电力市场对传统可靠性的变革
1.4 电力市场中可靠性问题的特征及其研究现状
1.4.1 用经济观点看待可靠性问题
1.4.2 用市场观点看待可靠性问题
1.5 对电力市场条件下的可靠性问题的思考
1.6 本文的工作
第二章 可靠性资源的市场交易理论研究
2.1 概述
2.2 充裕度市场的基本理念
2.2.1 可靠性资源与市场
2.2.2 建立充裕度市场的依据
2.2.3 充裕度市场概述
2.3 充裕度市场的组织结构
2.4 充裕度市场中的申报
2.4.1 发电商在充裕度市场中的申报
2.4.2 电力用户在充裕度市场中的需求申报
2.5 充裕度市场的交易算法
2.5.1 充裕度市场交易商品及交易原理的特殊性分析
2.5.2 充裕度市场交易方法
2.6 充裕度市场的商品交割与考核结算
2.6.1 供给侧的考核结算
2.6.2 需求侧的考核结算
2.7 用户充裕度报价辅助决策初探
2.7.1 电力用户与充裕度
2.7.2 用户个体面对的供给曲线
2.7.3 用户的充裕度效用
2.7.4 充裕度效用与充裕度报价辅助决策
2.8 充裕度市场与其他形态的商品市场之比较
2.9 本章小结
第三章 充裕度市场交易的序列化分析
3.1 概述
3.2 序列运算理论简介
3.2.1 基本概念
3.2.2 卷和运算
3.2.3 卷差运算
3.2.4 序列运算理论的简单应用
3.3 市场成员申报数据的序列化描述
3.3.1 发电商的申报
3.3.2 电力用户的申报
3.4 市场交易算法的序列化分析
3.4.1 市场交易算法流程
3.4.2 需求侧充裕度理论分析
3.4.3 供给侧充裕度理论分析
3.4.4 充裕度可加性理论及其意义
3.5 算例分析
3.6 充裕度市场交易的特殊模式
3.6.1 用户侧充裕度市场浅析
3.6.2 非市场情况下的电力系统个体可靠性评估
3.7 本章小结
第四章 可靠性电价理论与发电侧充裕度市场研究
4.1 概述
4.2 发电机组对充裕度的影响
4.3 发电机组的供电安全成本
4.3.1 发电机组的生产成本
4.3.2 发电机组的成本补偿与可靠性电价
4.4 可靠性电价形成机制
4.4.1 发电企业效益
4.4.2 发电侧充裕度市场均衡
4.4.3 算法研究
4.4.4 可靠性电价与充裕度市场
4.4.5 市场环境下的电源投资
4.5 算例分析
4.5.1 市场交易实例
4.5.2 电源建设效益评估
4.6 本章小结
第五章 电力市场中的效用风险评估体系
5.1 概述
5.2 效用风险评估体系
5.2.1 电力系统元件的效用风险指标
5.2.2 发电机组的效用风险指标
5.2.3 输电线路的效用风险指标
5.3 考虑效用风险指标的购电决策
5.3.1 常规的购电决策模型
5.3.2 引入效用风险指标的购电计划模型
5.3.3 考虑机组效用风险的等效电价
5.4 算例分析
5.5 原型系统与其他购电决策模型的比较
5.6 本章小结
第六章 考虑电力系统效用风险的购电决策模型
6.1 概述
6.2 考虑效用风险指标的购电决策模型
6.3 模型的求解思路
6.3.1 模型初始解
6.3.1.1 确定机组运行状态
6.3.1.2 在模型中考虑线路传输容量约束
6.3.1.3 在模型中考虑机组跟踪负荷能力约束
6.3.1.4 详细求解过程
6.3.2 机组组合过程
6.3.2.1 利用动态规划求解机组最优开停机状态
6.3.2.2 购电决策过程中的经济调度模型
6.3.3 整个模型优化过程的流程
6.4 在购电决策过程中考虑机组风险效用指标
6.4.1 机组效用风险指标的计算
6.4.2 在状态优化过程中考虑机组效用风险指标
6.5 在购电决策过程中考虑线路的效用风险指标
6.6 算例
6.6.1 假设
6.6.2 线路的效用风险指标
6.6.3 购电决策结果
6.6.3.1 仅考虑购电费用最低
6.6.3.2 考虑购电费用和机组效用风险指标
6.6.3.3 考虑线路效用风险指标
6.6.3.4 系统结果
6.7 本章小结
第七章 电力系统元件的故障模型
7.1 概述
7.2 元件的可靠性函数及其关系
7.3 元件的故障率模型
7.3.1 威布尔分布
7.3.2 其他分布模型
7.4 元件的运行过程
7.4.1 随机过程的数学模型
7.4.2 马尔可夫过程的概念
7.4.3 元件故障率与马尔可夫过程
7.4.4 元件状态的扩展
7.5 电力市场中元件的实时安全性
7.5.1 元件实时安全性指标
7.5.2 元件故障率及其相关因素
7.5.2.1 元件故障率与运行时间之间的关系
7.5.2.2 元件故障率与检修的关系
7.6 元件故障率的伸缩理论
7.7 环境因素对元件安全性评估的影响
7.8 元件安全性评估的数据分析
7.9 元件实时安全性的其他评估手段
7.10 本章小结
第八章 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的论文
发布时间: 2005-11-16
参考文献
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