电力市场中供电可靠性保障机制的理论与应用研究

论文摘要

电力工业作为基础性行业之一,在维护社会秩序稳定和促进经济健康发展中肩负着重大的责任。在市场经济的新形势下,随着生产力的不断增长,以及社会和经济逐渐繁荣,计划经济体制已经成为阻碍生产力发展的桎梏,传统的管理方式已经不能适应电力工业进一步发展的需要。为了提高电力工业的经济效率,增强电力企业的竞争活力,并改善电力系统的供电可靠性,世界各国逐渐开始尝试对电力工业进行改革,通过在电力系统的生产运行中引入市场竞争机制和商业化的运作方式,促进电力工业在新形势下的健康持续发展。在电力工业的改革进程中,如何保证电力系统的供电可靠性水平,在促进社会经济发展的同时避免对社会和经济造成负面冲击,就成为当前形势下亟待解决的问题。本文主要研究电力市场环境下的供电可靠性保障机制的理论和应用问题。在电力系统中,对于供电可靠性可以分别从技术层面和经济层面加以考察。本论文主要侧重于从经济层面研究电力系统的供电可靠性保障机制,因此将电力系统的可靠性问题展开为供应和需求两个方面进行研究。对于供应方面,本文研究提出了计及变动成本和机组可用率的最优装机容量水平计算模型,并分析了发电投资短缺与过剩之间的不对称风险问题,归纳总结了电力市场所具有的多种不完善性因素。同时,本文提出了发电投资的动态模拟方法,并应用该方法将单一能量市场机制与典型容量机制进行对比分析,证实了理想情况下单一能量市场机制的适用性和非理想情况下容量机制的必要性。对于需求方面,本文研究了需求侧价格弹性对于负荷需求的调节作用的定量分析模型,以及在供应紧张的情况下对有限发电资源的经济分配方式,等等。通过采取适当的需求侧管理措施,可以增强需求侧对于市场价格的响应,配合供应侧完善市场机制的资源优化配置功能,从而以最经济的方式对负荷需求加以调控,保证系统和用户的供电可靠性,并达到移峰填谷和节能减排的效果。在供需两侧相结合的基础上,本文联系我国实际情况,对我国的电力市场模式设计提出了发售一体化的方案建议。这是因为对于目前容量机制的设计而言,还不存在最优容量机制的定论。同时,容量机制完全是源于对市场的人为设计,特别是其设计目的在于弥补价格限额等人为干涉对发电投资水平的影响。因此从最大限度发挥市场机制作用和减少人为干扰因素的角度出发,发售一体化的思路有利于促进市场中供应侧与需求侧的交互联系,从而实现发电投资和供电可靠性的最优化。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 可靠性成本与效益的分析和计算
• 1.2.2 电力市场中的不完善性因素的识别
• 1.2.3 发电投资周期性波动的原理及表现
• 1.2.4 电力市场容量机制的研究
• 1.2.5 需求侧响应的机制与运作模式研究
• 1.2.6 电力市场中的人为干预和影响研究
• 1.3 本论文研究的内容及难点问题
• 1.4 本论文研究的技术路线
• 1.5 本论文研究的主要成果
• 第二章 最优发电装机容量水平的成本效益分析
• 2.1 发电充裕性问题的研究基础
• 2.2 传统电力工业关于电力系统可靠性的定义及其局限性
• 2.2.1 关于电力系统可靠性的传统定义
• 2.2.2 其他国家和组织对于供电可靠性的定义
• 2.2.3 传统的电力系统可靠性定义的局限性分析
• 2.3 基于发电成本和停电成本的最优装机容量模型
• 2.4 发电装机容量与可用发电容量的关联度分析
• 2.5 算例分析
• 2.5.1 最优装机容量和社会总成本的算例分析
• 2.5.2 发电容量短缺与过剩的不对称风险分析
• 2.5.3 机组可用率与最优装机容量水平的关系
• 2.5.4 历史数据缺乏对充裕性问题分析的影响
• 2.6 本章小结
• 第三章 影响实际发电投资水平的市场缺陷因素分析
• 3.1 电力市场的固有特征
• 3.1.1 电力市场的物理特性
• 3.1.2 电力市场的经济特性
• 3.2 公共物品的性质及其运营方式分析
• 3.2.1 供电可靠性所具有的公共物品性质
• 3.2.2 个人理性决策与群体理性决策
• 3.2.3 公共物品的商业化运营方式
• 3.3 发电市场中的外部性影响及其内部化
• 3.3.1 发电投资的外部性影响对发电投资的阻碍作用
• 3.3.2 电力生产的外部性影响对投资均衡的影响作用
• 3.3.3 外部性影响的内部化方式
• 3.4 用户支付意愿对于发电投资的影响作用
• 3.4.1 需求侧的用户支付意愿的表达
• 3.4.2 供应侧的用户支付意愿的表达
• 3.5 导致发电投资偏离最优水平的其他因素
• 3.5.1 价格上限对于价格信号的约束作用
• 3.5.2 市场信息的不完善性
• 3.5.3 监管政策的不确定性
• 3.5.4 监管政策对于投资行为的约束作用
• 3.5.5 发电投资的风险规避态度
• 3.5.6 投入要素市场的不确定性
• 3.6 本章小结
• 第四章 单一能量市场机制与典型容量机制的比较分析
• 4.1 发电投资动态模拟模型的研究
• 4.1.1 模型的结构框架
• 4.1.1.1 模型基本假设
• 4.1.1.2 市场均衡价格
• 4.1.1.3 未来负荷预测
• 4.1.1.4 市场价格信号
• 4.1.1.5 发电投资决策
• 4.1.1.6 发电容量和负荷需求的动态变化
• 4.1.1.7 模型计算流程
• 4.1.2 模型的参数假设
• 4.1.2.1 市场供需形势
• 4.1.2.2 市场价格信号
• 4.1.2.3 发电投资决策
• 4.1.3 模型的运行控制
• 4.2 单一能量市场机制
• 4.2.1 峰荷定价理论
• 4.2.2 价格信号中市场力因素的识别
• 4.2.3 单一能量市场机制对供电可靠性的影响分析
• 4.3 单一能量市场机制中的发电容量投资动态模拟分析
• 4.3.1 情形一:负荷预测准确,没有价格上限
• 4.3.2 情形二:负荷预测偏低,没有价格上限
• 4.3.3 情形三:负荷预测偏低,设置价格上限
• 4.4 非理想环境下容量机制的必要性分析
• 4.5 各种典型容量机制之间的对比研究
• 4.5.1 容量机制种类的划分
• 4.5.2 容量机制在保障供电可靠性中的作用分析
• 4.5.3 容量费用机制下的发电容量投资动态模拟分析
• 4.6 容量机制及其局限性的实证分析
• 4.7 本章小结
• 第五章 需求侧管理运营模式对于供电可靠性的影响分析
• 5.1 需求侧响应机制对于供电可靠性的影响作用分析
• 5.2 负荷控制管理措施在可靠性保障中的应用研究
• 5.3 可中断负荷管理措施在可靠性保障中的应用研究
• 5.4 需求侧价格弹性对于负荷曲线的影响分析
• 5.4.1 电力市场中的需求侧价格弹性
• 5.4.2 需求侧价格弹性对于负荷需求的影响分析模型
• 5.4.3 需求侧价格弹性对于负荷需求的影响的算例分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 基于我国实际的发售一体化研究及其建议
• 6.1 批发市场中的价格波动及其风险分析
• 6.2 长期售电合同的作用及局限性
• 6.3 发电与零售一体化模式
• 6.3.1 部分国家发电与零售业务的整合过程
• 6.3.2 发电与零售相整合的运营风险分析
• 6.4 发售一体化与我国现状的结合
• 6.5 我国的发电投资经营方式及建议
• 6.5.1 发电投资项目的业主招标制
• 6.5.2 基于市场机制的两部制电价
• 6.5.3 以电网规划引导电源规划的管理体制和运作机制
• 6.6 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 攻读博士学位期间参加的科研工作