電力市場對電力系統運行可靠性的影響(二)（簡體書）

電力工業的市場化改革產生了電網和多個發電廠商等市場主體，在提高系統競爭水平的同時，必須分析其對系統可靠性產生的影響。 王錫凡、王秀麗、別朝紅、王建學編著的這本《電力市場對電力系統運行可靠性的影響(2分)》為理論研究和電力市場模擬仿真平臺兩部分。 為保證電力系統的安全運行和具有足夠的充裕度，《電力市場對電力系統運行可靠性的影響(2分)》對市場環境下的系統備用問題、機組檢修規劃安排、發電投資、需求響應等問題進行研究，提出了新的模型和算法。研究了最優潮流、隨機潮流、隨機網流和改進蒙特卡洛模擬進行大系統可靠性評估等的模型理論，開發了相應的軟件，為防止事故發生提供了工具。 為了對電力市場運營模式及其對電力系統的影響進行有效評估，本課題開發了綜合性的電力市場運營模擬仿真平臺。平臺實現了分時競價和分段競價模式，并考慮了水電削峰、省間潮流斷面約束和節能調度等因素。該平臺能同時支持實驗經濟學和智能代理理論，可對各種模式市場進行分析。目前該模擬仿真系統已在西北電力交易中心運行。 本書可供高等院校電力系統專業的研究生以及從事電力系統運行、規劃設計和科學研究的人員參考。

第1篇 理論成果
第1章 電力市場下的備用問題研究3
1.1 最優備用容量研究3
1.1.1 彈性備用思想4
1.1.2 順序出清模式下的彈性備用7
1.1.3 聯合出清模式下的彈性備用9
1.2 分區備用研究12
1.2.1 區域備用電網的組織形式13
1.2.2 分區備用的購買-預調度雙層模型14
1.2.3 基於網絡流的分區備用模型18
1.2.4 分區備用的費用分攤23
第2章 電力市場下的機組檢修規劃問題研究25
2.1 機組失效分析25
2.1.1 機組失效模型26
2.1.2 機組更新費用評估28
2.2 基於系統運行成本的檢修策略28
2.2.1 系統運行成本分析29
2.2.2 機組檢修規劃模型30
2.2.3 模型求解流程31
2.3 發電廠商的機組檢修規劃模型32
2.3.1 考慮機組故障的發電廠商檢修策略32
2.3.2 考慮電價波動的發電廠商檢修策略35
2.4 基於迭代協調的檢修規劃策略40
2.4.1 發電廠商及ISO的檢修策略40
2.4.2 迭代協調機制43
2.5 基於市場競爭的機組檢修規劃策略46
2.5.1 基本框架47
2.5.2 機組經濟效益評估及檢修競價費用確定48
2.5.3 檢修計劃的調整機制50
2.5.4 費用分攤機制52
第3章 發電投資風險決策研究53
3.1 火電廠投資風險決策53
3.1.1 火電廠投資風險決策的整體框架53
3.1.2 投資決策模型54
3.1.3 博弈分析59
3.1.4 投資優化模型的啟發式算法61
3.2 改進的發電投資風險決策問題的分析和建模65
3.2.1 投資風險決策的整體框架65
3.2.2 風險辨識與估計模塊67
3.2.3 收益風險評估模塊68
3.2.4 風險決策模塊69
3.2.5 模型的求解方法與步驟72
3.3 小結72
第4章 電力市場下需求響應研究73
4.1 電力市場下需求響應概述73
4.2 豐枯季節電價決策模型分析75
4.2.1 用戶價格響應模型75
4.2.2 豐枯電價評估體系76
4.2.3 豐枯電價模型79
4.3 尖峰電價決策模型分析79
4.3.1 尖峰電價實施機制80
4.3.2 尖峰電價決策基礎81
4.3.3 尖峰電價模型82
4.4 需求側實時電價下用戶購電風險決策84
4.4.1 用戶購電風險決策基礎85
4.4.2 用戶購電風險決策模型87
4.5 小結89
第5章 最優潮流及在阻塞管理中的應用91
5.1 電力系統最優潮流91
5.1.1 最優潮流模型91
5.1.2 最優潮流的算法92
5.1.3 最優潮流問題的內點法95
5.1.4 算例分析98
5.2 基於最優潮流的阻塞管理方法101
5.3 考慮電網離散變量約束的優化算法106
5.4 考慮可靠性指標的最優潮流的研究108
5.4.1 基於z變換法的可靠性建模109
5.4.2 隨機因素的處理110
5.5 恢復最優潮流可行性的實用方法112
第6章 隨機潮流和隨機網流分析117
6.1 隨機潮流117
6.1.1 半不變量法117
6.1.2 潮流方程的線性化122
6.1.3 隨機潮流計算流程124
6.1.4 算例分析125
6.1.5 考慮線路故障的隨機潮流131
6.2 隨機網流137
6.2.1 概述137
6.2.2 網流模型138
6.2.3 網流可行解的集聚及下界矢量144
6.2.4 輸電系統可靠性145
6.2.5 算例分析146
第7章 蒙特卡洛模擬148
7.1 蒙特卡洛模擬法的基本理論148
7.2 電力系統運行狀態抽樣150
7.3 系統的狀態評估模型151
7.4 可靠性評估的指標152
7.5 安全評估的計算流程152
7.6 馬爾可夫鏈蒙特卡洛模擬法156
7.7 算例分析158
參考文獻161
第2篇 電力市場模擬仿真平臺
第8章 電力市場模擬平臺概述171
8.1 電力市場模擬平臺的主要功能171
8.2 平臺的主要特點172
8.2.1 核心算法的主要特點172
8.2.2 平臺界面的主要特點173
8.3 平臺的創新點174
第9章 電力市場模擬的基本理論175
9.1 電力市場仿真的目的和意義175
9.1.1 市場規則研究175
9.1.2 市場環境研究175
9.1.3 報價策略研究175
9.1.4 電力監管研究176
9.1.5 電力市場培訓176
9.2 電力市場仿真的研究方法176
9.2.1 基於代理的計算經濟學176
9.2.2 智能代理算法178
9.2.3 實驗經濟學的基本原理180
9.3 電力市場仿真模型183
9.3.1 標準的古諾寡頭模型184
9.3.2 供給函數均衡模型186
9.3.3 拍賣模型188
9.4 小結190
第10章 生產模擬基本理論192
10.1 隨機生產模擬基本理論192
10.1.1 等效持續負荷曲線的概念192
10.1.2 純火電系統的隨機生產模擬過程193
10.1.3 包含多個水電機組的隨機生產模擬194
10.2 等效電量函數法196
10.2.1 等效電量函數法的基本原理196
10.2.2 多狀態機組與分段機組的處理199
10.3 水電削峰202
10.3.1 水電削峰基本方法202
10.3.2 區域內多地區的水電削峰202
第11章 電力市場競價基本理論204
11.1 日前電力市場概述204
11.1.1 報價格式204
11.1.2 市場出清方式205
11.1.3 機組約束處理205
11.1.4 網絡約束處理205
11.2 分時競價原理205
11.3 分段競價原理207
11.3.1 負荷曲線的分段方法207
11.3.2 分段競價機制原理208
11.3.3 分段競價的出清過程209
11.4 分段節能調度原理210
11.5 基於LR算法的市場出清程序開發與性能研究211
11.5.1 拉格朗日松弛法211
11.5.2 形成可行的開停機方案213
11.6 安全校核218
第12章 電力市場模擬仿真有關算法及程序設計220
12.1 日前市場分時競價數學模型220
12.1.1 本系統實現的分時競價出清方法概述220
12.1.2 算法1——無約束排隊法出清221
12.1.3 算法2——機組約束排隊法出清222
12.1.4 算法3——機組約束拉格朗日法出清224
12.1.5 算法4——跨省/區競價交易模式225
12.1.6 出清時對輸電斷面約束的處理225
12.2 出清時對物理合同和金融合同的處理226
12.2.1 物理合同的處理226
12.2.2 金融合同的處理227
12.3 智能代理算法程序設計228
12.3.1 代理即發電商（Agent)228
12.3.2 R-E算法模型及流程圖228
第13章 電力市場模擬仿真平臺的設計與應用231
13.1 電力市場模擬仿真平臺設計231
13.2 實驗經濟學方案設計與實驗步驟232
13.3 平臺操作界面233
參考文獻240