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输电投资模式与固定成本定价

作　者: 高效
导　师: 彭建春；罗安
学　校: 湖南大学
专　业: 电气工程
关键词: 电力市场输电网投资固定成本分配定价
分类号: F407.61
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

建立电力市场的过程中,输电解除管制是非常关键而且复杂的一个环节。然而欧美发生的一系列引起全球关注的大停电事件表明电力工业重组后,输电网络成了最薄弱的环节,加强电网建设势在必行。如何制定合理的政策来激励输电投资是各国都要解决的主要问题。并且输电独立后,输电成本也单独核算,那么输电网庞大的固定成本如何分配定价才能缓解政府融资压力也是亟待解决的问题。本文从电路理论、经济学基本理论、博弈论出发深入探讨了输电投资中的一些理论问题,提出了一些新的方法。深入研究了当前几种典型的输电投资模式。介绍了国际上基于投资对象和基于管制与否两种方式对投资模式的分类。分析了面向对象的各类输电投资模式、受管制的与商业输电的投资模式的特点。提出商业输电投资模式的模型、目前存在的问题与发展前景。对输电投资模式的改革提出了一些建议。对现有的输电固定成本分配方法进行了系统、全面的总结,提出了一种成本分配的合作博弈模型。论述了各种输电固定成本分配方法的特点。解释了合作博弈分配输电固定成本的理由,给出分配的合作博弈模型,说明了分配中常用的几种合作博弈求解算法。指出了各种合作博弈解的优缺点及其适用范围。用一个仿真算例对各种输电固定成本分配方法进行了仔细比较与分析。针对联营交易、双边交易等多种交易模式共存的电力市场,提出了一种基于双边交易联营等值的混合市场输电固定成本分配方法。首先给出了输电固定成本分配的核仁模型。接着提出等效联营交易的概念,将市场中的双边交易转换成等效联营交易。然后应用核仁模型将输电固定成本预分配给联营交易的负荷方,再将其中的一半金额划分给向负荷供电的所有电源。最后电源按各自对负荷贡献功率的大小成正比分配成本。针对输电固定成本分配的核仁模型没有考虑输电阻塞的情况,提出了一种区域核仁算法。首先根据系统潮流分布情况确定出现阻塞的线路,再根据节点边际价格的差异将输电网划分成多个输电区域,每个输电区域所有节点边际价格基本一致,区域内部线路没有阻塞。然后采用等值双边交易法将输电固定成本分配给各个输电区域。最后在区域内部采用核仁模型将成本分配到用户。这种方法考虑了阻塞并减小了将多区域互联电网作为一个整体求核仁解时的计算量。对含有联营和双边交易的混合市场,提出了一种将输电固定成本直接、完全分配给各个联营和双边交易的成本定价方法。首先设计了一种基本交易向量来统一描述电力市场中的联营和双边交易,其次给出了各交易使用线路份额的定义。再基于使用度将输电固定成本直接分配给所有交易。如果出现有交易得到补偿的情况,则只根据交易对电网的表面依存性进行固定成本定价。这种方法考虑了有功无功的耦合,适用有环流的复杂潮流状况和两端及多端元件。它既有明确的物理意义,又包含丰富的经济激励信息。给出电网投资与使用的经济激励信号。针对各节点的输电固定成本价格对电网用户的经济激励作用,提出反映电网节点差异、激励发电商/负荷选址的经济信号。基于输电线路投资规划模型,给出了电网投资回报经济激励的概念和评价方法,它考虑了输电固定成本对电网投资的影响。通过多个系统的仿真计算与比较,指出基于核仁的固定成本分摊和直接面向交易的固定成本定价具有严密的理论基础和丰富的经济学特征,分配结果具有合理性。对输电投资模式、固定成本定价及其对电网经济激励的深入分析研究为建立健康的电力市场进行了有益的探索。

全文目录

摘要  9-11
Abstract  11-14
第1章绪论  14-27
  1.1 研究背景及意义  14-15
  1.2 各国解捆后的输电组织结构  15-21
  1.3 输电投资相关问题简述  21-25
    1.3.1 输电投资的特点  21-22
    1.3.2 传统电力工业的输电投资  22-23
    1.3.3 电力市场下的输电投资  23-25
  1.4 本文主要工作  25-27
第2章输电投资模式  27-37
  2.1 引言  27
  2.2 输电投资相关概念  27-29
  2.3 面向对象的输电投资模式  29-32
  2.4 受管制的输电投资模式  32
  2.5 商业输电投资  32-36
  2.6 本章小结  36-37
第3章输电固定成本分配方法  37-60
  3.1 引言  37-38
  3.2 输电固定成本及相关概念  38
  3.3 基于边际成本的经济学方法  38-40
    3.3.1 短期边际成本法  39-40
    3.3.2 长期边际成本法  40
  3.4 基于嵌入成本的会计学方法  40-45
    3.4.1 邮票法  41
    3.4.2 合同路径法  41-42
    3.4.3 MW-Mile 法  42
    3.4.4 潮流比较法  42
    3.4.5 分布系数法  42-43
    3.4.6 潮流追踪法  43-45
  3.5 基于合作博弈论的方法  45-51
    3.5.1 合作博弈论分配输电固定成本的理由  45-47
    3.5.2 固定成本分配的合作博弈模型  47-48
    3.5.3 固定成本分配的合作博弈解  48-51
  3.6 各种分配方法的数字分析  51-59
    3.6.1 仿真实例  51-58
    3.6.2 仿真结果分析  58-59
  3.7 本章小结  59-60
第4章基于双边交易联营等值的混合市场输电固定成本分配  60-72
  4.1 引言  60
  4.2 固定成本分配的核仁模型  60-62
  4.3 固定成本的折旧  62-63
  4.4 混合交易模式下固定成本分配  63-67
    4.4.1 双边交易到联营交易的等值  63-65
    4.4.2 固定成本分配原则  65
    4.4.3 等值联营交易模式下固定成本分配模型  65-67
  4.5 数字仿真与分析  67-71
  4.6 本章小结  71-72
第5章多区域互联电网输电固定成本分配  72-80
  5.1 引言  72
  5.2 输电区域的划分  72-74
    5.2.1 节点边际价格的计算  72-73
    5.2.2 区域定义和区域边界  73-74
  5.3 区域核仁法  74-75
  5.4 仿真计算与分析  75-78
  5.5 本章小结  78-80
第6章直接面向联营和双边交易的输电固定成本定价  80-97
  6.1 引言  80
  6.2 联营和双边交易的通用描述方法  80-84
    6.2.1 通用基本交易向量的定义  80-82
    6.2.2 复杂交易的通用描述方法  82-83
    6.2.3 本质交易与输电固定成本定价  83-84
  6.3 联营和双边交易对元件的使用份额  84-87
    6.3.1 使用份额的新定义  84
    6.3.2 使用份额的算法  84-86
    6.3.3 使用份额新定义的特点  86-87
  6.4 基于使用度面向联营和双边交易的输电固定成本定价  87-88
  6.5 输电固定成本的依存性定价方法  88
  6.6 合成型输电固定成本价格  88-89
  6.7 仿真计算与分析  89-96
    6.7.1 实用计算程序  89-90
    6.7.2 计算实例  90-92
    6.7.3 计算结果及分析  92-96
  6.8 小论  96-97
第7章电网投资与使用的经济激励  97-108
  7.1 引言  97
  7.2 经济激励的概念  97-98
  7.3 固定成本分配对电网用户的激励  98-101
    7.3.1 对电网用户的经济激励模型  98-99
    7.3.2 固定成本价格  99-100
    7.3.3 基于直流潮流和核仁的价格算法  100-101
  7.4 电网投资回报激励  101-104
    7.4.1 投资回报激励  101-102
    7.4.2 线路投资规划模型  102-104
  7.5 算例分析  104-106
  7.6 本章小结  106-108
第8章仿真计算与比较  108-118
  8.1 IEEE 118-bus 系统  108-111
  8.2 计算条件  111-112
  8.3 仿真结果与比较  112-118
结论  118-120
  1 结论  118-119
  2 展望  119-120
参考文献  120-128
致谢  128-129
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  129

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