电力系统重组-基于均衡模型的电力市场分析_PDF下载[109MB-百度云]张小平

本书特色

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本书介绍了分析和评估电力市场行为和市场力方面的*新研究成果——电力市场均衡模型的*新发展，讨论了该模型在实际的电力市场中如何进行分析和评估，并介绍了这些模型的应用。

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作者简介

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译者宋燕敏博士，中国电科院教授级高级工程师，多年从事电力市场、电力系统自动化、可再生能源、电力系统规划等领域的研究、开发、工程和咨询工作。原书作者为英国伯明翰大学教授，长期从事电力市场的研究工作。

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译者序原版前言电力系统基础知识１１．１　电力系统简介１１．２　发电２１�保勃保薄〈�统发电厂２１．２．１．１　火力发电厂２１．２．１．２　联合循环燃气电厂２１．２．１．３　核电站３１�保勃保病】稍偕�能源发电技术４１．２．２．１　风力发电４１．２．２．２　海洋能发电５１．２．２．３　光伏发电５１．２．２．４　生物质发电６１．２．２．５　地热发电６１．２．２．６　氢能发电６１．３　电力系统结构７１�保唱保薄〗峁梗� １�保唱保病』チ�电网的益处８１．４　特高压输电９１�保椽保薄√馗哐故涞绲母拍睿� １�保椽保病〕�高压输电和特高压输电的经济比较１１１�保椽保场√馗哐菇涣魇涞缂际酰保� １�保椽保础√馗哐怪绷魇涞缂际酰保� １�保椽保怠≈泄�特高压输电１３１�保椽保丁∑渌�国家特高压输电１４１．５　电力系统模型１５１�保氮保薄∈涞缦呗罚保� 　２１�保氮保病”溲蛊鳎保� １�保氮保场「汉桑保� １�保氮保础⊥�步发电机１７１�保氮保怠「哐怪绷魇涞纾�犎犞犇犆）系统和灵活交流输电系统（犉犃犆犜犛）１７１．６　潮流分析１８１�保丢保薄〕绷鞣治龅慕诘惴掷啵保� １．６．１．１　平衡节点１８１．６．１．２　ｐｖ节点１８１．６．１．３　ｐｑ节点１８１�保丢保病〕绷骷扑愎�式１９１�保丢保场∨６佟�拉夫逊潮流算法２０１�保丢保础】焖俳怦罘ǎ玻� １�保丢保怠≈绷鞒绷魉惴ǎ玻� １．７　电力系统*优运行２３１�保藩保薄“踩�约束经济调度２３１．７．１．１　不计网损的经典经济调度２３１．７．１．２　具有安全约束的经济调度２５１�保藩保病�*优潮流２５１．７．２．１　*优潮流优化技术的发展２５１．７．２．２　*优潮流公式２７１．７．２．３　非线性内点*优潮流算法２８１．８　电力系统运行与控制———ｓｃａｄａ／ｅｍｓ３１１�保釜保薄�犛犆犃犇犃／犈犕犛简介３１１�保釜保病〈�统电力调度控制中心的犛犆犃犇犃／犈犕犛３３１�保釜保场〉缌Φ鞫瓤刂浦行臓訝脿翣臓粒癄艩蜖拥�*新发展趋势３３１．８．３．１　新环境３３１．８．３．２　先进的软件技术３４１．９　有功与频率控制３５１�保躬保薄∑德士刂坪陀泄Ρ赣茫常� １�保躬保病∽远�发电控制（犃犌犆）的目标３６１�保躬保场∥新只�—发电机—调速器系统模型３６　３１�保躬保础〉セ�系统的犃犌犆３８１�保躬保怠×角�域系统的犃犌犆３８１�保躬保丁〉缌κ谐≈械钠德士刂朴霠翣菭茫常� １．１０　电压控制与无功管理４０１�保保蔼保薄「攀觯矗� １�保保蔼保病〉缌ο低吃�件的无功特性４１１�保保蔼保场〉缪购臀薰�控制装置４１１�保保蔼保础〉缪购臀薰�*优控制４２１�保保蔼保怠〉缌κ谐≈形薰Ψ�务的规定４３１．１１　电力电子技术在电力系统控制中的应用４３１�保保豹保薄×榛罱涣魇涞缦低常�犉犃犆犜犛）４３１�保保豹保病』�于犉犃犆犜犛的电力系统控制４４参考文献４５电力系统重组与电力市场５０２．１　电力系统重组的历史５０２�保豹保薄∽菹虼怪币惶寤�的电力公司和电力库５０２�保豹保病∈澜绶段У牡缌�工业重组５１２．１．２．１　北欧国家５１２．１．２．２　英国５２２．１．２．３　欧洲大陆５２２．１．２．４　新西兰５３２．１．２．５　澳大利亚５３２．１．２．６　美国５３２．２　电力市场的结构５４２�保勃保薄「骼�益相关者５５２�保勃保病〉缌κ谐〉难荼洌担� ２�保勃保场∈谐∮肟煽啃缘男�调５８２�保勃保础�犛犕犇架构５９２．２．４．１　输电服务６０２．２．４．２　电能市场６０２．２．４．３　辅助服务市场６０　４２．２．４．４　市场监管和市场力抑制６０２．３　电力市场设计６１２�保唱保薄〉缌κ谐∩杓颇勘辏叮� ２．３．１．１　电力系统安全可靠运行６１２．３．１．２　市场成员的风险管理工具６１２．３．１．３　公开透明的市场运营６２２．３．１．４　市场化进程的分步实施６２２�保唱保病〉缌κ谐∩杓圃�则６２２．３．２．１　建立电能交易机制６２２．３．２．２　输电服务的开放准入６３２．３．２．３　与市场运营相协调的系统运行６３２�保唱保场〉缒苁谐∩杓疲叮� ２�保唱保础〗鹑谑涞缛ㄊ谐∩杓疲叮� ２�保唱保怠「ㄖ�服务市场设计６６２．４　电力市场运行６７２�保椽保薄〉缌κ谐〕晒υ诵械淖荚颍叮� ２．４．１．１　电力系统可靠性６７２．４．１．２　市场透明度６８２．４．１．３　金融确定性６９２．４．１．４　市场运营效率６９２�保椽保病〉湫偷囊滴窳鞒淌奔浔恚罚� ２．４．２．１　新西兰电力市场７０２．４．２．２　美国ｐｊｍ电力市场７２２．５　电力市场的计算工具７６２�保氮保薄�犛犆犈犇和相关的市场业务功能７７２．５．１．１　经典*优潮流（ｏｐｆ）７７２．５．１．２　用于市场出清的ｓｃｅｄ７８２．５．１．３　电能与辅助服务的联合优化７９２．５．１．４　ｓｃｅｄ算法示例８０２�保氮保病』�于优化的机组组合８１２．５．２．１　面向市场的机组组合问题８１２．５．２．２　机组组合方法的进展８２　５２．５．２．３　ｓｃｕｃ示例：可靠性组合８４２．５．２．４　ｓｃｕｃ的性能考虑８５２�保氮保场∠低呈迪郑福� ２�保氮保础∥蠢吹募际醴⒄梗福� ２．６　小结８８参考文献８８电力市场均衡问题和市场力分析９２３．１　博弈论及其应用９２３．２　电力市场和市场力９２３�保勃保薄〉缌κ谐〉睦嘈停梗� ３．２．１．１　基于报价的竞拍市场／ｐｏｏｌｃｏ／现货市场９２３．２．１．２　双边协议、远期合同和差价合约９４３�保勃保病【赫�的类型９５３．２．２．１　完全竞争９５３．２．２．２　不完全竞争或寡头垄断控制下的竞争９５３．３　市场力的监视、建模和分析９６３�保唱保薄∈谐×Φ母拍睿梗� ３�保唱保病∈谐×Φ暮饬考际酰梗� ３．３．２．１　价格—成本边际指数９７３．３．２．２　赫芬达尔—赫希曼指数（ｈｈｉ）９７３．３．２．３　通过仿真分析的定价行为评估９７３．３．２．４　寡头垄断均衡分析９７３�保唱保场」淹仿⒍暇�衡模型９８３．３．３．１　伯特兰德均衡９８３．３．３．２　古诺均衡９８３．３．３．３　供给函数均衡（ｓｆｅ）９９３．３．３．４　斯坦克尔伯格均衡９９３．３．３．５　猜测供给函数均衡９９３�保唱保础∈褂镁�衡模型的市场力建模９９３．４　电力市场中均衡模型的应用１０１３�保椽保薄〔�特兰德均衡模型１０１　６３�保椽保病」排稻�衡模型１０１３�保椽保场〉缌κ谐」└�函数均衡模型１０３３．４．３．１　供给函数均衡模型的应用１０３３．４．３．２　电网建模１０４３．４．３．３　合同的建模１０５３．４．３．４　选择合适的策略变量１０５３．４．３．５　猜测供给函数均衡模型１０６３�保椽保础⊥撇獗洳钣霠脿訝凭�衡模型１０６３．５　电力市场均衡模型及市场力的计算工具１０６３�保氮保薄〈�均衡约束的数学规划（犕犘犈犆）１０７３�保氮保病∷�层规划１０８３�保氮保场〈�均衡约束的均衡问题（犈犘犈犆）１０８３．５．３．１　ｍｐｅｃ的单主从博弈公式１０８３．５．３．２　ｅｐｅｃ的多主从博弈公式１１０３�保氮保础�犕犘犆犆的犖犆犘函数１１１３．５．４．１　ｆｉｓｈｅｒ�玻猓酰颍恚澹椋螅簦澹蚝�数１１１３．５．４．２　ｍｉｎ函数１１１３．５．４．３　ｃｈｅｎ�玻悖瑁澹瞠玻耄幔睿�ｏｗ函数１１１３．６　ｍｐｅｃ的求解技术１１２３�保丢保薄�犛犙犘方法１１２３�保丢保病∧诘惴ǎ保保� ３．６．２．１　松弛互补约束的内点法１１２３．６．２．２　双边松弛内点法１１３３．６．２．３　带惩罚因子的内点法１１３３�保丢保场』旌险�数线性规划（犕犐犔犘）方法１１４３�保丢保础∪斯ぶ悄芊椒ǎ保保� ３．７　ｅｐｅｃ的求解技术１１６３�保藩保薄《越腔�求解法１１６３．７．１．１　非线性雅可比方法１１６３．７．１．２　非线性高斯—赛德尔方法１１７３�保藩保病×�立求解方法１１７３．８　求解ｍｐｅｃ和ｅｐｅｃ的技术挑战１１８　７３．９　大型非线性优化的软件资源１１９参考文献１２１电力市场均衡的计算：市场均衡模型的用途１３２４．１　引言１３２４．２　模型构建１３３４�保勃保薄∈涞缤�模型１３３４．２．１．１　物理模型１３３４．２．１．２　商业电网模型１３４４．２．１．３　经济模型１３７４�保勃保病》⒌缁�成本函数和运行特性１３８４．２．２．１　物理模型１３８４．２．２．２　经济模型１３８４�保勃保场”�价函数１３９４．２．３．１　商业模型１３９４．２．３．２　经济模型１４０４�保勃保础⌒枨螅保矗� ４．２．４．１　物理模型１４１４．２．４．２　商业模型１４１４．２．４．３　经济模型１４１４�保勃保怠〔蝗范ㄐ裕保矗� ４．２．５．１　物理模型１４２４．２．５．２　商业模型１４２４．２．５．３　经济模型１４２４．３　市场运营和价格形成１４３４�保唱保薄∥锢砟Ｐ停保矗� ４�保唱保病∩桃的Ｐ停保矗� ４�保唱保场【�济模型１４３４．４　均衡定义１４４４．５　计算１４６４�保氮保薄〗馕瞿Ｐ停保矗� ４�保氮保病∈�值解１４８　８４�保氮保场⌒槟庑卸�１４９４�保氮保础〈�均衡约束的数学规划和带均衡约束的均衡规划１５１４�保氮保怠∽ㄓ们蠼夥椒ǎ保担� ４．６　均衡模型的难点１５１４．７　均衡模型的使用１５２４�保藩保薄∮氡�价变更有关的市场规则１５３４�保藩保病⊥骋怀銮宓缂塾氚幢�价支付电价１５３４�保藩保场〔鸱郑保担� ４．８　小结１５４致谢１５４参考文献１５４具有多个战略子网和常识性约束的电力市场混合式伯特兰德—古诺（犅犈犚犜犚犃犖犇�矤脿蠣諣覡螤蠣裕┠Ｐ停保担� ５．１　引言１５８５．２　ｉｓｏ的角色１６１５．３　混合式子网模型１６３５�保唱保薄∠钟械牧街帜Ｐ停保叮� ５．３．１．１　纯古诺模型１６３５．３．１．２　纯伯特兰德模型１６４５�保唱保病』旌鲜讲�特兰德—古诺模型１６５５．３．２．１　发电公司的问题１６５５．３．２．２　市场均衡条件１６６５．３．２．３　计算特性１６８５．４　子网模型的算例１７１５．５　具有常识性约束的伯特兰德模型１７３５�保氮保薄」�司的问题１７３５�保氮保病∈谐【�衡条件１７６５．６　具有常识性约束的均衡算例１７７５．７　小结１７９致谢１８０参考文献１８０　９具有无功控制的电力市场均衡１８３６．１　引言１８３６．２　直角坐标系中的交流潮流模型１８３６．３　利用直角坐标系中交流*优潮流进行的电力市场分析１８５６�保唱保薄�*优潮流中电力系统元件的建模１８５６．３．１．１　输电线路建模１８５６．３．１．２　变压器控制建模１８６６．３．１．３　发电机组建模１８７６．３．１．４　发电机无功功率容量１８７６．３．１．５　负荷建模１８８６．３．１．６　节点电压约束１８８６�保唱保病〉缌κ谐》治觯保福� ６．４　电力市场均衡分析１９１６�保椽保薄∧墒补└�函数均衡模型１９１６�保椽保病」└�函数均衡电力市场分析的假设１９２６�保椽保场〉缌κ谐【�衡分析中线性供给函数的参数化方法１９３６．４．３．１　截距参数化１９４６．４．３．２　斜率参数化１９４６．４．３．３　斜率—截距参数化１９４６．４．３．４　线性斜率—截距参数化１９４６．５　利用交流电网模型计算电力市场均衡１９５６�保氮保薄〔煌耆�竞争电力市场中社会福利*大化的目标函数１９５６�保氮保病》⒌绻�司利润*大化的目标函数１９５６�保氮保场∈谐【�衡模型的构建１９５６．５．３．１　ｉｓｏ的优化问题１９５６．５．３．２　非线性互补约束１９７６�保氮保础�犈犘犈犆的优化市场均衡问题的数学描述１９７６�保氮保怠�犈犘犈犆优化问题的拉格朗日函数１９８６�保氮保丁�犈犘犈犆问题的牛顿方程２００６�保氮保贰∥薰�和电压控制建模２０４６．６　利用交流电网模型进行电力市场均衡分析的实现问题２０５６�保丢保薄�*优解的初始化２０５６�保丢保病�*优解的更新２０６　１０６�保丢保场∏蠼夤�程２０６６．７　算例２０７６�保藩保薄∥薰τ氲缪箍刂疲玻埃� ６．７．１．１　测试系统的描述２０７６．７．１．２　３节点系统测试结果２０７６．７．１．３　ｉｅｅｅ１４节点系统２０９６．７．１．４　讨论２１０６�保藩保病”溲蛊骺刂疲玻保� ６．７．２．１　测试系统的描述２１０６．７．２．２　５节点系统测试结果２１１６．７．２．３　ｉｅｅｅ３０节点系统测试结果２１４６�保藩保场〖扑阈阅埽玻保� ６．８　小结２１５６．９　附录２１６６�保躬保薄≈苯亲�标系中功率不平衡量的二阶导数２１６６�保躬保病≈苯亲�标系中输电线路约束的二阶导数２１７６�保躬保场≈苯亲�标系中的二阶导数２１８６�保躬保础≈苯亲�标系中拉格朗日函数的二阶导数２２１６�保躬保怠【哂斜溲蛊骺刂频墓β什黄胶饬康娜�阶导数２２２６�保躬保丁∈涞缦呗吩际�的三阶导数２２３致谢２２４参考文献２２４利用市场模拟方法进行输电系统升级的经济评估：加州独立系统运营商方法的应用２２９７．１　引言２２９７．２　五项原则２３０７�保勃保薄�**项原则：效益框架２３０７�保勃保病〉诙�项原则：全电网模型２３２７�保勃保场〉谌�项原则：市场价格２３３７�保勃保础〉谒南钤�则：明确的不确定性分析２３４７�保勃保怠〉谖逑钤�则：与其他资源的相互影响２３６７．３　ｐｖｄ２研究２３７７�保唱保薄∈谐∧Ｐ停籂袪虪艩貭蠣樱玻常� 　１１７�保唱保病∠钅棵枋觯玻常� ７�保唱保场∈淙爰偕瑁玻矗� ７．３．３．１　输电２４０７．３．３．２　负荷２４０７．３．３．３　发电２４０７．３．３．４　不确定性的情况２４２７．３．３．５　市场价格的推导２４３７�保唱保础〗峁�２４６７．３．４．１　第１类收益：节能２４６７．３．４．２　能源效益估算中的不确定性２４９７．３．４．３　第２类收益：运行效益２５０７．３．４．４　第３类收益：容量收益２５１７．３．４．５　第４类收益：网损降低２５２７．３．４．６　第５类收益：排放２５２７．３．４．７　分析结论２５２７�保唱保怠√娲�资源２５２７．４　ｔｅａｍ在可再生能源领域的*新应用２５３７．５　小结２５４致谢２５５参考文献２５５索引２５８