電力市場(chǎng)環(huán)境下發(fā)電機(jī)組檢修規(guī)劃策略研究.pdf

1、電力工業(yè)市場(chǎng)化改革,產(chǎn)生了追求效益最大化的發(fā)電廠商和負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立調(diào)度機(jī)構(gòu)ISO(Independent system operator)等市場(chǎng)主體,機(jī)組檢修規(guī)劃模式應(yīng)由以系統(tǒng)運(yùn)行為中心轉(zhuǎn)向在發(fā)電廠商效益和系統(tǒng)運(yùn)行之間取得均衡,傳統(tǒng)策略不再適用,迫切需要開(kāi)發(fā)新的規(guī)劃模型。本文作為國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃專(zhuān)項(xiàng)資助項(xiàng)目“電力市場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的影響研究(2004CB217905)”和國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“輸電系統(tǒng)的狀態(tài)檢修和減

2、災(zāi)搶修策略研究(50807043)”的一部分,集中對(duì)市場(chǎng)環(huán)境下發(fā)電機(jī)組檢修規(guī)劃及相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容和研究結(jié)論如下:
　　1.提出了基于浴盆曲線失效模式的發(fā)電機(jī)組故障率函數(shù),相關(guān)參數(shù)通過(guò)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)采用最小二乘擬合方法得到,基于此可確定機(jī)組可用度并估計(jì)用于更新破損元件的期望費(fèi)用支出。對(duì)比發(fā)電廠商和整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)組檢修安排可知,與以固定強(qiáng)迫停運(yùn)率描述機(jī)組故障的運(yùn)行-故障兩狀態(tài)模型相比,該模型更符合機(jī)組運(yùn)行實(shí)際,反映了故障率和可

3、用度隨時(shí)間變化情況,可用于評(píng)估其突然故障對(duì)發(fā)電廠商或系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)損失。
　　2.提出了基于電價(jià)空間分布的分類(lèi)預(yù)測(cè)模型和用于中長(zhǎng)期電價(jià)模擬的復(fù)合預(yù)測(cè)模型,以分析規(guī)劃期內(nèi)的發(fā)電廠商成本/效益水平。前者根據(jù)影響電價(jià)分布的各市場(chǎng)因素,利用鄰近點(diǎn)和支撐向量機(jī)技術(shù)對(duì)未來(lái)時(shí)段電價(jià)進(jìn)行分類(lèi)并分別預(yù)測(cè),降低了電價(jià)對(duì)時(shí)間的依賴(lài)程度,為中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)提供了有效思路。同時(shí),建立了結(jié)合ARMA-ARCH時(shí)間序列模型和跳躍模型的復(fù)合預(yù)測(cè)模型,分別用來(lái)描述電

4、價(jià)變化的自回歸特性、異方差特性和所對(duì)應(yīng)的尖峰電價(jià),算例表明其可有效描述電價(jià)變化,適用于電價(jià)中長(zhǎng)期模擬。
　　3.機(jī)組檢修規(guī)劃模式與市場(chǎng)機(jī)制、系統(tǒng)容量充裕度密切相關(guān)。對(duì)于容量充裕度較低系統(tǒng),提出了由 ISO統(tǒng)一安排、以包括可靠性成本、發(fā)電成本、機(jī)組更新費(fèi)用和檢修費(fèi)用在內(nèi)的系統(tǒng)運(yùn)行成本最小為目標(biāo)的規(guī)劃模型;對(duì)于容量充裕度較高、市場(chǎng)機(jī)制成熟系統(tǒng),基于發(fā)電廠商和ISO的不同職責(zé),提出了兩步驟規(guī)劃模式:首先各發(fā)電廠商根據(jù)所處市場(chǎng)環(huán)境及機(jī)組運(yùn)

5、行情況,以其效益最優(yōu)確定檢修計(jì)劃并提交至 ISO;然后由ISO協(xié)調(diào)各機(jī)組檢修時(shí)段并合理分?jǐn)傉{(diào)整費(fèi)用,確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠。
　　4.基于日前能量市場(chǎng),構(gòu)建了考慮機(jī)組故障和市場(chǎng)電價(jià)波動(dòng)兩種風(fēng)險(xiǎn)因素的發(fā)電廠商的最優(yōu)規(guī)劃模型,確保其規(guī)劃期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu),并擴(kuò)展至包括雙邊合同、日前市場(chǎng)和備用市場(chǎng)的復(fù)雜市場(chǎng)模式,考慮相關(guān)約束條件后,采用遺傳算法和線性規(guī)劃方法相結(jié)合思想求解。算例表明,所述模型可規(guī)避相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)損失,確保發(fā)電廠商的效益最優(yōu)。由于并未

6、考慮供求平衡、備用等系統(tǒng)運(yùn)行約束,所得檢修時(shí)段應(yīng)由 ISO協(xié)調(diào)后才能賦予實(shí)施。
　　5.提出了基于運(yùn)行成本分析的系統(tǒng)機(jī)組檢修的迭代調(diào)整策略。各發(fā)電廠商將檢修計(jì)劃提交至ISO,ISO判斷其是否滿(mǎn)足預(yù)期要求并產(chǎn)生相應(yīng)調(diào)整信號(hào),若滿(mǎn)足,則得到最終檢修安排并將調(diào)整費(fèi)用按負(fù)荷分?jǐn)傊粮饔脩?hù),否則將調(diào)整信號(hào)傳遞至各發(fā)電廠商,并在其規(guī)劃目標(biāo)中以調(diào)整成本形式加以考慮,促使各發(fā)電廠商重新規(guī)劃其檢修時(shí)段。算例仿真結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)幾次迭代即可獲得滿(mǎn)足雙方要

7、求的、可行的檢修計(jì)劃,在發(fā)電廠商經(jīng)濟(jì)效益和系統(tǒng)可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行之間取得均衡,同時(shí)用戶(hù)也樂(lè)意支付相應(yīng)調(diào)整費(fèi)用以獲得更優(yōu)的可靠性水平。
　　6.提出了基于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的發(fā)電機(jī)組檢修協(xié)調(diào)機(jī)制。首先各發(fā)電廠商評(píng)估其機(jī)組在不同窗口檢修的成本/效益,確定其檢修競(jìng)價(jià)費(fèi)用并提交至 ISO;然后,根據(jù)各發(fā)電廠商的檢修競(jìng)價(jià)費(fèi)用,ISO確定其滿(mǎn)意度并構(gòu)建了包括機(jī)組競(jìng)價(jià)費(fèi)用、滿(mǎn)意度和系統(tǒng)充裕度在內(nèi)的多目標(biāo)協(xié)調(diào)規(guī)劃模型;最后,根據(jù)“誰(shuí)獲益、誰(shuí)支付”的市場(chǎng)原則,給

8、出了基于最終滿(mǎn)意度水平的費(fèi)用分?jǐn)倷C(jī)制。算例仿真結(jié)果表明,該方法簡(jiǎn)單、透明、公平,保證了各時(shí)段的系統(tǒng)充裕度;同時(shí)各發(fā)電廠商或者獲得滿(mǎn)意的檢修窗口,或者獲得一定經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償,確保了檢修計(jì)劃的順利實(shí)施。
　　發(fā)電機(jī)組檢修安排,不僅影響各發(fā)電廠商的經(jīng)濟(jì)效益,也是確保系統(tǒng)安全運(yùn)行和市場(chǎng)穩(wěn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,本文對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了深入分析,提出了適合于不同市場(chǎng)發(fā)展階段和不同系統(tǒng)充裕度水平的檢修規(guī)劃模式,在檢修理論和市場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行上提出了一些新觀點(diǎn)和模型,