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1、电力市场下可中断负荷管理与定价研究【摘 要】可中断负荷管理是电力市场环境下需求侧管理的一项重要组成部分，可以刺激和鼓励用户改变消费行为和用电方式，达到削峰填谷改变负荷曲线的目的。本文首先收集整理了近几年来国内外可中断负荷管理研究领域的成果及经验，对可中断负荷做了概述。然后对可中断负荷成本效益进行了综述，分析了提前通知时间、停电持续时间、停电发生时间、缺电比率等因素对可中断负荷成本的影响，介绍了可中断负荷对提高可靠性、消除价格尖峰和减少运行费用的贡献。同时阐述了实施可中断负荷对用户、电力企业和社会带来的经济效应并举例说明。由于可中断电价的确定是实施可中断负荷管理的核心，最后在可中断电价约束条件的
2、基础上，利用等微增率准则，重点分析了可中断电价设计模型，并通过对杭州市典型用户调查数据的模拟运算，验证了该模型的正确性和可操作性。关键词：电力市场；可中断负荷管理；可中断电价【Abstract】Interruptible load management(ILM) is an important composition of demand-side management ,especially in power market.It can stimulate and encourage users to change their consumer behaviors and the way of
3、 electricity consumption in order to cut peak and fill valley and shift the load curve. Firstly,this paper summarizes the results and experience of research field of ILM at home and abroad.And then, the effects of several important factors on interruption cost are summarized,including the advanced n
4、otification time,the interruption duration,the interruption time and outage ratio. The contribution of interruptible load to system reliability,eliminating peak price and ,reducing operation expense are also described.The paper tells the the cost and benefit that ILM brings to user，Power supply ente
5、rprise and society ,and give examples.As interruptible price is the key of implementing ILM,on the foundatinn of constraint condition and equal incremental rate criterion,it mainly analyzes the designing model of interruptible price.We have studied the Hangzhou ILM model.The computational simulation
6、 of a typical user survey data verified the correctness and feasibility of the model.Key words: power market; interruptible load management(ILM) ; interruptible price 目录第一章引言11.1选题的背景11.2选题的意义11.3研究现状21.4本文研究的内容2第二章可中断负荷管理概述32.1可中断负荷概述32.1.1可中断负荷介绍32.1.2实施可中断负荷管理的意义42.2国际上研究和应用52.2.1美国52.2.2加拿大魁北克水电
7、公司52.2.3意大利国家电力公司62.3我国可中断负荷应用62.3.1我国实施可中断负荷的现状62.3.2我国实施可中断负荷有待解决的问题7第三章可中断负荷成本效益评价研究93.1可中断负荷的成本效益93.1.1可中断负荷成本93.1.2可中断负荷的效益123.2各方实施可中断负荷的成本效益分析133.2.1用户的成本效益分析133.2.2电力企业的成本效益分析143.2.3社会效益分析153.3算例15第四章可中断电价的确定184.1可中断电价概述184.1.1可中断电价定义184.1.2可中断电价的约束条件184.2可中断电价设计194.2.1用户缺电成本函数的确定194.2.2等微增率
8、原理204.2.3用等微增率确定缺电成本和可中断负荷244.2.4补偿支付与电价的确定254.2.5用户负荷中断方案的确定264.2.6仿真算例27第五章结论30致谢31参考文献32附录 可中断电价编程33第一章引言1.1选题的背景在我国电力的发展道路上，绝大部分时间都是处于缺电状态，电力企业特别是供电企业积累了丰富的负荷控制经验。在我国传统的电力垂直垄断经营模式下，“切负荷”、“拉闸限电序列”等计划经济的行政式负荷调控手段的实施也确实为缓解电力供应紧张起到过一定的作用，但以往的负荷控制更多的是行政性、指令性和单方面的，广大电力用户只能服从。显然，这与建立社会主义市场经济的要求是不相适应的。在
9、目前我国电力市场环境下，消费者逐渐的成熟与理性，再沿袭过去的行政式的切负荷管理模式，必然导致停电带来的大量的经济纠纷，因此，采用可中断负荷等市场化的需求管理手段呼之欲出1。从2002年下半年开始，我国部分地区出现缺电情况，2003年缺电范围进一步扩大，形势也愈发严峻。经国家电监会供电监管部核实，2003年夏季，我国共有18个省份(山西、河北南网、蒙西电网、江苏、浙江、上海、安徽、福建、河南、湖北、湖南、四川、重庆、广东、云南、贵州、宁夏、青海)出现电力紧缺。但是，缺电的性质不尽相同，有些省区属于“硬缺电”，即尖峰期缺电，非尖峰期也缺电；而有些省区则属于季节性、时段性缺电，主要是尖峰期缺电。对于
10、第二种情况，采用可中断负荷是一种简单易行而又效果不错的解决途径。在2003年我国严重缺电时期，江苏、河北两省采取了有益的尝试，在切负荷的基础上给予被停电用户一定的经济补偿，但是对于客户的停电意愿还考虑不够充分。可中断负荷在我国的推广和实施具有很好的经济效益和社会效益，但是目前缺乏相关的理论指导和实行中的一些配套的条件和机制。从长期来看，随着国民经济的发展和产业产品结构的调整，电力最高负荷增长很快，峰谷差逐年拉大，供电负荷率也呈下降的趋势。对于不断增长的尖峰负荷，传统的解决方式为增加电源的建设，但这种方法不仅投资较大，而且见效慢，同时，负荷曲线中占高峰负荷95以上的部分年累计持续时间只有几十个小
11、时，专门建设发电机组对其进行调峰也是非常不经济的。另外的方法就是电力需求侧管理(DSM)，它是综合资源规划(IRP)的重要内容，通过各种价格、技术手段，引导用电侧的需求，以达到降低尖峰负荷、调节负荷曲线的目的，可中断负荷即为一种较为可行的重要措施。1.2选题的意义实施可中断负荷是需求侧管理(DSM)的重要组成部分，电力需求侧管理是资源合理开发和有效利用的重要手段，对促进经济、能源、环境的可持续发展具有重要的作用。由于全球范围内的能源紧缺以及日益增强的环保压力，越来越多的国家和能源组织开始重视DSM工作的开展。从各国电力工业发展的规律来看，随着经济的发展及人民生活水平的提高，用电结构的变化，必将
12、出现高峰电力负荷增长大于用电量增长的状况，从而导致电力负荷峰谷差加大、负荷率降低、发电设备利用小时数下降、发电煤耗增加、发电成本上升、电网调峰困难、供电可靠性下降、高峰时段拉闸限电等一系列问题。因此，加强电力需求侧管理，实施可中断负荷等措施就显得尤为重要，利用价格机制，引导电力消费，缓解电网峰谷差矛盾是我国今后的一项重要工作。总结我国多个省(区)市曾经出现过的电力供应紧张情况，我国政府和电力部门应该将可中断负荷列为今后电力发展的重要工作。在我国，可中断负荷措施还处于探索阶段，目前以江苏省和河北省为试点所实施的可中断负荷，仍然处于较低的水平，其主要目标停留在缓解电力供应矛盾和保障电网安全稳定运行
13、上，管理手段多采取一些行政措施，不符合市场运作规律。在电力市场环境下，作为消费者的用户负荷的切除需要事先拟定的合约得到一定的补偿，同时合理地应用可中断负荷不仅有利于用户和电力企业而且具有节能和环保的意义。因此，电力市场下可中断负荷管理与定价研究对于指导我国可中断负荷措施合理有效的实施具有重要的理论及现实意义。1.3研究现状可中断负荷管理及可中断电价手段，在许多国家已经得到了广泛的应用，并取得了较为可观的调荷效益，电力企业和用户都可从中获益。如韩国采用全国GDP总用电量和某产业GDP该产业用电量来估算停电损失，从而确定可中断负荷电价的宏观经济方法；香港地区利用已知信息，如以前的停电损失、通货膨胀
14、率、税率等来预测以后停电损失，确定可中断电价；英格兰-威尔士电力市场于1995年就率先采用需求侧报价DSB(Demand Side Bidding)形式，大的工业用户可以在日前电力市场对削减的负荷容量进行报价2。在我国，可中断负荷管理和可中断电价研究工作刚刚起步，尚未见到相关成熟的研究资料及成果报道。我国工业用电一直占全社会用电量的70以上，全国性缺电局面尤其是缺峰荷电力现象更是在近几年显得非常突出，故我们更应该借鉴国外成功经验，研究和实施符合我国实际的可中断负荷方式。1.4本文研究的内容可中断负荷成本效益分析。成本效益分析是可中断电价研究的一个重要组成部分，研究可中断负荷对用户、供电企业和社
15、会的经济效益。同时对可中断负荷定价进行研究，建立的数学模型和可中断管理模式。第二章可中断负荷管理概述2.1可中断负荷概述随着市场观点逐渐引入电力系统，系统对需求侧的观点也发生改变。用电方不再是物理意义上的负荷而是作为消费者的用户，中止这样的服务不是单纯的拉闸限电而需要给予用户一定的补偿。系统运行对需要对用户侧的负荷特性、用电效益、停电意愿等加以考虑，这促使电力系统引入需求侧管理。需求侧管理的引入受到了世界各国政府和社会普遍关注，目前有30多个国家正在采取措施系统地开展此项工作。需求侧管理基本类型包括削峰、填谷、负荷转移、战略性节电、战略性负荷增长。从对负荷影响的角度，可以分为两个基本类型：削峰和填谷。可中断负荷是削峰的主要手段，对负荷侧管理的实施有着重要的作用。统计表明，负荷曲线中占高峰负荷95以上的部分，其年累计持续时间只有几十个小时，在当前用电负荷峰谷差逐年拉大的形势下，削减这5的尖峰负荷，对缓解用电高峰时期电力供需矛盾、减缓发电装机容量及提高机组利用率将起到极大的作用。在这里，提出通过对部分用户采取可中断负荷措施，削减尖峰负荷，起到推迟电源建设的作用。2.1.1可中断负荷介绍可中断负荷是用户与电力公司签订可中断负荷协议，在系统用电高峰时期的固定时间内或在电力公司要求的任何时间内
