基于柔性负荷的电网经济运行优化方法研究分析经济学专业.docx

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1、基于柔性负荷的电网经济运行优化方法研究摘要伴随着我国电力事业不断发展，人们对于电力的需求也在逐步增长，由于电源侧设备实施普遍落后老化，无法满足人们对电力的需求，经常面临拉闸限电等缺电现象，又由于近年来，人们越来越重视环保问题，传统的增加装机容量的方式已经无法解决当前的缺电问题。所以从电力市场需求侧挖掘潜力是解决电力供应短缺非常重要的手段，柔性负荷管理是可以实现发电侧与电力需求侧互动来管理负荷，成为可以解决这些问题的一种有效方式。本文是在研究发电侧与用电需求侧互动原理的基础之上，研究柔性负荷调度模型对经济运行的影响，目的在于不断优化模型，将其运用到实际案例中取得多方面最优，具体主要包含以下几个方

2、面：首先，本文对柔性负荷管理的重要性进行阐述，并且从用户参与的角度介绍其研究现状并总结其实施基础，调度形态，合约方式，市场机制，在此基础上提出了柔性负荷合约模型，并对补偿与惩罚机制进行分析研究。其次，基于柔性负荷对电力供应侧的管理角度阐述了发电成本的概念以及组成部分，研究发电机组耗量成本与负荷的关系，建立成本计算数学模型，并对网损影响进行研究分析。再次，实现柔性负荷管理发电侧与电力需求侧互动机制，建立了基于柔性负荷的经济运行优化调度模型，详细分析项目部署所需考虑的关键因素，包括用户的选择、提前通知时间、中断持续时间、补偿程度等，建立考虑可中断负荷的机组组合优化模型。最后，针对柔性负荷优化调度这

3、一优化问题，建立了数学模型。本文以19个用户16个时段的柔性负荷优化调度问题分别采用粒子群算法和二进制粒子群算法进行仿真求解，通过对比不同算法优化结果，算例结果表明降低了系统运行成本，减少高峰用电负荷，同时用户还获得收益。说明基于柔性负荷的优化调度模型有利于电力系统的可靠经济运行。关键词：柔性负荷；补偿机制；发电成本；网损；粒子群算法AbstractWiththecontinuousdevelopmentofChinaselectricpowerindustry,peoplesdemandforelectricpowerisalsoconstantlyincreasing.Duetothewi

4、despreadbackwardnessandagingofpowersupplysideequipment,peoplecannotmeetthedemandforelectricity,andoftenfacepowershortagessuchaspowercuts.Inrecentyears,Peoplearepayingmoreandmoreattentiontoenvironmentalprotectionissues.Thetraditionalwayofincreasinginstalledcapacityhasbeenunabletosolvethecurrentpowers

5、hortageproblem.Therefore,tappingpotentialfromthedemandsideofthepowermarketisaveryimportantmeanstosolvethepowersupplyshortage.Flexibleloadmanagementcanrealizetheinteractionbetweenthepowergenerationsideandthepowerdemandsidetomanagetheload,anditbecomesaneffectivewaytosolvetheseproblems.Animportantparto

6、fthedemandsidemanagementoftheelectricitymarket.Basedontheprincipleofsource-chargeinteraction,thispaperstudiestheeconomicoperationoptimizationschedulingmodelbasedonflexibleload,andappliestheoptimizationmodelinpracticalexamplestoachieveeconomic,safetyandreliability.Specificallyincludethefollowingaspec

7、ts:Firstly,thispaperexpoundstheimportanceofflexibleloadmanagement,andintroducesitsresearchstatusfromtheperspectiveofuserparticipationandsummarizesitsimplementationbasis,schedulingform,contractmodeandmarketmechanism.Basedonthis,aflexibleloadcontractmodelisproposed.Analyzeandstudythecompensationandpun

8、ishmentmechanism.Secondly,basedonthemanagementperspectiveofpowersupplyonthepowersupplyside,theconceptandcomponentsofpowergenerationcostareexpounded.Therelationshipbetweengeneratorcostandloadisstudied.Themathematicalmodelofcostcalculationisestablishedandtheimpactofnetworklossisanalyzed.Thirdly,thefle

9、xibleloadmanagementinteractionmechanismbetweenthepowergenerationsideandthepowerdemandsideisrealized,andaneconomicloadoptimizationschedulingmodelbasedonflexibleloadisestablished.Thekeyfactorsconsideredforprojectdeploymentareanalyzedindetail,includinguserselection,advancenoticetime,andinterruptiondura

10、tion.Andthedegreeofcompensation,etc.,establishaunitcombinationoptimizationmodelthatconsiderstheinterruptibleload.Finally,amathematicalmodelisestablishedfortheoptimizationproblemofflexibleloadoptimizationscheduling.Inthispaper,theflexibleloadoptimizationschedulingproblemof19usersand16periodsissimulat

11、edbyparticleswarmoptimizationalgorithmandbinaryparticleswarmoptimizationalgorithmrespectively.Bycomparingtheoptimizationresultsofdifferentalgorithms,theresultsoftheexampleshowthatthesystemoperatingcostisreducedandthepeakpowerloadisreduced.Atthesametime,usersalsogetbenefits.Itisindicatedthattheoptima

12、lschedulingmodelbasedonflexibleloadisbeneficialtothereliableeconomicoperationofthepowersystem.Keywords:flexibleload;compensationmechanism;powergenerationcost;networkloss;particleswarmoptimization1绪论11.1 课题的研究背景与意义11.2 国内外研究现状21.3 本文的主要研究内容：42柔性负荷措施和合约62.1柔性负荷措施数学模型62.2实现柔性负荷措施的基础研究62.2.1需求响应（DR）的成本7

13、2.2.2需求响应（DR）的效益分析72.2.3需求响应的实施措施92.2.4需求响应的经济学原理102.2.5引入需求响应对电力市场的影响102.3柔性负荷互动措施的调度形态112.3.1电网公司的参与过程122.3.2用户参与过程132.4柔性负荷合约142.5.实施需求141. 5.1用户的选择152. 5.2提前通知时间163. 5.3中断持续时间172.6 补偿与惩罚机制172. 6.1柔性负荷措施的赔偿价格模型173. 6.2违背合约罚款及其算法182.7 柔性负荷的规划过程182. 7.1.柔性负荷合约模型192. 7.2柔性负荷出力约束192. 8本章小结203柔性负荷措施下发

14、电侧经济运行数学模型213. 1发电厂发电成本213. 1.1火电厂机组发电成本构成213. 1.2火电厂固定成本计算方法223. 1.3火电厂变动成本计算方法243.2火电厂总成本函数253. 3柔性负荷措施引起的网损大小变化273. 4本章小结274电网经济运行优化调度及其算法283.1 柔性负荷优化调度模型284. 2优化调度问题求解285. 2粒子群算法296. 3二进制离散粒子群优化算法31TABLEOFCONTENTS1 Introduction11. 1Researchbackgroundandsignificanceofthesubject12. 2ResearchStatus

15、atHomeandAbroad23. 3Themainresearchcontentsofthispaper42 Flexibleloadmeasuresandcontracts62.1Mathematicalmodelofflexibleloadmeasures62.2实现柔性负荷措施的基础研究61.1.1 2.1需求响应（DR）的成本71.1.2 需求响应（DR）的效益分析71.1.3 2.3需求响应的实施措施91.1.4 需求响应的经济学原理101.1.5 引入需求响应对电力市场的影响101.3 柔性负荷互动措施的调度形态H2. 3.1电网公司的参与过程123. 3.2用户参与过程131.4 柔性负荷合约141.5 .实施需求142. 5.1用户的选择153. 5.2提前通知时间162. 5.3中断持续时间172.6 补偿与惩罚机制172.6.1 柔性负荷措施的赔偿价格模型172.6.2 违背合约罚款及其算法182.7 柔性负荷的规划过程182. 7.1.柔性负荷合约模型193. 7.2柔性负荷出力约束192.8本章小结203柔性负荷措施下发电侧经济运行数学模型213.1 发电厂发电成本213. 1.1火电厂机组发电成本构成213.1. 2火电厂固定成本计算方法223.2. 3火电厂