可中断负荷管理的激励机制研究

摘要

本文在基于电力需求侧管理的理论基础上，研究了一种典型的需求响应--可中断负荷管理(Interruptible Load Management，ILM)，包括可中断负荷管理的市场准入条件、可中断用户信用风险评估、具有激励相容特性的可中断合同设计、可中断负荷参与的备用辅助服务市场容量分配等，旨在对我国电力需求侧管理的发展及在未来市场中的机制完善方面进行探索性研究。主要研究包括以下几个方面： 首先，对引入需求响应的电力市场机制完善进行了分析研究。高度概括了需求响应在各种电力市场形式中的应用、与需求侧管理的关系以及参与电力市场的各响应环节；针对需求响应中的价格激励进行了着重分析，引入组合电价机制，设计了六种组合电价并分析了组合功效；并对用户的价格响应进行了敏感性分析； 其次，对ILM的市场准入条件进行了研究。考虑到电力用户参与ILM必须能明显的削减高峰负荷，提出了设置最小可中断容量的准入门槛、基于供电可靠性要求大小对可中断用户进行类型分类、引入“削减负荷服务商”集合小容量用户、用户信用评价等一系列准入条件，为可中断负荷管理的顺利实施提供了前提保障； 再次，研究了可中断用户的信用风险评估。通过建立信用风险评估指标体系，并运用模糊层次分析法分析了指标体系的权重，采用模糊综合评价法对预参与ILM的用户进行了信用等级划分，对不同等级的用户设计不同的激励方式； 此外，设计了具有激励相容特性的可中断合同。利用信息经济学中的委托--代理理论，建立了激励模型，激励用户主动参与到ILM当中，当且仅当用户选择真实类型合同时获得的中断赔偿最大，并设计了实施可中断合同的具体流程； 最后，提出了一种可中断负荷参与备用辅助服务市场的最优容量分配模型。运用效益无差异曲线和边际替代率的理论，在备用总购电成本预算保持不变的基础上达到效用最大化的效果，改善了以往仅考虑总购电成本最小的分配方法，算例分析验证了模型的有效性。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1问题的提出

1.1 论文的研究背景及意义

1.1.1可中断负荷管理的研究背景

1.1.2实施可中断负荷管理的意义

1.2 国内外可中断负荷管理的应用及研究

1.2.1国内外应用现状

1.2.2国内外研究现状

1.3 本文的研究内容及创新

2 引入需求响应的电力市场机制完善

2.1 需求响应的基本理论概述

2.1.1电力改革中不同形式的需求响应

2.1.2需求响应与需求侧管理的关系

2.1.3参与电力市场的需求响应环节

2.2 需求响应中的组合电价机制

2.2.1组合需求与组合电价的平衡机理

2.2.2不同电价组合方式的功效分析

2.3 用户对价格响应的敏感性分析

2.3.1电力负荷需求与价格弹性关系

2.3.2算例：居民电价的敏感性分析

2.3.3算例结果分析

2.4 本章小结

3 可中断负荷管理的市场准入条件

3.1 配网自动化条件下的ILM实现

3.2 参与可中断负荷管理的用户筛选

3.2.1基于可靠性要求的可中断用户细分

3.2.2参与ILM的最小可中断容量

3.2.3 中断用户信用评价

3.3 ILM实施效益分析

3.3.1削减高峰负荷，引导有序用电

3.3.2增加系统备用，提高供电可靠性

3.3.3减少系统成本，增加社会效益

3.4 本章小结

4 可中断用户信用风险评估

4.1 引言

4.2 模糊层次分析法

4.2.1层次分析法的原理与步骤

4.2.2模糊层次分析法的改进

4.3 ILM信用风险指标体系

4.4 信用风险综合评价

4.4.1单层次指标权重计算

4.4.2多层次模糊综合评价

4.5 用户信用等级划分

4.6 算例分析

4.7 本章小结

5 具有激励相容特性的可中断合同设计

5.1 引言

5.2 可中断负荷合同内容

5.3 ILM中的信息不对称问题

5.3.1委托——代理理论在ILM中的应用

5.3.2委托—代理模型

5.3.3信息不对称情况下的最优激励合同

5.4 具有激励相容特性的合同模型

5.4.1市场条件下的概况

5.4.2 可中断合同中断合同模型及求解

5.5 可中断合同实施流程设计

5.6 算例分析

5.7 本章小结

6 可中断负荷参与的备用市场最优容量分配

6.1 引言

6.2 备用市场的交易方式及竞价策略

6.2.1辅助服务中的备用服务市场

6.2.2备用市场的交易方式

6.2.3发电备用的竞价策略

6.3 可中断负荷参与的备用辅助市场优化

6.3.1备用市场总购买成本

6.3.2 可中断负荷与发电备用的替代关系

6.3.3确定最优分配容量的数学模型

6.4 算例分析

6.5 本章小结

7 总结与展望

7.1 本文的研究内容

7.2 进一步的工作

附录A可中断负荷管理程序设计界面

参考文献

作者简历