【摘要】：我國西南地區(qū)水能資源富集,以云南和四川兩省為例,水電裝機占全網(wǎng)總裝機的比例均超70%,隨著新一輪電力體制改革的不斷深入,形成了典型的高比例水電電力市場。電力市場化為西南水電的消納提供了契機,但同時也帶來了新的挑戰(zhàn)。不同于其它水電規(guī)模占比較小的電力市場,西南高比例水電電力市場呈現(xiàn)出獨有的特點,突出表現(xiàn)為巨型電站梯級滾動開發(fā)占據(jù)較大市場份額、發(fā)電易受不確定徑流影響、各市場主體競爭能力差異大、梯級水電站間關(guān)系耦合緊密、就地消納能力有限需大規(guī)模外送等,這些特點與我國電力體制改革現(xiàn)實情況和電力市場通性問題耦合,進一步增加了調(diào)度運行和交易難度,面臨價格形成機制更為復(fù)雜、多重不確定性影響下的水電資源市場化消納、以及市場交易與集中調(diào)度的協(xié)調(diào)等難題。然而,無論是國內(nèi)還是國外,針對高比例水電電力市場可參考的研究成果相對較少。為此,本文針對上述難點,從市場、水電企業(yè)和電網(wǎng)三個不同角度出發(fā),分別開展出清價格預(yù)測方法、水電策略性市場交易方法和過渡期電網(wǎng)調(diào)度方法研究,取得主要研究成果如下:(1)針對我國電力市場建設(shè)時間短、歷史資料積累不足的現(xiàn)實情況,提出了基于短序列資料的市場出清價格灰色預(yù)測方法。以我國電力市場化交易試點省份云南省電力市場為背景,首先深入分析出清電價預(yù)測問題的本質(zhì),從供給側(cè)和需求側(cè)兩方面探尋影響出清電價的主要因素并作為模型輸入數(shù)據(jù);然后,構(gòu)造含預(yù)測點虛擬值的數(shù)據(jù)序列,通過兩次灰色模型建模,獲得預(yù)測值區(qū)間;最后,提出基于各影響因素與出清電價間相關(guān)關(guān)系的區(qū)間白化方法,獲得預(yù)測值。采用后驗差檢驗、平均絕對誤差、均方差、平均絕對百分差等評價指標(biāo)衡量模型精度,同時引入修正的Diebold-Mariano檢驗衡量不同模型間預(yù)測能力的差異。與多元線性回歸模型(MLR)、傳統(tǒng)灰色預(yù)測模型(TGM(0,N))和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型(ANN)的對比結(jié)果表明,所提方法表現(xiàn)出更好的擬合精度和預(yù)測性能,可有效應(yīng)對市場運營時間短、數(shù)據(jù)樣本不足情況下的市場出清價格預(yù)測問題,為市場參與者的交易、發(fā)電、檢修計劃安排、風(fēng)險控制和監(jiān)管等提供依據(jù)。(2)針對大規(guī)模水電跨省跨區(qū)市場交易問題,提出了梯級水電面向省內(nèi)和外送市場的組合交易優(yōu)化方法。首先,引入Copula函數(shù)描述各市場間價格波動的相關(guān)性,獲得市場間電價的聯(lián)合分布函數(shù),離散生成多個場景,并通過系統(tǒng)聚類和不一致系數(shù)實現(xiàn)電價場景的縮減;然后,基于篩選出的多個電價場景,考慮梯級各電站間水力、電力聯(lián)系和市場交易等約束,構(gòu)建了梯級水電站群多市場組合交易優(yōu)化模型;最后,以LINGO 17.0軟件為求解工具,采用以分支定界(Branch and Bound)為核心的非線性全局優(yōu)化方法(Global Solver)實現(xiàn)模型求解。以烏江梯級為工程背景,驗證了所提模型有效性,并與常規(guī)調(diào)度模式比較,結(jié)果表明,所提模型能夠更好地響應(yīng)市場電價變化,充分利用梯級良好的調(diào)節(jié)性能,實現(xiàn)不同時段、不同市場間的交易策略優(yōu)化,提高梯級交易計劃的經(jīng)濟性和魯棒性。(3)針對市場環(huán)境下不同利益水電主體間的交易競爭問題,提出了水電市場競爭的抽樣隨機動態(tài)規(guī)劃(Sampling Stochastic Dynamic Programming,SSDP)博弈分析方法,研究市場環(huán)境下水電運行方式、發(fā)電量、收益等的變化情況及其影響因素。分別以單主體收益最大和多主體聯(lián)盟收益最大為目標(biāo),構(gòu)建了非合作博弈SSDP模型及合作博弈SSDP模型,引入納什-古諾模型(Nash-Cournot Model)和納什-海薩尼議價模型(Nash-Harsanyi Bargaining Model)分別描述非合作模式及合作模式下的市場中各主體間均衡狀態(tài),并針對兩模型特點分別提出基于最速上升搜索的一維和多維求解方法。以紅水河流域的龍灘電站、瀾滄江流域的小灣電站和烏江流域的構(gòu)皮灘電站為實例進行分析,結(jié)果表明,市場環(huán)境下水電站的博弈結(jié)果主要受以下幾方面影響:電站的調(diào)節(jié)性能影響了其平均成交電價;汛前電站水位消落深度影響了電站調(diào)度期內(nèi)的可發(fā)電量;電站裝機容量和入庫徑流穩(wěn)定性影響了其市場成交電量比例。分析結(jié)果可為水電參與電力市場發(fā)電決策和水位控制提供科學(xué)依據(jù)。(4)針對電力體制改革過渡時期發(fā)電計劃編制的特殊性,立足于電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu),提出了考慮市場交易計劃的過渡期電網(wǎng)多目標(biāo)協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法。以電網(wǎng)購電經(jīng)濟性、系統(tǒng)節(jié)能降耗和機組調(diào)度公平性為目標(biāo),協(xié)調(diào)優(yōu)化市場中競價、非競價機組,水電、火電機組的出力計劃。提出了中長期合約電量分解的二次規(guī)劃方法,并將分解得到的日電量作為約束條件引入多目標(biāo)調(diào)度模型,保證競價機組調(diào)度公平性;利用模糊優(yōu)選方法及多種約束處理策略對已建立的多目標(biāo)模型進行轉(zhuǎn)換,并提出帶可行初始種群的自適應(yīng)改進粒子群算法實現(xiàn)模型求解,改善了傳統(tǒng)粒子群算法易陷入局部最優(yōu)的缺陷。采用IEEE(Institute ofElectrical and Electronics Engineers)測試系統(tǒng),分別結(jié)合云南、貴州兩省的水火電裝機比例進行仿真模擬,結(jié)果表明所提模型和方法在保證完成市場成交合同的基礎(chǔ)上,能統(tǒng)籌考慮調(diào)度經(jīng)濟、環(huán)保和公平等因素,實現(xiàn)了日前發(fā)電計劃與中長期市場交易結(jié)果的嵌套優(yōu)化,在不同電源比例市場中均可獲得合理的調(diào)度結(jié)果,可為改革過渡時期的電力系統(tǒng)發(fā)電運行提供決策支持。在本文最后,對全文研究工作進行了總結(jié),分析目前工作存在的不足,并對進一步研究工作進行了展望。
【圖文】：

邐？逡逑ｊ年調(diào)節(jié)及以上４季調(diào)節(jié)邋＜］日調(diào)節(jié)及徑流式注：電站下方數(shù)字為其裝機容量（萬ｋＷ）逡逑圖１．４主要流域梯級電站分布和調(diào)節(jié)性能逡逑Ｆｉｇ．邋１．４邋Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ邋ｐｌａｎｔｓ邋ａｎｄ邋ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ邋ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ邋ｏｆ邋Ｊｉｎｓｈａ邋ｃａｓｃａｄｅ，邋Ｌａｎｃａｎｇ邋ｃａｓｃａｄｅ，逡逑Ｗｕ邋ｃａｓｃａｄｅ邋ａｎｄ邋Ｈｏｎｇｓｈｕｉ邋ｃａｓｃａｄｅ逡逑－６－逡逑

將部分機組定義為“優(yōu)先上網(wǎng)機組”，不參與市場競爭。同時，為響應(yīng)國家逡逑節(jié)能減排要求，市場環(huán)境下要保證清潔能源的全額消納，如風(fēng)電、光伏電和小水電等。逡逑本章以云南月度市場為研宄對象，圖２．３給出了市場交易流程和關(guān)鍵時間節(jié)點。在每月逡逑市場交易結(jié)束后，，昆明電力交易中心（Ｋｕｎｍｉｎｇ邋Ｐｏｗｅｒ邋Ｅｘｃｈａｎｇｅ邋Ｃｅｎｔｅｒ，邋ＫＰＥＣ）根據(jù)買逡逑賣雙方提交的申報信息，統(tǒng)計生成市場供給曲線和需求曲線，并據(jù)此計算市場出清電價。逡逑？Ｊ＝？逡逑忙逡逑每月２０號＼每月２２號逡逑市場信息發(fā)布邐＼逡逑每月２５號逡逑■１８邋發(fā)電商（Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ邋ｃｏｍｐａｎｉｅｓ，邋ＧＥＮＣＯｓ）邐用戶（Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ邋ｃｏｍｐａｎｉｅｓ，邋Ｃ0ＮＣ0ｓ）逡逑圖２．３云南月度電力交易市場流程逡逑Ｆｉｇ．邋２．３邋Ｔｈｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋Ｙｕｎｎａｎ５ｓ邋ｍｏｎｔｈｌｙ邋ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ邋ｍａｒｋｅｔ逡逑－３６－逡逑
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：F426.91;F426.61;TV737

【參考文獻(xiàn)】

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1 馮仲愷;程春田;牛文靜;廖勝利;申建建;;均勻動態(tài)規(guī)劃方法及其在水電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中的應(yīng)用[J];水利學(xué)報;2015年12期

2 湛洋;黃煒斌;陳仕軍;馬光文;;基于POA優(yōu)化的雙江口水電站對下游梯級發(fā)電補償效益研究[J];水電能源科學(xué);2015年09期

3 王森;武新宇;程春田;李保健;;梯級水電站群長期發(fā)電優(yōu)化調(diào)度多核并行機會約束動態(tài)規(guī)劃方法[J];中國電機工程學(xué)報;2015年10期

4 侯貿(mào)軍;羅春輝;隗霖捷;李鵬;;基于微分進化算法的水火電短期優(yōu)化調(diào)度的研究[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2015年09期

5 劉前進;許慧銘;施超;;基于人工蜂群算法的多目標(biāo)最優(yōu)潮流問題的研究[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2015年08期

6 陸文甜;林舜江;劉明波;黃庶;楊柳青;;含風(fēng)電場的交直流互聯(lián)電力系統(tǒng)網(wǎng)省協(xié)調(diào)有功調(diào)度優(yōu)化方法[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年07期

7 戴亮;何欣;崔力心;倪賽賽;;一種基于異常值檢測和群體智能優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電價混合預(yù)測模型[J];電子測試;2015年04期

8 張程飛;劉純;王躍峰;袁越;張新松;;基于模糊多目標(biāo)優(yōu)化的電網(wǎng)日前風(fēng)電接納能力評估模型[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年02期

9 程春田;勵剛;程雄;申建建;陸建宇;;大規(guī)模特高壓直流水電消納問題及應(yīng)用實踐[J];中國電機工程學(xué)報;2015年03期

10 呂翔;劉戀;蔣傳文;;電力市場環(huán)境下風(fēng)-水電聯(lián)合優(yōu)化運行策略研究[J];水電能源科學(xué);2014年10期

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1 羅彬;水電富集電網(wǎng)清潔能源一體化建模及運行方式交互研究[D];大連理工大學(xué);2017年

2 張洋;放松管制市場下基于人工智能的電價預(yù)測方法研究[D];蘭州大學(xué);2017年

3 陸文玲;計及閥點效應(yīng)的電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度與水火電優(yōu)化及多目標(biāo)評價研究[D];廣西大學(xué);2016年

4 楊勝杰;適應(yīng)于電力市場改革過渡期的節(jié)能發(fā)電模型研究[D];湖南大學(xué);2014年

本文編號：2626922