可中断负荷参与系统备用的研究

摘要

可中断负荷管理是电力市场环境下需求侧管理的重要组成部分，随着需求侧的逐步开放，IL作为一种虚拟的备用发电容量资源和输电容量资源，在调峰和降低阻塞等方面受到越来越多的关注。作为需求侧备用容量资源，在目前能源紧缺和环境污染严重的背景下，可中断负荷代替一部分发电机组提供备用容量，可以增加系统的发电容量和备用容量充裕性，减少备用机组的启停和运行费用，减少资源的浪费和污染物的排放；同时可以提高系统的可靠性，使用户以同样的电价享受更优质的供电服务；增加需求弹性和用户的经济稳定性。
　　 作为需求侧管理的一项重要内容，世界许多国家电力市场都允许可中断负荷参与能量市场和备用辅助服务市场竞价，本文从可中断负荷参与系统备用的角度出发，首先介绍了市场环境下的备用容量体系，包括发电侧备用容量以及需求侧可中断负荷两种资源的综合配置；然后介绍了IL的基本概念、合同内容以及国内外主要电力市场中IL的实施情况；最后较详细的分析总结了IL参与备用的成本和效益情况，并分别从系统独立调度员、电网公司、发电公司和需求侧用户的角度分析了实施可中断负荷措施的效益。
　　 可中断负荷作为系统备用的一种补充资源，可以在保证系统可靠性的前提下提高经济性。本文在节能减排的背景下，论述了可中断负荷与实际发电机组在能耗和污染物排放方面的区别。引入污染物排放价格系数，以备用总成本和污染物排放成本最小为目标函数，建立了可中断负荷参与的备用容量节能减排优化调度模型。采用递阶编码遗传算法求解，并通过一个9节点系统算例验证了模型和算法的有效性。
　　 发电侧和需求侧资源的优化配置不仅可以提高系统的经济性，还可以减少资源的浪费和污染物的排放，实现社会效益的最大化。考虑发电机组污染物排放费用，本文建立了一种基于最优潮流的主备用资源联合优化模型，研究了按发电机组停运确定系统最优备用容量以及可中断负荷参与系统备用对市场运行费用的影响。IEEE14节点算例表明，按发电机组停运确定系统备用容量减少了备用成本，优化了备用容量分布；可中断负荷参与备用虽然增加了系统备用成本，但减少了污染物排放费用，降低了系统总运行成本。
　　 最后本文针对四川省雅安电力公司售电侧高耗能用户的特殊情况，探索了过渡期高耗能用户电价临时分摊加价机制和长远情况下可中断负荷实施方案的初步设计。并简要介绍了为目前雅安电网营销工作所开发的小水电辅助决策系统。