电力系统经济：电力市场设计

《电力系统经济：电力市场设计》首介绍了从经济理论到市场结构的电力市场设计原则。《电力系统经济：电力市场设计》采用实际的方法，用简单的例子讨论了经济和工程基础，在价格剧变、基于市场的机组组合和市场竞争力的分析方面开辟了新的范围。

《电力系统经济：电力市场设计》共五篇。第一篇介绍了主要的经济、工程和市场设计的概念；第二篇解释了短期可靠性政策怎样决定长期平均安装容量和可靠性；第三篇检验了次日和实时市场的经典设计；第四篇讲述了电力市场；第五篇介绍了网络对电价的作用。主要内容包括：边际成本怎样包含固定成本；拍卖设计的基础；失负荷价值（VOLL）作为理论与实际电价的上限；价格约束、价格剧变、投资和可靠性；包括PJM的标准市场设计；电力库与电力交易所，市场竞争力错误观点和HHI；损耗定价和阻塞定价。 2100433B

电力系统经济调度是指在满足安全和电能质量的前提下，合理利用能源和设备，以最低的发电成本或燃料费用保证对用户可靠地供电的一种调度方法。电力系统经济调度的发展可划分为两个阶段，20世纪60年代以前为经典经济调度，60年代以后为现代经济调度。

20世纪初提出了并列运行机组间负荷分配问题，早期所提是按机组效率和经济负荷点的原则，实际并未达到最优。30年代初期提出按等微增率分配负荷，至1934年从理论上证明了它是最优准则 。

输电损失对经济负荷分配有一定的影响，但在没有计算机的年代涉及到网络计算是一个困难问题。40年代初提出了用各发电厂出力表示的网损公式极大地减少了网损及其微增率的计算50年代初提出了发电与输电的协调方程式。

水火电联合调度也是最早提出的经济调度问题之一，直到50年代初才提出定水头水电站的水火电协调方程式，50年代末期进一步提出了变水头水电站的水火电协调方程式。

等微增率、发电抽电协调(网损修正)和水火电协调奠定了经济调度的理论与实践的基础，但由于当时受到计算工具的限制(曾使用过负荷经济分配计算机和模拟计算机)难以考虑网络上的安全限制，这一时期称为经典经济调度阶段。60年代以后，数字计算机和最优化技术引入电力系统。经济调度随之发展到一个新阶段.

最有代表性的是20世纪60年代初期提出的最优潮流，它有两个概念性发展，即统一考虑经济性与安全性和统一考虑有功功率与无功功率的调度，这是一个典型的非线性规划问题，计算上的困难妨碍了实用化进程，80年代中期最优潮流计算技术已趋成熟，实用进程仍然缓俊，这一时期主要实用的是基于简化棋型和线性规划技术的有功安全约束调度。

动态规划在60年代初期推动了水火电经济调度的进展，在60年代中期较好地解决了机组经济组合的理论与实用问题70年代大系统分解协调理论进一步完善了水火电调度理论，80年代初期采用网络流规划在解决变水头、梯级和抽水蓄能电站的优化调度问题中.显示出很大的优越性。

80年代末电力系统经济调度，可归纳为经济调度模型、短期调度计划、长期运行计划和实时发电控制等四个方面 。

电力系统运行最基本的要求:可靠性,电能质量标准,经济性等.通常的电力系统运行最优保证供电可靠性和满足电能质量标准要求的前提下,使经济指标达到最优.火电:不宜担负变动幅度较大的负荷,宜在基荷运行,否则会带来附加的能量损失.水电:运行特性灵活,良好的厂间水力补偿协调作用.宜于担负调蜂,调频以及系统事故备用任务.系统动能经济效益的提高在很大程度上取决于水电站(群)运行工况的最优化;合理,充分的利用水库中的水量进行发电,可以减少系统中火电厂的总燃料消耗量.混合电力系统运行最优规划可描述为:整个电力系统由一定数量的火电厂和水电厂组成,其中含有梯级水电厂;水电站和火电厂共同承担规定的负荷;各水电站计算期初,末时刻水库存水量确定;通过合理分配负荷在各电站之间的分配,使得计算时期内电力系统总耗煤量最小:

把系统中所有火电厂等同于一虚拟的火电厂,其耗煤率为规定负荷在所有火电厂之间最优分配而确定.因此,上述目标函数可以改写为:其中:在任何时刻要满足电力系统动力平衡条件:对于水电站,任意时刻的出力取决于其水头和流量,或决定与水库的存水量和工作流量:,而工作流量决定于水库天然来水量和水库存水量的变化,因此,,表明某时刻水电站的出力大小,可用该时刻水库存水量和此存水量对时间的的导数确定.则,目标函数即为:水电站水库存水过程线一方面唯一决定了各水电站的计算时期的出力过程,另一方面又唯一决定了整个电力系统的运行方式和总耗煤量.因此,原求电力系统经济调度问题,转换为求泛函的极小值问题.所求的未知函数为系统中各水库存水过程线,相应于使计算期内系统耗煤量最小的水库存水量过程线,称为最优调度线.运行方式的最优准则为由于调度线组成的泛函的极小.

将电力系统经济特性和安全特性转化为数学表达式。

（1）火电机组模型。锅炉、汽轮机和发电机合称为机组，其经济特性主要是耗热量-出力曲线、耗热微增率-出力曲线和起动耗热量一停机时间曲线。有时将耗热量转换为燃料量或费用。

（2）网络模型。经典经济调度按简化网络模型(B系数)用各电厂出力计算网损及其徽增率.而现代电力系统经济调度应用完整的网络模型直接计算各支路潮流和网损。

（3）水电机组模型。水轮机(有时包括引水管路)和发电机合称为机组，其经济特性是各工作水头下的耗水量-出力曲线和耗水微增率-出力曲线，在变水头水电站调度中往往将出力化为耗水量和水头(或存水量)的函数。

（4）水电站水库模型。主要是上游水库的水位-库容曲线，抽水蓄能电站还要表达下游水库的水位-库容曲线，梯级调度进一步要表达各级水库之间的联系。

(5)负荷模型。经典经济调度应用系统总负荷，现代经济调度应用各母线负荷。当电能不足的情况下将各负荷分为可中断、可控制和不可中断、不可控制等几类。

(6)料供应模型。表示燃料产地、运输、贮存、混合及发电各环节中的费用和限制 。