電力市場環(huán)境下火電廠競價決策研究

發(fā)布時間：2020-09-24 07:20

　　電力工業(yè)的市場化改革已經(jīng)成為我國電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。我國電力市場的發(fā)展還處于初級階段,僅在發(fā)電側(cè)引入競爭,火電廠作為電力市場的競爭主體,通過參與市場競爭來獲得經(jīng)濟效益。如何建立符合電力市場交易情況的競價決策模型,制定優(yōu)化的競價策略來實現(xiàn)電廠競價利潤的最大化,已成為火電廠急須解決的問題。本文從指導(dǎo)火電廠參與電力市場競價交易、提高電廠經(jīng)濟效益的角度出發(fā),對火電廠競價決策問題進行了研究。目前我國電力市場的競價交易以電能交易為主�；痣姀S的競價交易主要在中長期交易市場和日前交易市場中進行。本文結(jié)合火電廠的生產(chǎn)特點和我國電力市場發(fā)展的實際情況,針對火電廠競價交易中所面臨的主要問題,構(gòu)建了火電廠競價決策的整體框架。該框架主要對三個層面的問題進行分析:中長期交易中的發(fā)電量優(yōu)化分配問題,日前交易市場中的多時段競價問題,峰荷交易時段輸電網(wǎng)絡(luò)約束對火電廠競價決策的影響。我國電力市場的電能交易需要通過年度、月度以及日前交易多個交易市場來完成。由于受發(fā)電成本、各交易市場電價以及供需關(guān)系等因素的影響,按不同比例將有限的發(fā)電量分配到各交易市場,所獲得的風險和收益會有很大差異。為了協(xié)調(diào)火電廠的競價利潤和風險,本文提出了基于滿意度的發(fā)電量優(yōu)化分配決策模型。該模型借鑒模糊投資組合理論,結(jié)合決策者經(jīng)驗和對待風險的態(tài)度,將反映利潤和風險的各項指標進行模糊化處理,通過模糊優(yōu)化確定符合決策者滿意度的電量優(yōu)化分配策略。該模型較適合我國電力市場歷史數(shù)據(jù)不足的實際情況,可以為電廠制定月度競價策略提供理論依據(jù)。在日前交易市場中,發(fā)電廠主要解決的問題是,如何合理安排次日各交易時段的競價電量,使發(fā)電機組在滿足合同電量的前提下,獲得更多利潤。本文通過對歷史交易數(shù)據(jù)的分析處理,給出反映市場電價與電廠中標容量之間量化關(guān)系的電價模糊回歸模型,在此基礎(chǔ)上建立了基于模糊機會約束規(guī)劃的多時段競價決策模型。該模型考慮了市場電價不確定所引起的風險問題,通過選擇置信水平和悲觀利潤與樂觀利潤的折中系數(shù),體現(xiàn)決策者對待風險的態(tài)度。根據(jù)優(yōu)化模型的特點,提出了改進的離散二進制粒子群優(yōu)化算法和遺傳算法相結(jié)合的求解方法。分別針對目標函數(shù)和約束條件的特點,給出適應(yīng)求解該模型的啟發(fā)式規(guī)則和粒子生成策略,保證新生粒子為該優(yōu)化問題的可行解,提高了離散二進制粒子群算法的性能。在峰荷時段,輸電元件上的傳輸功率往往會達到其輸電容量的限值,輸電容量約束的存在將直接影響電力市場的出清結(jié)果,進而影響到發(fā)電廠的競價利潤。本文采用考慮合同電力的線性供給函數(shù)均衡模型,分析在峰荷時段輸電網(wǎng)絡(luò)約束對火電廠競價決策的影響。對無約束和計及網(wǎng)絡(luò)約束情況下,電廠的Nash均衡策略進行了比較研究,并針對峰荷時段發(fā)電廠競價所特有的現(xiàn)實條件,提出了一種改進的循環(huán)迭代方法,用來求解Nash均衡。該方法可以在一定程度上避免由于初始值選擇不當導(dǎo)致的迭代不收斂,而且迭代過程可以保證網(wǎng)絡(luò)阻塞狀況不發(fā)生變化,有利于得到符合現(xiàn)實意義的Nash均衡。為了根據(jù)自身特點和外部市場環(huán)境制定合理的競價策略,發(fā)電廠需要對自身以及競爭對手的在電力市場中的競爭地位進行分析和評估。本文建立了面向發(fā)電廠的市場力評估指標體系。該評估指標體系分為預(yù)評估指標和后評估指標。重點分析了預(yù)評估指標的構(gòu)成。在分析發(fā)電廠的必發(fā)容量的基礎(chǔ)上,運用潮流追蹤方法從微觀層面分析了發(fā)電廠對節(jié)點和支路的影響,提出了發(fā)電廠供電控制區(qū)域的概念,由此構(gòu)成了反映發(fā)電廠對節(jié)點、支路、區(qū)域乃至系統(tǒng)影響的預(yù)評估指標。預(yù)評估指標用于比較評價各電廠的位置優(yōu)勢,后評估指標則用于評價電廠自身市場力水平和競價策略的優(yōu)劣。本文研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目(項目編號:50377021)的資助,部分研究成果在煙臺發(fā)電廠運營決策支持系統(tǒng)中得到應(yīng)用,該項目獲得山東省科技進步二等獎。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2008
【中圖分類】：F426.61
【部分圖文】：

曲線,成本,電能,容量

圖 2-1 基于容量-成本和基于電能-成本的篩Fig.2-1 Screening curves based on capacity-cost an2.2 發(fā)電技術(shù)的最優(yōu)組合由于電力不易存儲，電保持平衡，這就要求電力系統(tǒng)準備足夠的發(fā)電容量即使峰荷時段持續(xù)很短的時間，系統(tǒng)也必須準備相。建造峰荷發(fā)電機組和建造基荷發(fā)電機組的技術(shù)大

負荷持續(xù)曲線,燃料成本,收成,維護成本