可中斷負(fù)荷參與系統(tǒng)備用的優(yōu)化.pdf

1、隨著需求側(cè)的逐步放開，可中斷負(fù)荷(interruptible load——IL)作為一種有效的電力資源，在調(diào)峰和降低阻塞等方面越來越被關(guān)注。IL是保證電力市場高效穩(wěn)定運(yùn)營與電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要措施，迫切需要有關(guān)IL方面的理論與研究成果來給予支撐，進(jìn)而保證電力市場與電力系統(tǒng)的安全及協(xié)調(diào)發(fā)展。 市場環(huán)境下的容量事故具有高度的不確定性和嚴(yán)重的后果，故系統(tǒng)備用容量的合理配置問題受到廣泛關(guān)注。為了提高發(fā)電容量充裕度，既可購買發(fā)電側(cè)備

2、用容量(reserve capacity of supply side--RCGS)，也可購買需求側(cè)IL的可中斷權(quán)。作為緊急備用容量資源，特別是應(yīng)對(duì)小概率高風(fēng)險(xiǎn)的容量事故，IL參與備用服務(wù)市場的意義非常重大。 為了激勵(lì)I(lǐng)L參與系統(tǒng)容量備用的積極性，普遍采用的補(bǔ)償方式有停電前折價(jià)(簡稱低電價(jià))和停電后高賠償(簡稱高賠償)。低電價(jià)可中斷負(fù)荷(interruptible load with low price——ILL)是在事故前通過

3、電價(jià)打折來換取負(fù)荷的可中斷權(quán)，高賠償可中斷負(fù)荷(interruptible load with high compensation——ILH)則是在事故發(fā)生且中斷措施實(shí)施后才進(jìn)行賠償。ILH方式在平時(shí)并不需要為IL的可中斷權(quán)付費(fèi)，故應(yīng)對(duì)小概率高風(fēng)險(xiǎn)的容量事件比較經(jīng)濟(jì)，但對(duì)于概率較大的容量事件則賠償風(fēng)險(xiǎn)也較高。ILL方式的經(jīng)濟(jì)特性則恰恰與之相反。顯然，為了應(yīng)對(duì)多種可能的容量事件，兩種經(jīng)濟(jì)特性之間的互補(bǔ)性就非?？少F。與電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的預(yù)防控

4、制與緊急控制之間的互補(bǔ)性類似，在容量事故前付出較小電費(fèi)損失的ILL，方式和僅在事故后付出較大賠償風(fēng)險(xiǎn)的ILH方式之間可以通過風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而比單純采用ILL方式或ILH方式要經(jīng)濟(jì)得多。然而，對(duì)這兩種補(bǔ)償方式的研究一直被長期割裂。 電力系統(tǒng)可靠性包括安全性與充裕性兩個(gè)方面。其中發(fā)電容量充裕性(generation capacityadequacy——GCA)反映在系統(tǒng)的備用容量上，應(yīng)該協(xié)調(diào)不同時(shí)間尺度(實(shí)時(shí)運(yùn)行、日運(yùn)行、長期

5、)、不同響應(yīng)速度(旋轉(zhuǎn)、熱、冷)、不同地域、不同物理量(有功、無功)、RCGS和IL的各類備用容量。輸電穩(wěn)定性和充裕性反映在電力系統(tǒng)的各種穩(wěn)定裕度上，應(yīng)該協(xié)調(diào)預(yù)防控制、緊急控制和校正控制。 市場環(huán)境下，GCA的動(dòng)態(tài)行為更加復(fù)雜。GCA過低時(shí)系統(tǒng)可靠性不夠，過高又降低經(jīng)濟(jì)性。類似于輸電充裕性的預(yù)防控制和緊急控制的協(xié)調(diào)，對(duì)于GCA也有許多值得研究的問題。包括：①從物理層面揭示各種控制規(guī)律的實(shí)施時(shí)機(jī)及內(nèi)在機(jī)理；②充分利用需求側(cè)IL容量

6、，實(shí)施多渠道控制；③定量評(píng)估GCA的各種控制方案；④利用各種備用手段不同的互補(bǔ)特性加以協(xié)調(diào)；⑤量化削峰容量對(duì)電量市場及備用市場內(nèi)部優(yōu)化的影響；⑥應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)理論優(yōu)化GCA水平。然而，在GCA的研究中，需求側(cè)管理及需求側(cè)備用市場通常是與發(fā)電側(cè)備用市場孤立的。 針對(duì)上述課題背景與理論需要，本論文研究了IL參與系統(tǒng)備用的優(yōu)化，主要工作集中在以下幾個(gè)方面： 1．將IL的市場引導(dǎo)方式分為兩類，即用戶接受停電概率換取的折扣電價(jià)補(bǔ)償與在實(shí)

7、際停電后按合約賠償。兩者都在容量事故發(fā)生后實(shí)施負(fù)荷的中斷，但前者對(duì)應(yīng)于日常的低代價(jià)，且像支付發(fā)電側(cè)備用的容量費(fèi)那樣，與停電是否實(shí)際發(fā)生無關(guān)；而后者則對(duì)應(yīng)于小概率的高代價(jià)，且像支付發(fā)電側(cè)備用的電最費(fèi)那樣，只有在實(shí)際停電后才支付。兩者的經(jīng)濟(jì)特性不同，故具有協(xié)調(diào)空間。 2．從IL參與系統(tǒng)備用的角度出發(fā)，分析了IL在保證電力系統(tǒng)充裕運(yùn)行與電力市場經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性等方面的作用，評(píng)述了現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償方法及模型，討論了IL在整個(gè)備用市場中的地位。

8、 3．在對(duì)確定性與概率兩種備用容量決策方法進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)應(yīng)引入風(fēng)險(xiǎn)觀點(diǎn)來配置備用容量。從應(yīng)對(duì)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的各種功率缺額問題角度，將RCGS與IL容量作為系統(tǒng)備用容量，建立了市場環(huán)境下系統(tǒng)備用容量體系。 4．指出RCGS和IL(ILL、ILH)各類備用容量，以及各種GCA控制(預(yù)防控制、事故后控制)之間的不同技術(shù)與經(jīng)濟(jì)特性，以及它們之間的協(xié)調(diào)有利于提高備用補(bǔ)償與GCA控制方案的經(jīng)濟(jì)性。強(qiáng)調(diào)以量化指標(biāo)統(tǒng)一反映系統(tǒng)備用的

9、充裕水平與風(fēng)險(xiǎn)代價(jià)，兼顧發(fā)電備用的經(jīng)濟(jì)性和可靠性?；陲L(fēng)險(xiǎn)觀點(diǎn)，提出了ILL與ILH 市場、IL與RCGS 市場等多市場協(xié)調(diào)優(yōu)化問題，以及GCA預(yù)防控制與事故后控制(緊急控制與校正控制)的混合優(yōu)化問題。 5．建議對(duì)IL市場采用和RCGS市場類似的市場競價(jià)規(guī)則，并設(shè)立若干不同等級(jí)的供電可靠性，分別競價(jià)。建立了ILL與ILH市場競價(jià)模型并仿真，指出了協(xié)調(diào)不同競價(jià)周期與補(bǔ)償方式的IL市場(如目前ILL，和小時(shí)前ILH市場)以及RCGS

10、市場，有利于實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。 6．參照發(fā)電側(cè)，運(yùn)用蒙特卡羅仿真對(duì)需求側(cè)IL最優(yōu)報(bào)價(jià)策略進(jìn)行了研究。 7．按對(duì)用戶的補(bǔ)償方式，將IL分為停電前低電價(jià)補(bǔ)償方式和停電后高賠償方式兩類。迄今為止，對(duì)低電價(jià)IL與高賠償IL的研究一直是孤立的。為有效遏制用戶側(cè)的市場力，提高備用容量和穩(wěn)定控制的經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)充分利用這兩種方式的不同經(jīng)濟(jì)特性及其互補(bǔ)性。為此，從風(fēng)險(xiǎn)管理觀點(diǎn)提出其協(xié)調(diào)模型和優(yōu)化算法，使對(duì)低電價(jià)IL的確定性補(bǔ)償與對(duì)高賠償IL的風(fēng)

11、險(xiǎn)補(bǔ)償之和最小。其中暫不涉及與發(fā)電側(cè)備用市場的協(xié)調(diào)。仿真驗(yàn)證該模型的合理性和算法的有效性。 8．在發(fā)電容量充裕性的研究中，需求側(cè)管理及需求側(cè)備用市場通常是與發(fā)電側(cè)備用市場孤立的。為改進(jìn)發(fā)電容量充裕性控制，在低電價(jià)可中斷負(fù)荷和高賠償可中斷負(fù)荷協(xié)調(diào)控制的基礎(chǔ)上，將實(shí)施分時(shí)電價(jià)(time-of-use power price——TOU)作為預(yù)防控制，將調(diào)用發(fā)電側(cè)備用容量、中斷需求側(cè)低電價(jià)與高賠償可中斷負(fù)荷容量作為事故后控制?；谄洳煌?/p>