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抽水蓄能电厂在电力市场中的购电策略研究

作　者: 齐志刚
导　师: 张勇传
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电力市场博弈理论 Lagrange 古诺均衡点抽水蓄能虚拟等值发电商虚拟等值成本函数购电成本机组启停机
分类号: F407.61
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 474次
引　用: 5次
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内容摘要

抽水蓄能电厂在电网运行中,担负着利用低谷蓄能、高峰发电来优化系统运行等辅助服务的职责。和其它类型发电企业不同,抽水蓄能电厂的效益体现在其蓄能方面,是高峰时段售电效益和低谷时段购电成本之差。因此,购电成本的大小,直接影响抽水蓄能电厂自身的利益。将抽水蓄能电厂以容量租赁方式交由电网调度控制,是在电力市场环境下实现这一职责的途径之一。本学位论文从分析抽水蓄能成本的组成入手,重点对容量租赁方式下抽水蓄能电厂的购电成本进行了研究。运用博弈理论、运筹学、数理统计学等方法,对预测市场成交电价、抽水蓄能电厂购电成本优化等作了深入探讨。全文主要研究内容及成果如下:(1) 简要论述了发电侧电力市场运行规则,以及目前国内外主要发电报价策略、定价机制。对抽水蓄能电厂运行原理和在电力市场中的主要作用也作了说明。介绍了国内外典型的电力市场,对这些国家的电力市场构架机制,以及抽水蓄能电厂在电力市场中所担负的主要职能作了简要说明。(2) 在分析抽水蓄能电厂成本及经济效益问题的基础上,对抽水蓄能电厂购电过程中引入市场机制的问题作了初步论述,并说明了其必要性。说明抽水蓄能电厂利润等于售电收入和购电成本之差,对研究降低购电成本有十分重要的意义。(3) 对博弈理论进行了简单介绍,利用博弈理论对发电侧电力市场的竞价过程进行了描述。提出用虚拟等值发电商的概念,将博弈过程中的虚拟竞争对手概念扩展为所有参与售电厂商等值为一个虚拟发电商,选二次函数作为等值发电商成本模型,采用最小二乘法对该二次函数进行参数估计。这种方法的优点是:符合市场交易规则、简化计算、提高精度。 I<WP=5>(4) 文中建立了一个虚拟的发电侧交易市场,利用古诺博弈理论分析虚拟等值发电商的收益,以电网整体运行最优作为预测交易价格的必要条件,从而得到虚拟等值发电商的预测交易价格函数。(5) 文中设定抽水蓄能电厂以容量租赁方式由电网调度实施购电。分析了抽水蓄能电厂购电量引起的虚拟等值发电商出力微增,对市场交易价格的影响,得出购电价格函数。在此基础上,建立抽水蓄能电厂多时段购电优化模型。在系统优化运行、出力限制等约束条件下,采用 Lagrange 方法,求出各时段蓄能电厂购电优化策略。分析了当优化解取值为系统约束时,如何对优化模型进行修改,使文中给出的模型仍然能够得出优化策略。(6) 选取中国南方某地区电网日运行负荷数据作为模拟电力市场的运行环境,采用本文提出的方法,求出其虚拟等值发电商的等值成本以及购电函数,建立购电优化模型,求出该模拟实例的购电优化策略。分析了优化策略对电网系统稳定负荷运行、减少启停机费用所产生的积极作用。模拟实例验证了文中所给出的购电优化方法的有效性。(7) 针对抽水蓄能电厂参与电力市场可能的实施风险、容量风险、价格风险、调整风险、信用风险、运行风险等做了简要说明。此外,对未来抽水蓄能电厂在电力市场中的发展模式作了预测。本文结论说明抽水蓄能电厂购电时段引入市场机制,可以在保证系统优化运行的前提下,采取适当的策略使抽水蓄能电厂购电成本最优,达到提高经济效益的目的。由于本论文分析具有一定的前提条件,因此,在论文的最后给出了需要进一步研究的问题。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
1 发电侧电力市场概述  10-20
  1.1 发电侧电力市场简介  10-12
  1.2 发电侧电力市场基本规则  12-14
  1.3 电力市场中的辅助服务  14-15
  1.4 抽水蓄能在电力市场中的作用  15-20
2 国内外电力市场及抽水蓄能  20-30
  2.1 英国电力市场及抽水蓄能  20-22
  2.2 美国电力市场及抽水蓄能  22-24
  2.3 北欧电力市场及抽水蓄能  24-26
  2.4 澳洲电力市场及抽水蓄能  26-27
  2.5 中国电力市场及抽水蓄能  27-30
3 抽水蓄能电厂购售电问题  30-38
  3.1 抽水蓄能电厂机组运行  30
  3.2 抽水蓄能电厂价格补偿问题  30-32
  3.3 抽水蓄能电厂购售电交易  32-34
  3.4 低谷购电机制  34-38
4 虚拟等值发电商  38-61
  4.1 博弈理论在电力市场中的应用  38-40
  4.2 购售电过程中的博弈  40-47
  4.3 虚拟等值发电商概念  47-49
  4.4 虚拟等值报价函数  49-53
  4.5 发电商的启停机问题  53-61
5 抽水蓄能电厂购电模型  61-95
  5.1 购电成本概述  61-65
  5.2 购电建模  65-66
  5.3 模型求解  66-70
  5.4 模拟算例  70-88
  5.5 购电策略及作用分析  88-92
  5.6 购电风险问题  92-95
6 结语  95-101
  6.1 全文工作总结  95-96
  6.2 抽水蓄能发展趋势  96-99
  6.3 需要进一步探讨的问题  99-101
致谢  101-102
参考文献  102-111
附录 1 攻读博士学位期间发表的论文  111-112
附录 2 攻读博士学位期间参加的科研项目  112-113
附表模拟电力市场日负荷和发电厂出力  113-134

抽水蓄能电厂在电力市场中的购电策略研究

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