电力市场短期运行优化问题研究

本文回顾了国内外电力市场的发展，综述了开展电力市场短期运行优化问题研究的技术背景，重点研究了机组组合、电力联营市场拍卖、市场交易和节点电价计算以及传输容量计算等电力市场短期优化问题，主要内容及成果如下： (1)本文针对遗传算法(GA)应用于机组组合问题的具体实现技术进行了深入的研究，实现了采用不同采样空间、不同选择策略、不同适值函数和不同交叉／变异率的遗传算法机组组合计算程序，并对10机系统和110机系统的仿真计算进行了分析和比较。结果表明各种不同实现技术的遗传算法应用到机组组合问题存在不同程度的有效性，另外遗传算法的不同实现技术对收敛时间、收敛代数和收敛值也具有较大的影响。本文在计算研究的基础上提出了适用于机组组合问题的遗传算法具体实现技术，为遗传算法应用到机组组合问题的实用化研究奠定了坚实的基础。 (2)本文针对电力联营体市场拍卖问题，采用动态规划方法处理单机组优化问题，采用LR(拉格朗日松弛算法)、次最优处理和经济调度相结合的方法求解市场均衡点。该方法能够避免LR计算不稳定的缺点，保证在次最优解水平上给出各机组发电计划和市场边际电价。通过10机系统和110机系统仿真计算表明，该方法计算过程稳定、收敛可靠、收敛结果令人满意，具有实用意义。 (3)本文分别建立了基于DC-OPF和AC-OPF的电能交易数学模型，推导了节点电价及其各分量计算公式，分析了节点电价特性和基于节点电价的市场参与者收支情况。说明了基于DC-OPF计算的节点电价能够反映输电阻塞，基于AC-OPF计算的节点电价包括所有节点电价分量，并反映了有功和无功节点电价之间的相互影响。通过详细的算例验证了节点电价及其各分量理论推导的正确性。 (4)可用传输容量计算已成为电力市场研究的一个重要部分，而总传输容量又是可用传输容量计算的基础。本文在介绍可用传输容量计算基本概念、计算原则的基础上，建立了基于最优潮流(OPF)的总传输容量计算模型，提出了6种等价的区域间传输容量计算目标函数，并通过定理证明了在一定条件下这六种目标函数计算的等价性。本文通过对IEEE-30节点系统进行的仿真计算验证了基于OFP计算总传输容量的可行性，通过算例验证了所提出定理的正确性。