可中断负荷参与备用市场的相关购买模型研究

摘要

备用辅助服务是保证电力系统安全稳定运行的必要条件。随着电力市场的发展和改革的深入,传统备用购买方法和模型已不能适应电力系统市场化的要求；同时人们对供电可靠性意识的转变:用户与电网公司签订中断负荷协议,在需要时切除协议规定负荷,得到相应补偿。这非但没有降低系统可靠性,反而相当于增加了系统的备用容量和可靠性,是市场环境下经济性在可靠性中的表现,标志着新的备用资源——可中断负荷诞生。在这种情况下,建立符合电力市场环境下可中断负荷参与备用市场的相关购买模型,变得十分迫切和重要。
　　 论文针对市场环境下可中断负荷参与备用市场的热点问题展开了相关研究。其中包括:可中断负荷最优选取模型、考虑风险条件下事故备用购买模型、实施分时电价对可中断负荷购买情况以及系统可靠性影响、需求弹性对风电最优计划调用量影响等问题。
　　 从电网公司盈利角度出发,在用户中断报价的基础之上,引入了切除价格的概念,其中考虑了节点电价对电网公司售电收益的影响,以及切除可中断负荷对网损费用的影响。以系统电压水平、经济效益为目标建立了可中断负荷参与备用市场的多目标最优选择模型,通过加权方法将多目标选择问题转化为单目标问题,并利用系统最优潮流计算出相应电压水平、经济效益目标。最后以WSCC-3机9节点系统为例进行仿真分析,结果表明了所提多目标模型的实用性和有效性。
　　 针对电力系统中事故发生概率不同,通过购买需求侧低电价和高赔偿可中断负荷,并与发电侧备用容量优化组合,在取得经济性的同时,也带来了一定的风险性。基于经济学中的效用和风险理论,同时考虑备用容量和电量价格波动以及事故发生与否带给供电公司的风险性,建立了考虑经济性和风险性的最优事故备用容量购买模型。并利用蒙特卡洛方法对一个研究时段内的最优备用容量分配进行了仿真求解。结果表明,所建模型能为电力公司购买事故备用容量提供一定的风险决策依据。
　　 需求侧实施分吋电价后,每个时段的负荷量将会发生变化,同时也会对负荷缺电成本以及可中断负荷赔偿费用产生影响,进而影响系统可靠性以及备用购买情况。针对分时电价对负荷缺电成本以及可中断负荷赔偿费用的影响,以每个时段的购买备用容量社会成本最小为目标,采用概率的方法建立了计及分吋电价影响的系统动态负荷备用购买模型,并通过算例对不同时段的最优负荷备用购买情况进行了研究。证明所建模型可以较好的反映分时电价对负荷备用容量购买情况的影响。
　　 为弥补风电出力的不确定性带来的弊病,提出了一种需求侧结合发电侧备用,配合风电出力的备用获取模型。首先对风速符合Weibull分布的特点,将风电出力用[0,1]之间的概率区间表示。并通过[0,1]之间的随机数确定风电出力,然后综合考虑失负荷成本、发电成本、备用成本、弃风价值以及传统发电机组对环境污染影响,建立了以社会成本最小为目标的备用获取模型,其中同时考虑了风电出力、负荷预测、发电机组故障停运等不确定因素。最后通过蒙特卡罗模拟方法对其进行求解,并将此模型在IEEE30节点系统中进行了仿真计算。仿真结果表明,随着负荷需求弹性的增大,风电最优计划调用量也随之增大,同时增加了风电的利用率,减少了社会成本的支出。