[00097084]适应电力市场需要的电力系统分析和控制理论与方法

基于中国目前的经济发展状况、电力市场发展的需要和电力系统具体情况，深入、系统地研究了电力市场的运营模式和保证中国电力市场由初期向完善平稳过渡的交易模式发展进程，探讨并提出了运营流程中各环节的具体规则；提出了适合中国现阶段电力市场运营模式的期货交易(年、月、日发电计划)、转运服务等模块的具体数学模型和算法，这些恰是当前中国模拟电力市场运营中亟待解决的理论问题。研究工作具有较高的理论价值。在项目实施中，采用先进的软件设计思想和优秀的编程技术，开发了《电力市场运营系统软件》。该软件为发电侧市场提供了公平、公正、公开的竞争环境，为电力市场运营提供了有效、便捷的工具；提高了电力调度局的运营和管理水平，具有很强的实用意义。研究成果的理论部分在国内外居领先地位，研究成果的应用部分居国内先进地位，并具有推广应用价值。具体内容包括：1.在对电力市场理论和国内外电力市场实践与发展进行系统、深入的研究的基础上，根据公平、公正、公开和严谨、易于操作的原则，提出在电力市场形成初期，实行期货交易模式，逐步实行期货与现货交易并存，乃至期货、现货和实时交易并存的电力市场交易模式和相关的市场运营理论，符合中国电力市场的实际，较好地解决了：(1)具有不同所属权的电厂共同参与市场、竞价上网的问题；(2)电力市场的稳定性问题。2.提出在中国电力市场发展由初期到完善的进程中，运营模式和运营规则的过渡方案，即(1)在中国电力市场初级阶段，采取完成基本电量为约束和月竞价相结合的期货交易模式；(2)利用基本电量和竞价空间的此削彼长来调整竞争力度，逐步减少基本电量额度，稳妥地实现自计划向市场的平稳、有序过渡；(3)以准期货交易(因为没有金融期货市场，故称为“准”期货交易模式)为切入点，积累市场化运营经验，逐步发展到期货 现货交易、期货 现货 实时交易的完善电力市场运营模式；(4)在电力市场中要保证一定额度的期货交易电量，稳定市场。从而较好地解决了多种属性(不同所属权)电厂共同参与市场、竞价上网的问题。电力市场的稳定性和电力系统运行稳定性问题，以保证电力市场在供过于求和供不应求的情况下都可以稳定、有序地运营。这已被近两年国内外电力市场的实践所验证是正确的。该系统的关键技术及创新点：1.提出的保证期货交易顺利完成的年、月和日发电计划制定原则、数学模型，并分别提出了改进排序优化法、动态规划法、遗传算法和专家系统方法等，形成了实用的发电计划算法；提出了基于交易评估的发电计划优化法；特别是在日发电计划模型中，充分考虑了中国电力系统的特点(火电机组多，启停机损失较大等)、发电企业的利益和全社会资源的有效利用；在该基础上研发的软件达到实用化。2.提出了网间交易模式(即网内剩余发电能力交易)、模型和算法。3.分别应用模糊理论、人工神经网络和小波理论等进行电力负荷预测方法的研究和应用软件的开发。4.提出的功率分解潮流计算方法，用于研究电力市场中输电网损合理分担的问题，为电力市场中科学、合理地计算输电成本提供了理论依据。5.应用机会成本理论，对无功定价问题作了初步的探讨。6.应用最优潮流原理研究了对发电报价进行网损折算的原则和方法。7.应用经济学理论、电力系统分析与控制理论和软件工程理论等设计具有普适性、可靠性、先进性、开放性、协调性和实用性的电力市场技术支持系统实施方案。8.依据相关技术规范，设计了电力市场运营模拟培训系统，并将开发、完善。为中国电力市场建设和运营储备技术和经验，培养人才。开发的实用系统的经济效益和社会效益：吉林电力公司是国家电力公司“厂网分开，竟价上网”的第二批试点省份。为了提高电力企业生产效率，优化资源配置，降低能耗，节约资源，提高电能质量，降低电价，适应商业化运营的整体目标，吉林电力公司电力调度局与华北电力大学(北京)电力市场研究所共同研究与开发《吉林省电网商业化运营软件》。中国与西方发达国家经济状况和电力工业组织管理模式不同，甚至中国不同省份的经济发展状况也不尽相同。因此，从吉林电网的实际出发，研究并建立适合该省情况的电力市场模式，具有开创性；开发相应的技术支持系统，意义重大。该系统投运以来已经在吉林省产生了显著的经济效益和巨大的社会效益。在该系统的技术支持下，展开发电侧竞争，减少购电支出，从而连动地降低供电电价，减轻用户负担，保证一些企业正常稳定生产；在该系统的技术支持下，可以提高电力企业的生产效率，优化资源配置，降低能耗，节约资源；在该系统的技术支持下，实现了省电力公司对各电厂的承诺，确保了各电厂及投资方的利益，体现了电力市场公平、公正、公开原则。使得各个电厂及投资方对电力市场的前景充满信心，促进电力市场和良性发展。以1999年为例，项目的经济意义体现在以下方面：由于在发电侧展开竞争，从而减少购电支出：自电力市场商业化运营到1999年底，全年竟价上网电量达到了17.2亿千瓦时(结算电量为16.22亿千瓦时)，占集资、龙华机组上网电量的11.03%，竟价价格为O.18～0.20元，省公司减少购电费0.35767亿元；由于日发电计划安排合理，从而减少启停机次数，节约启停费用；按每月减少100MW机组启停次数6次计，一次启停费10万元，全年节约费用0.072亿元。由于竟价使吉林省的指导性单价由0.1358元/千瓦时降低到0.1221元/千瓦时，1999年全省售电收入减少2.08亿元，即减轻用电企业电费负担2.08亿元。同时，1999年全省售电量达到215亿千瓦时，比1998年增加3.9亿千瓦时，售电收入增加1.2亿元。如吉林省竟价电量重点支持了省政府确定的影响省内经济形势的12户大企业，对这12户大企业每月按照O.04元/千瓦时收取指导性电费，相当于承担指导性电费32%，与其他1、2类企业相比，指导性电费减少了18%，这样12户重点企业1999年相当于减少电费支出9780万元，1999年12户企业用电量比1998年增加了2.1亿千瓦时，电网增加售电收入6490万元。由于电网商业化运营的因素而影响此项收入的比例按80%计，为0.5192亿元。上述三项合计1999年产生效益0.94887亿元。按照国外的成功经验，随着电力市场商业化运营工作的深入开展，所产生的经济效益将逐年增长。3-5年后，系统的整体效益将提高10%，年收益将提高5-8亿元。