促进风电利用的调峰辅助服务补偿及交易机制研究

摘要

随着风电等可再生能源装机比例不断增大，电网对调峰辅助服务的需求日益增加。为了促进大规模风电并网发电，必须保证风电并入后其波动性对系统的调峰需求得到满足。作为调峰辅助服务的主要提供者，火电机组的调峰能力能否充分发挥直接关系到系统对风电的实际接纳量。所以，完善调峰辅助服务补偿与交易机制对于激励火电机组的调峰积极性，从而促进风电并网发电、保障风电并网后电力系统的安全稳定运行显得至关重要。本文在对中国调峰潜力进行分析的基础上，针对目前中国调峰辅助服务补偿与交易机制存在的公平性问题进行了分析，并提出了相应的解决方案。
　　在中国目前的省内调峰辅助服务机制方面，火电机组有偿调峰与无偿调峰的划分、省内调峰辅助服务补偿模型中均存在不公平因素;在省间辅助服务交易与补偿机制方面，有偿调峰条件的设定与费用分摊上也存在不足，造成了大量火电机组缺少调峰的积极性。
　　本文基于火电机组容量和最高调峰率指标，采用K-means聚类分析对机组进行了分类，并在此基础上提出了一种考虑机组调峰能力实现程度的省内调峰辅助服务补偿模型，旨在激励更多的机组在电网负荷低谷期参与调峰辅助服务，在增加电网稳定性的同时为更多的风电并网创造条件。通过对东北电网统一调度的63台机组的算例分析，证明了改进后模型对激励更多火电机组参与调峰辅助服务的有效性。省间辅助服务交易与补偿机制方面，在跨省调峰辅助服务交易的组织以及实施与结算方面都进行了改进。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 辅助服务与调峰辅助服务的含义

1．2．1 辅助服务定义与分类

1．2．2 调峰辅助服务定义及内涵

1．3 国内外促进风电利用的调峰辅助服务研究现状

1．3．1 风电对电力系统的影响研究现状

1．3．2 风电并网后的调峰辅助服务研究现状

1．4 本文研究内容及创新

第2章 调峰辅助服务对促进风电利用的意义

2．1 风电利用对调峰辅助服务的影响分析

2．1．1 风电利用对调峰需求量的影响分析

2．1．2 风电利用对灵活电源比例的影响分析

2．1．3 风电利用对常规机组调峰能力要求的影响分析

2．2 调峰潜力实现对于风电的促进作用分析

2．2．1 调峰潜力的实现对减少弃风的意义

2．2．2 调峰潜力的实现对平滑风电波动性的意义

2．2．3 调峰潜力的实现对平衡负荷的意义

2．2．4 低谷调峰的实现空间分析

2．3 本章小结

第3章 调峰辅助服务补偿机制现状与存在问题

3．1 调峰辅助服务补偿机制现状

3．1．1 调峰辅助服务的市场组织与调用

3．1．2 有偿调峰与无偿调峰的划分方法

3．1．3 调峰辅助服务补偿方式

3．1．4 调峰辅助服务的费用来源

3．2 现有调峰辅助服务补偿机制存在的问题

3．2．1 现有有偿调峰与无偿调峰划分方法存在的问题

3．2．2 现有调峰辅助服务补偿模型存在的问题

3．3 本章小结

第4章 基于K-Means聚类分析的调峰辅助服务划分方法

4．1 K-Means聚类分析方法概述

4．2 聚类分析指标考虑的关键因素及其选取

4．2．1 反映机组调峰性能的主要指标

4．2．2 聚类指标的选取

4．3 有偿调峰与无偿调峰划分标准的确定

4．4 计算结果及分析

4．4．1 K-means聚类分析结果

4．4．2 计算结果分析

4．5 本章小结

第5章 调峰辅助服务补偿改进模型

5．1 调峰辅助服务补偿改进模型构建

5．1．1 调峰能力实现系数的提出

5．1．2 调峰辅助服务补偿模型

5．2 计算结果及分析

5．2．1 可获得补偿的机组范围扩大

5．2．2 积极调峰的机组可获补偿的概率显著提高

5．2．3 提高了调峰补偿机制的激励性

5．3．4 大容量机组调峰积极性不受影响

5．3 本章小结

第6章 省间调峰辅助服务交易机制现状与改进

6．1 省间调峰辅助服务交易的意义

6．2 调峰辅助服务跨省交易机制现状分析

6．2．1 调峰辅助服务跨省交易市场组织现状

6．2．2 省间调峰辅助服务交易实施与结算机制现状

6．2．3 省间调峰辅助服务交易机制存在的问题

6．3 省间调峰辅助服务交易机制的改进

6．3．1 东北电网跨省调峰交易组织的改进

6．3．2 跨省调峰辅助服务交易实施与结算的改进

6．4 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢