计及多元需求响应资源参与的备用市场研究

摘要

备用辅助服务对电力系统的安全稳定运行至关重要。在目前资源匮乏和需求侧市场逐步开放的环境下，除发电资源外，用户侧需求响应资源也成为系统备用资源的重要支撑。随着市场建设推进，用户侧资源有更多渠道参与市场交易，电力辅助服务市场吸纳了更多种类的需求响应资源参与交易，除了大型的可中断用户，还有聚合中小用户响应资源的负荷聚合商。计及发电侧和用户侧双侧备用资源的优化配置为电力系统运营经济性与可靠性的协调提供更经济、有效的解决措施。本文针对多元需求响应资源参与背景下的备用市场交易计划决策问题，考虑可中断负荷和负荷聚合商提供备用服务的特点，建立概率备用计划决策模型。
　　论文基于对国内外用户侧需求响应资源参与辅助服务市场交易的实践和理论研究的总结分析，结合中小用户需求响应资源通过负荷聚合商参与旋转备用市场的新模式，同时计及发电机组停运故障以及可中断负荷和负荷聚合商提供备用响应失败对系统可靠性的影响，以备用购买费用和电量不足损失期望值总费用最小为优化目标，建立计及多元需求响应资源参与的旋转备用资源优化模型。
　　最后，以IEEE30节点系统进行算例仿真。量化分析概率备用模型对备用计划决策的影响，并分析需求响应资源参与对备用计划决策的影响，以及备用市场中新型需求响应资源提供主体负荷聚合商的报价和响应水平对备用计划决策的影响，验证模型的可行性和有效性。
　　本文提出的计及多元需求响应资源参与的概率备用计划优化模型，为备用市场吸纳用户侧需求响应资源参与的方案研究提供了一种新思路。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．1．1 论文的研究背景

1．1．2 论文的研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 需求响应资源参与备用辅助服务的实施现状

1．2．2 需求响应资源参与备用辅助服务的研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 备用辅助服务市场与电力系统可靠性

2．1 备用辅助服务市场的运营

2．1．1 备用的分类

2．1．2 备用市场模式

2．1．3 备用辅助服务的获取方式

2．1．4 备用辅助服务的费用与出清

2．2 德州需求响应资源参与备用市场的实践情况

2．3 电力系统可靠性与备用的关系

2．3．1 电力系统可靠性的概述

2．3．2 基于可靠性指标的备用需求计算

2．3．3 需求响应资源参与备用市场对可靠性的影响

2．4 本章小结

第3章 计及多元需求响应资源的备用优化模型

3．1 论文中备用市场交易模式概述

3．2 不同备用市场参与者的特点分析

3．3 模型的建立

3．3．1 目标函数

3．3．2 约束条件

3．4 LOLP的计算

3．4．1 传统发电系统停运容量概率模型

3．4．2 计及需求响应资源的系统停运容量概率模型

3．5 EENS的计算

3．5．1 场景集的建立

3．5．2 考虑机组故障停运的EENS

3．5．3 考虑IL响应失败的EENS

3．5．4 考虑LA响应偏差的EENS

3．6 本章小结

第4章 模型求解与算例分析

4．1 模型求解

4．1．1 内点法概述

4．1．2 原-对偶内点法的数学模型

4．1．3 基于原-对偶内点法的备用优化模型求解流程

4．2 算例数据

4．3 算例分析

4．3．1 采用概率备用模型对备用计划决策的影响

4．3．2 需求响应参与备用市场对备用计划决策的影响

4．3．3 负荷聚合商报价对备用计划决策的影响

4．3．4 负荷聚合商响应程度对备用计划决策的影响

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢