电力系统输电阻塞及其相关问题的研究

论文题目: 电力系统输电阻塞及其相关问题的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 电力系统及其自动化

作者: 贺辉

导师: 徐政

关键词: 电力市场,输电阻塞,阻塞管理,阻塞成本,销售盈余,社会效应,市场势力,双拍卖系统,合作博弈,节点边际价格

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着电力工业的改革和市场化的加深,输电网开放获得越来越多人们的关注。在竞争的环境下,输电网开放给电力系统的运行带来了巨大的挑战。输电网开放意味着买卖双方都有平等地使用输电网络的机会和权力。在电力市场中,随着转运业务或跨区交易的增加,将越来越多地使用输电系统。但是,输电容量受物理约束和可靠性等要求的制约。违反任何约束(输电线路的物理极限,电压幅值约束等),将导致系统进入另一种状态,称为阻塞。特别是在联系薄弱的电网中,由于过负荷或违反电压安全约束等常常引起阻塞问题。阻塞管理就是采用各种措施,控制系统潮流和节点电压幅值,消除系统的过负荷或违反电压安全约束现象的过程。阻塞分割电力市场,削弱竞争机制,导致了发电资源在整个网络中的优化配置失效,增加了发电成本,减少了市场效率。所以有许多文献专门论述系统的阻塞问题。本论文主要针对输电阻塞中存在的一些没有论述或论述不是很充分的问题,进行了较深入的研究,并取得了一些有价值的成果,主要包括以下几个方面: (1) 研究了由于违反静态电压安全约束引起的系统阻塞问题,对于保证电力市场的正常运行和提高电力系统的效率具有重要的现实意义。考虑有载调压变压器以及可投切电容器组在保证系统安全性的重要作用,本文把这两个新的控制方法引入阻塞管理的优化策略中,与发电机组再调度一起,共同优化以处理由于系统静态电压安全引起的阻塞问题。 (2) 考虑到在电力市场中,负荷作为市场的参与者,既可参与协作,也可参与竞争,可以在消除系统阻塞方面发挥积极的作用。建立了考虑弹性负荷报价的双拍卖系统OPF模型,并且在是否考虑网络约束的条件下,分别考虑完全弹性负荷,弹性负荷和完全非弹性负荷等几种情况,并用算例说明了弹性负荷对社会赢余、销售赢余、节点电价、阻塞成本等的影响。 (4) 详细推导了因为阻塞产生的销售赢余,并提出了分摊本赢余的方法。在进行阻塞管理时,发电成本增加的部分,就是阻塞成本。公平地分摊阻塞成本,有利于消除阻塞。着重论述了基于博弈理论的两种成本分配方法Aumann-Shapley和Shapley值的原理和算法,以及在分配阻塞成本时的具体使用。 (4) 从经济学角度和监管角度给出了市场势力的定义,分析了市场参与者的策略报价行为,如容量持留和报高价;推导了输电阻塞对节点边际价格的影响,

论文目录:

第1章绪论

1．1 课题的背景和意义

1．2 目前阻塞管理的研究成果及各电力市场采取的方法

1．2．1 阻塞管理方法

1．2．2 阻塞费用分摊

1．2．3 电力系统动态安全输电阻塞管理

1．3 阻塞管理的发展趋势

1．3．1 美国的标准市场设计

1．3．2 标准市场设计中的阻塞管理方法

1．4 输电阻塞相关的问题

1．4．1 输电阻塞对市场势力的影响

1．4．2 输电阻塞的社会效应

1．4．3 输电阻塞对发电公司报价的影响

1．4．4 输电阻塞对电网发展的影响

1．5 本文的主要工作

参考文献

第2章阻塞管理和消除阻塞的方法

2．1 引言

2．2 线路的输电约束

2．2．1 输电线路的热极限

2．2．1 输电线路的稳定极限

2．3 违反静态电压安全约束引起的输电阻塞

2．3．1 发电预调度和阻塞管理模型

2．3．2 算例分析

2．4 负荷在阻塞管理中的作用

2．4．1 负荷弹性

2．4．2 负荷参与报价的双拍卖系统模型

2．4．3 仿真算例与分析

2．5 FACTS装置在阻塞管理中的应用

2．5．1 FACTS装置的选择和模型的确定

2．5．2 确定适当安装位置

2．5．3 确定最优控制策略

2．5．4 总体效果评估

2．6 输电系统阻塞管理中的协调

2．6．1 输电系统交易协调域

2．6．2 协调的作用

2．7 本章小节

参考文献

第3章阻塞费用及其分摊

3．1 引言

3．2 销售盈余

3．2．1 销售盈余的定义和来源

3．2．2 销售盈余的表示式

3．2．3 销售盈余的分摊

3．3 基于合作博弈的阻塞成本分摊

3．3．1 合作博弈理论

3．3．2 阻塞成本分摊的Aulnann-Shapley方法

3．3．3 阻塞成本分摊的Shapley值方法

3．3．4 算例与分析

3．4 本章小节

参考文献

第4章输电阻塞对市场势力的影响

4．1 引言

4．2 市场势力的定义和评估

4．2．1 市场势力的定义

4．2．2 市场势力的评估

4．2．3 市场势力的限制

4．3 实现市场势力

4．4 输电阻塞对市场势力的影响

4．4．1 输电阻塞对节点边际价格的影响

4．4．2 输电阻塞对市场势力的影响指标

4．4．3 算例与分析

4．5 本章小节

参考文献

第5章输电阻塞的社会效应

5．1 引言

5．2 输电阻塞时节点边际价格分析

5．2．1 阻塞时节点边际价格分析

5．2．2 拉格朗日乘子μ_(ij)的经济意义及其与阻塞费用的关系

5．2．3 算例与分析

5．3 电力市场下输电阻塞的社会效应

5．3．1 输电阻塞

5．3．2 输电阻塞的社会效应

5．3．3 算例与分析

5．4 本章小节

参考文献

第6章总结与展望

6．1 全文总结

6．2 对今后研究工作的展望

附录

A Kuhn-Tucker条件

B 影子价格的定义

C IEEE30节点参数

D 修改的IEEE30节点参数

攻读博士学位期间发表和录用的论文

致谢

发布时间: 2005-07-14

参考文献

[1].输电阻塞成本分摊及应用研究[D]. 肖宏飞.大连理工大学2004
[2].需求侧参与输电阻塞管理的模型与算法研究[D]. 李海英.上海大学2007
[3].潮流跟踪模型和算法及其在输电阻塞管理中的应用[D]. 李春燕.重庆大学2008
[4].基于LMP、FTR及优先权调度的输电阻塞管理方法研究[D]. 赵永亮.华北电力大学（北京）2008
[5].计及输电阻塞影响的发电商多时段报价模型研究[D]. 张谦.重庆大学2009
[6].电力系统输电阻塞优化和稳定控制研究[D]. 刘斌.东北大学2012

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