电力市场环境下可中断负荷对电网长期可靠性影响的研究

论文摘要

近年来世界范围内发生了多次连锁故障导致的大停电事故,给人们带来了巨大的经济损失。如何预测大规模停电事故的发生以及如何抑制连锁故障的发生成为人们研究的热点问题。随着电力系统改革的不断发展,电力市场化程度越来越高,如何在电力市场环境下建立电力系统的长期可靠性模型,以及电力市场运行机制对电力系统长期可靠性的影响成为重要的研究课题。论文主要包括两部分工作：第一,建立电力市场的运行机制模型,确定电力系统连锁故障前的初始运行状态。电力市场机制下,系统的初始运行状态由日前市场和实时市场决定。日前市场中,在考虑电网的安全约束条件下调度中心根据负荷预测曲线和发电机组的报价来确定初始交易计划。在实时市场中,由于负荷的随机波动系统出现了功率不平衡需要调节发电机出力或者中断可中断负荷进行调整。另外本文还提出在实时市场中选取可中断负荷用户,用来消除系统的重负荷线路,这样可以预留部分输电容量,用来承载初始故障线路转移过来的系统潮流,能够有效抑制连锁故障的发生。第二,建立电力系统的长期可靠性模型。本文基于电力系统的自组织临界性思想,以OPA模型为基础建立系统的长期可靠性模型。模型分别从内外两层循环来模拟电力系统的发展变化过程,整个仿真过程循环30000次(每次循环代表1天相当于系统80年的发展)。外层循环描述了负荷的持续增长、发电机组扩容以及输电线路的改造扩建过程,用来仿真系统的长期演化过程。内层循环描述了系统连锁过负荷和线路停运过程。论文以IEEE30节点测试系统为例,建立了电力市场环境下的电力系统长期可靠性模型并且做了仿真,结果显示在实时市场阶段采用了可中断负荷和调节发电机出力来共同消除重负荷线路的措施有效的抑制了系统的连锁反应故障。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 电网连锁故障研究现状
• 1.3 讨论
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第2章 可中断负荷
• 2.1 可中断负荷的应用
• 2.1.1 削峰填谷
• 2.1.2 备用服务
• 2.1.3 阻塞管理
• 2.2 可中断负荷合同
• 2.2.1 合同有效期
• 2.2.2 提前通知时间
• 2.2.3 中断持续时间
• 2.3 实施可中断负荷的效益分析
• 2.3.1 实施可中断负荷用户的效益分析
• 2.3.2 电网企业的效益分析
• 2.3.3 发电企业的效益分析
• 2.3.4 社会效益分析
• 2.4 可中断负荷的意义
• 2.5 本章小结
• 第3章 电力市场运行机制
• 3.1 引言
• 3.2 日前市场
• 3.2.1 日前市场的报价方式
• 3.2.2 日前市场的交易流程
• 3.2.3 日前市场的目标函数
• 3.3 实时市场
• 3.3.1 实时市场的概述
• 3.3.2 实时市场环境下的平衡调度
• 3.3.3 实时市场中的可中断负荷
• 3.3.4 实时市场的目标函数
• 3.4 基于内点法的最优潮流求解过程
• 3.4.1 最优潮流简介
• 3.4.2 最优潮流的内点法求解过程
• 3.5 本章小结
• 第4章 电力系统长期可靠性
• 4.1 自组织临界性理论
• 4.1.1 复杂系统的自组织临界性
• 4.1.2 电力系统的自组织临界特性
• 4.2 基于自组织临界理论的电力系统长期可靠性模型
• 4.2.1 电力系统各组成元件的建模
• 4.2.2 可靠性指标
• 4.3 本章小结
• 第5章 仿真结果分析
• 5.1 算例介绍
• 5.2 仿真结果分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢