电力系统的市场化运营 预测、计划与风险管理 Forecasting， scheduling， and risk managementPDF电子书下载

第1章　电力市场概述 1

1.1 引言 1

1.2　市场结构与运营 1

1.2.1　市场运营的目标 1

1.2.2　电力市场的模式 2

1.2.3　市场结构 3

1.2.4　电力市场种类 5

1.2.5　市场力 8

1.2.6　市场运营的关键机构 8

1.3　本书内容概述 9

1.3.1　信息预测 9

1.3.2　重构电力市场中的机组组合 10

1.3.7　输电阻塞管理与定价 11

1.3.6　辅助服务拍卖 11

1.3.5　资产评估与风险管理 11

1.3.4　市场力与博弈 11

1.3.3 电力市场的套利交易 11

第2章　短期负荷预测 13

2.1　引言 13

2.1.1　负荷预测的应用 13

2.1.2　影响负荷模式的因素 13

2.1.3　负荷预测的种类 14

2.2　神经网络（ANN）短期负荷预测 15

2.2.1　ANN简介 15

2.2.2　应用ANN作短期负荷预测（STLF） 17

2.2.3　用MATLAB ANN工具箱进行短期负荷预测 19

2.3　短期负荷预测的ANN体系结构 19

2.3.1 本书提出的ANN体系结构 19

2.3.2　季节性ANN 20

2.3.4　多日预测 21

2.3.3 自适应权重 21

2.4　数字仿真结果 22

2.4.1　训练和测试数据 22

2.4.2　训练过程的终止标准 25

2.4.3　ANN的比较模型 25

2.4.4　单日预测的性能 26

2.4.5　多日预测的性能 31

2.5　灵敏度分析 32

2.5.1　可行的模型 33

2.5.2　对输入因子的灵敏度 33

2.5.3　温度的隐式表达 34

第3章　电价预测 36

3.1 引言 36

3.2.1 电价基本概念 37

3.2　电价与电价预测问题 37

3.2.2　电价的不稳定性 38

3.2.3 电价预测的分类 39

3.2.4　电价预测考虑的因素 40

3.3　电价仿真模块 40

3.3.1　仿真策略举例 41

3.3.2　仿真举例 41

3.4　基于ANN的电价预测模型 43

3.4.1　ANN在电价预测中考虑的因素 43

3.4.2　用ANN预测118节点系统电价 44

3.5 电价预测的性能评估 46

3.5.1　可选方案 47

3.5.2　可选的MAPE定义 48

3.6　实际案例研究 49

3.6.1　数据预处理的影响 50

3.6.2　训练向量个数的影响 51

3.6.3　输入因子数量的影响 52

3.6.4　自适应预测的影响 54

3.6.5　ANN法与其他可选方法的比较 54

3.7 电价突变分析模块 55

3.7.1 电价突变分析 55

3.7.2 电价的概率分布 62

3.8 电价预测的应用 66

3.8.1　应用点电价预测制定发电计划 66

3.8.2　应用电价概率分布进行资产评估和风险分析 66

3.8.3　应用电价概率分布进行期权评估 66

3.8.4　应用价格对负荷的条件概率分布来预测期货电价 67

4.1 引言 68

第4章　基于电价的机组组合 68

4.2　基于电价的机组组合方程 69

4.2.1　系统约束条件 70

4.2.2　机组约束条件 70

4.3　基于电价的机组组合方程求解 71

4.3.1　不考虑排放和燃料约束时的求解方法 71

4.3.2　考虑排放和燃料约束时的求解方法 78

4.4　求解方法讨论 81

4.4.1 电能购买 81

4.4.2　因数修正的步长推导 82

4.4.3　最优化条件 84

4.5.2　变化的燃料价格是燃料消耗量的函数 86

8.3.2　Benders分解法在安全约束的机组组合中的应用 1 86

4.5　基于电价的机组组合的其他特点 86

4.5.1　各节点电价不同 86

4.5.3　拉格朗日增广的应用 87

4.5.4　基于电价的机组组合的投标策略 90

4.6.1　5机组系统举例分析 92

4.6　举例分析 92

4.6.2　36机组系统举例分析 95

4.7　结论 100

第5章 电力市场中的套利 101

5.1 引言 101

5.2　套利的概念 101

5.2.1　什么是套利 101

5.2.2　套利的有效性 101

5.3 电力市场中的套利 102

5.3.1　相同商品套利 102

5.3.2　不同商品套利 102

5.3.3 电力价格—成本差与套利 103

5.3.4　基于PBUC的套利分析 103

5.4 电力市场中套利的例子 104

5.4.1 电能和辅助服务之间的套利 104

5.4.2　双边合同套利 108

5.4.3　天然气和电能之间的套利 110

5.4.4　排放份额套利 116

5.4.5　蒸汽与电力的套利 120

5.5　结论 121

第6章　基于博弈论的市场力分析 123

6.1　引言 123

6.2　博弈论 123

6.2.1　一个说明性的例子 124

6.2.2　博弈论方法在电力系统中的应用 125

6.3　电能交易博弈 125

6.3.1　市场成员之间的联盟 126

6.3.2　市场成员的发电成本 127

6.3.3　市场成员的目标 128

6.4　纳什谈判问题（讨价还价问题） 129

6.4.1　交易分析的纳什谈判模型 130

6.4.2　两成员问题分析 130

6.4.3　最优交易及其价格 131

6.4.4　仿真结果 132

6.5.1　参与者和投标信息 138

6.5.2　博弈的基本概率分布 138

6.5　不完全信息下的市场竞争 138

6.5.3　条件概率和期望支付（收益） 139

6.5.4　博弈方法 140

6.6　多种电力商品市场的竞争 142

6.6.1　求解方法 143

6.6.2　算例 143

6.6.3　博弈方法 143

6.7　结论 148

7.1.1　资产评估 149

7.1.2　风险值（VaR） 149

7.1　引言 149

第7章　发电资产评估与风险分析 149

7.1.3　VaR在电力市场资产评估中的应用 150

7.2　发电资产评估中的风险值 150

7.2.1 计算VaR的框架 150

7.2.2　现货价格模拟 151

7.2.3　算例 153

7.2.4　实例 157

7.2.5　灵敏度分析 165

7.3　发电容量价值评估 173

7.3.1　VaR计算框架 173

7.3.2　算例 174

7.3.3　灵敏度分析 175

7.4 结论 177

8.1 引言 179

第8章 安全约束的机组组合——可靠性约束的影响 179

8.2　安全约束的机组组合问题的方程式 180

8.2.1　对于爬坡约束的讨论 182

8.3　安全约束的机组组合的Benders分解法 185

8.3.1　Benders分解 185

8.3.3　主问题的描述方程 186

8.4　安全约束的机组组合在减少网络越限方面的应用 188

8.4.1　网络约束的线性化 188

8.4.2　子问题方程 189

8.4.3　Benders cut（割）方程 191

8.4.4　举例研究 192

8.5　安全约束的机组组合在减小发电机组电能缺额（EUE）方面的应用——可靠性的影响 197

8.5.1　子问题方程及其求解 197

8.5.2　举例研究 199

8.6　结论 202

第9章　辅助服务投标市场设计 203

9.1　引言 203

9.2　辅助服务市场模式 204

9.3　提前辅助服务市场投标——依次序竞价方法 205

9.3.1 辅助服务按次序投标的两种备选方案 206

9.3.2　辅助服务计划 207

9.3.3　辅助服务投标市场机制的设计 208

9.3.4　算例分析 210

9.3.5　讨论 220

9.4　提前辅助服务市场投标——同时报价方法 220

9.4.1 辅助服务同时报价投标机制的设计方案 221

9.4.2　理性买家算法方案 222

9.4.3　按边际成本结算方案 230

9.5.1　AGC的基本功能 235

9.4.4　讨论 235

9.5 自动发电控制（AGC） 235

9.5.2　AGC响应 236

9.5.3　AGC机组调节服务的经济补偿 237

9.5.4　AGC服务定价 238

9.5.5　讨论 245

9.6　结论 245

9.7　译者注 246

第10章　输电阻塞管理与定价 248

10.1　概述 248

10.2　输电成本分摊方法 249

10.2.1　邮票法（Postage-Stamp Rate Method） 250

10.2.2　合同路径法（Contract Path Method） 250

10.2.3　兆瓦－英里法（MW-Mile Method） 250

10.2.4　未用输电容量法（Unused Transmission Capacity Method） 251

10.2.5　兆伏安－英里法（MVA-Mile Method） 252

10.2.6　反向流法（Counter-flow Method） 252

10.2.7　分布因子法（Distribution Factors Method） 252

10.2.8　交流潮流法（AC Power Flow Methods） 254

10.2.9　潮流跟踪法（Tracing Methods） 254

10.2.10　成本分摊法的比较 258

10.3　输电成本分摊方法的举例 259

10.3.1　用分布因子法进行输电成本分摊 261

10.3.2　用Bialek's潮流跟踪法的输电成本分摊 262

10.3.3　用Kirschen's潮流跟踪法的输电成本分摊 263

10.3.4 比较三种输电成本分摊法 264

10.4　节点边际价格（LMP），固定输电权（FTR）和阻塞管理 265

10.4.1　节点边际价格（LMP） 265

10.4.2　节点边际价格（LMP）在确定区域边界中的应用 272

10.4.3 固定输电权（FTR） 275

10.4.4 固定输电权拍卖（FTR Auction） 278

10.4.5　区域阻塞管理 283

10.5　综合输电定价方案 292

10.5.1　建议采用的输电定价方法概述 292

10.5.2　输电调度的优先次序 294

10.5.3　输电网使用、阻塞费用和固定输电权补偿费的计算 297

10.5.4　算例 299

10.6　结论 308

附录 309

附录A　符号对照表 309

附录B　数学推导 312

B.1　概率分布的推导 312

B.2　带不等式约束的拉格朗日增广函数 313

附录C　RTS负荷数据 316

D.1　5机组系统 318

附录D　示例系统数据 318

D.2　36-机组系统 320

D.3　6-机组系统 325

D.4　修改后的IEEE-30节点系统 326

D.5　118节点系统 328

附录E　博弈论的相关概念 333

E.1　非合作博弈论中的平衡 333

E.2　特征函数 333

E.3　N个局中人合作博弈 334

E.4　不完全信息下的博弈 335

附录F　阻塞费用计算 335

F.1　通过发电机出力来计算阻塞费用 336

F.2　通过负荷出力来计算阻塞费用 338

参考文献 340