多能源环境下电力市场运行方法

　　本书首先对国内外主要电力市场进行归纳整理，并分析了其特点，包括英国、北欧、澳大利亚、美国和中国的电力现货市场和辅助服务市场等。然后介绍了考虑可再生能源等多能源环境下的电力市场的基本原理、设计思想及各种核心算法，具体包括一般电力市场设计、电价计算方法、电力市场中SFT核心算法、电力市场中灵敏度计算方法、电力市场中的SCUC计算、电力市场中的SCED计算、可再生能源对电力市场的影响、电力市场促进多能源消纳，以及电力市场下的需求侧响应等。

　　朱继忠教授是特聘专家，英国IET Fellow（英国工程技术学会会士），英国皇家学会客座研究员，广州市创新领军人才，华南理工大学教授、博士生导师，重庆大学兼职教授、博士生导师，全国创新争先奖评审委员会委员，美国IEEE（电气与电子工程师学会）电力负荷分专委会主席，IEEE智能楼宇负荷用户系统（SBLC）专委会主任委员，IEEE SBLC亚太地区工作组主席，IEEE SMCS智能电力与能源系统专委会委员，IEEE SMCS标准委员会委员，IEEE P2781标准工作组主席，P2783标准工作组主席，MPCE等国际期刊编委。朱继忠28岁便晋升为重庆大学教授，1994年被英国皇家学会和中国科协评选为中国杰出青年科学家，获英国皇家学会研究员奖，第五届霍英东全国高校青年教师研究奖，第二届四川省青年科技奖，首届重庆市青年教师，重庆大学青年教师和博士，获国家教委部省级科技进步奖7项，1996年初回国被选为全国八五期间先进个人和全国留学回国人员代表，分别被中国《科技日报》（1993年）和美国《华府邮报》（1998年）选为“科技新星”。先后在英国、新加坡、美国的大学和公司工作20余年，2013年被选为阿尔斯通公司全球专家委员会Fellow（院士级专家），并担任阿尔斯通公司高级首席工程师。2016年初至2019年5月全职在南方电网科学研究院工作，创建了电网经济运行创新团队，并担任负责人，同时担任广东电网安全经济运行与市场化调度实验室主任。2016年和2017年分别获国际期刊MPCE年度贡献奖和特约主编奖，2018年荣获“科学中国人年度人物”称号等。2019年5月底被引进到华南理工大学。 主持或参与了20多个国际大型电力工程项目，在国际期刊和重要学术会议发表论文200余篇，申请国家专利40多项，出版英文著作4部，其中2009年在Wiley- IEEE出版的《Optimization of Power System Operation》被评为书籍并于2015年再版。2018年9月在国内出版专著《电网安全经济运行理论与技术》。

目  录

       前言  

作者简介  

第1章 绪论    1 

       参考文献    6   

第2章 英国电力市场分析    7 

        2.1 引言    7

        2.2 英国电力市场的发展历程    7

         2.3 英国电力市场营运模式    12

        2.4 英国电力市场价格机制    14

         2.5 短期运行备用与补偿机制    16

         2.6 可再生能源参与电力市场的政策    23

        参考文献    24   

第3章 北欧电力市场分析    27 

        3.1 引言    27

        3.2 北欧电力市场形成    27

            3.2.1 北欧电力系统概况    27

             3.2.2 北欧电力市场发展历程    28  

3.3 北欧电力市场特点    29

        3.4 北欧电力市场运行    32

         参考文献    37   

第4章 澳大利亚电力市场分析    38 

        4.1 引言    38

        4.2 市场法规与监管体系    38

         4.3 澳大利亚电力市场架构    41

         4.4 澳大利亚电力市场出清过程    46

         4.5 电量结算与审慎信用管理    51

         4.6 跨州结余竞价拍卖分析    56

         参考文献    58   

第5章 美国电力市场分析    61 

        5.1 引言    61

        5.2 美国电力市场的发展    61

         5.3 美国电力市场实现方法    69

         5.4 美国PJM电力市场    77

         参考文献    84   

第6章 国外辅助服务市场分析    85 

        6.1 辅助服务的基本概念    85

        6.2 美国纽约州辅助服务市场    87

         6.3 美国PJM辅助服务市场    90

         6.4 英国辅助服务市场    98

         6.5 德国辅助服务市场    103

         6.6 澳大利亚辅助服务市场    105

         参考文献    107   

第7章 中国电力市场分析    110 

        7.1 中国电力工业发展概况    110

        7.2 中国电力需求现状    112

        7.3 中国电力体制市场化改革    114

         7.4 中国电力现货市场模式探讨    117

         7.5 广东电力现货市场    122

         参考文献    126   

第8章 输配电价定价方法与分析    127 

        8.1 输配电价概述    127

         8.2 输配电价定价方法    131

         8.3 我国输配电价改革现状    138

         参考文献    144   

第9章 电力市场设计    146   

        9.1 电力市场框架设计    146

        9.2 电力市场基本概念    147

        9.3 市场成员信息    152

        9.4 市场结算设计    153

         9.5 市场运行调度数据    156

         9.6 数据验证与报告分析    161

         9.7 金融输电权计算    163

         9.8 电力市场中的市场力监测与缓解机制    168

         参考文献    174   

第10章 电价计算方法    175 

        10.1 引言    175

        10.2 市场运行的均衡价格理论    176

         10.3 电力市场出清价格    181

        10.4 阶段函数和出清价格    187

        10.5 节点电价计算    190

         10.6 LMP计算实例    194

        参考文献    200   

第11章 电力市场中的SFT核心算法    202 

        11.1 引言    202

        11.2 潮流计算数学模型    203

        11.3 牛顿-拉弗森法潮流计算    205

        11.4 解耦法潮流计算    210

        11.5 SFT核心算法    215

         11.6 网损灵敏度在SFT中具体实现    220

         参考文献    222   

第12章 电力市场中灵敏度计算方法    223 

        12.1 引言    223

        12.2 网损灵敏度计算    223

        12.3 约束转移灵敏度的计算    226

         12.4 扰动法计算灵敏度    234

         12.5 电压灵敏度分析    237

        12.6 灵敏度计算实例    238

12.6.3 电压灵敏度结果    247

         参考文献    248   

第13章 电力市场中的SCUC计算    250 

        13.1 引言    250

        13.2 日前电能量市场中的SCUC模型    251

         13.3 传统的SCUC模型求解方法    254

         13.4 求解SCUC模型的智能算法    263

         参考文献    269   

第14章 电力市场中的SCED计算    272 

        14.1 引言    272

        14.2 日前电能量市场出清SCED模型    272

            14.2.1 SCUC优化目标    272

             14.2.2 SCED约束条件    273

         14.3 线性规划法求解SCED    276

         14.4 二次规划法求解SCED    284

         14.5 内点法求解SCED    288

            14.5.1 Karmarkar梯度投影算法    288

             14.5.2 改进内点法应用于SCED    292

         参考文献    296   

第15章 可再生能源对电力市场的影响    299 

        15.1 可再生能源资源    299      

15.1.1 可再生能源发展概况    299

         15.2 可再生能源不确定性分析    302

            15.2.1 可再生能源出力特性分析    302

             15.2.2 可再生能源出力不确定性分析    306

         15.3 可再生能源参与电力市场的激励机制    308

            15.3.1 固定电价制度    308

             15.3.2 招投标制度    308

             15.3.3 绿色电价制度    309

             15.3.4 配额制度    309

         15.4 可再生能源配额制度对电力市场影响分析    310

         参考文献    320   

第16章 电力市场促进多能源消纳    321 

        16.1 引言    321

        16.2 国内外研究现状    322

         16.3 我国可再生能源发展概况    327

         16.4 我国可再生能源消纳存在的问题及对策分析    332

            16.4.1 存在的问题    332

             16.4.2 对策及建议    335

         16.5 促进可再生能源消纳的电力市场交易体系    339

         16.6 小结    347

        参考文献    347   

第17章 电力市场下的需求侧响应    350 

        17.1 背景    350

        17.2 国内外发展现状    352

            17.2.1 国内发展现状    352

             17.2.2 国外现状    353

         17.3 电力市场下的需求侧响应机制    355

            17.3.1 激励型需求侧响应    355

             17.3.2 价格型需求侧响应    357

         17.4 需求侧响应支撑技术    358

         参考文献    360