顧穎中, 李慧杰, 史保壯
(1. 通用電氣能源咨詢, Schenectady, 美國; 2. 通用電氣電網(wǎng)技術(shù)中心有限公司, 上海市 201114)
生產(chǎn)模擬仿真在電力市場環(huán)境下的應(yīng)用案例及建議
顧穎中1, 李慧杰2, 史保壯1
(1. 通用電氣能源咨詢, Schenectady, 美國; 2. 通用電氣電網(wǎng)技術(shù)中心有限公司, 上海市 201114)
生產(chǎn)模擬仿真,作為電力系統(tǒng)規(guī)劃及運行的核心工具,在歐美國家過去30多年的電力市場化發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用。文中重點介紹了生產(chǎn)模擬仿真的概念、結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型和應(yīng)用情況,對其在電力市場環(huán)境下的應(yīng)用案例進行了詳細分析;探討了生產(chǎn)模擬仿真在中國應(yīng)用所面臨的機遇和挑戰(zhàn)。文中建議在中國電力市場化改革背景下的系統(tǒng)規(guī)劃和運行機制研究中應(yīng)用生產(chǎn)模擬仿真并對其作必要的改進,以促進中國系統(tǒng)規(guī)劃和運行機制的科學(xué)發(fā)展。
生產(chǎn)模擬仿真; 電力市場; 輸電阻塞評估; 可再生能源接入
2015年在中國電改“中發(fā)〔2015〕9號文”出臺后,國家相關(guān)部委陸續(xù)發(fā)布了相應(yīng)配套文件,從不同角度為電力市場改革提供政策性指導(dǎo)和實施依據(jù)。同時確定了首批試點省、市,分別從售電側(cè)、輸配電價、電改綜合方面推動電改實施,探索實現(xiàn)電力市場資源優(yōu)化配置的途徑[1]。全國相關(guān)高校、科研機構(gòu)也從經(jīng)濟學(xué)理論角度,結(jié)合中國電力工業(yè)實際,開展電力市場仿真模擬建構(gòu),研究電力市場經(jīng)濟運行新模式。但是,由于電力商品的特殊性,電力市場相關(guān)活動存在著種種風(fēng)險,如何規(guī)避和使各種風(fēng)險影響最小化是推動電力市場健康發(fā)展的必然要求[2]。因此,有必要建立電力市場仿真實驗平臺,開展模擬實驗,研究、驗證各種市場方案和規(guī)則的合理性以及分析可能出現(xiàn)的風(fēng)險[3]。通過建立和完善模擬仿真系統(tǒng),在充分考慮利用經(jīng)濟杠桿的調(diào)節(jié)作用條件下,實現(xiàn)電力市場綜合效益的最大化[4]。
歐美國家在過去30多年的電力市場改革過程中也面臨過很多挑戰(zhàn)[5]。在這個過程中,電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬仿真(production simulation)作為一項關(guān)鍵技術(shù),在電力市場變革的大環(huán)境下,為解決電網(wǎng)市場機制評估、電力市場整合分析、中長期經(jīng)濟規(guī)劃、可再生能源消納、輔助服務(wù)市場及容量市場評估等一系列關(guān)鍵問題發(fā)揮了重要作用[6-9]。電力市場分析是生產(chǎn)模擬仿真主要應(yīng)用場景之一。
生產(chǎn)模擬仿真的核心價值在于通過科學(xué)的方法對新的市場機制進行預(yù)演和評估,從而有效地減少不良設(shè)計所導(dǎo)致的潛在風(fēng)險。同時,生產(chǎn)模擬仿真建模也會幫助中國電力市場研究建立完備的數(shù)據(jù)庫,為未來的各種研究協(xié)作提供寶貴的數(shù)據(jù)平臺。本文介紹了電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬仿真的模型和結(jié)構(gòu),以及典型應(yīng)用案例,為中國電力市場改革背景下的系統(tǒng)規(guī)劃和運行機制發(fā)展提供參考。
生產(chǎn)模擬仿真主要研究電力系統(tǒng)調(diào)度中的機組組合和經(jīng)濟調(diào)度問題,進而評估在不同市場機制下各機組以及整個系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性問題[6-7]。通過對電力系統(tǒng)的運行進行仿真,再依據(jù)仿真結(jié)果作各類電力系統(tǒng)規(guī)劃分析。通過模擬電力系統(tǒng)的中長期運行,從而能夠更精確地確定電網(wǎng)以及系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的運行方式。
多區(qū)域生產(chǎn)模擬仿真不但可以計算以滿足系統(tǒng)各個時間負荷需求為目標(biāo)系統(tǒng)調(diào)度所需的電源開機組合及各機組的出力、排放,還可以計算系統(tǒng)輸電網(wǎng)絡(luò)的有功潮流和節(jié)點電價,并考慮輸電線路受到載荷約束和系統(tǒng)安全約束以及其他邊界條件,分析線路阻塞和機組出力的改變對系統(tǒng)運行成本和經(jīng)濟性的影響。生產(chǎn)模擬仿真可用于以下方面的研究。
1)電力市場模擬。可以模擬電力市場的不同結(jié)構(gòu)和模式,進行規(guī)則/機制的設(shè)計和改進。如已在紐約電力市場、加州電力市場、新英格蘭電力市場和PJM電力市場建設(shè)和運行中均發(fā)揮了重要作用。
2)輸電費用計算。計算系統(tǒng)節(jié)點電價,進而分析各電源的輸電成本,為相應(yīng)輸電協(xié)議提供支持。
3)輸電阻塞分析。分析系統(tǒng)中輸電線路和聯(lián)絡(luò)線的阻塞及其對系統(tǒng)運行成本的影響,研究可能的改進措施,如增加線路、系統(tǒng)加強或增加輸電能力。
4)新增電源、輸電電路或需求響應(yīng)的影響評估。分析上述措施對系統(tǒng)整體運行成本的影響以及系統(tǒng)內(nèi)各輸電線路載荷的影響,從而為最優(yōu)方案/措施提供決策支持。
5)電力庫設(shè)計。研究各機組在電力庫中的成本以及電力庫規(guī)則的設(shè)計。
6)新能源(風(fēng)電和光電等間歇性電源)對系統(tǒng)運行的影響分析。分析新能源對系統(tǒng)調(diào)度和運行成本的影響,研究提高系統(tǒng)消納能力的各種措施及其優(yōu)化方法。
電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬仿真的核心職能是求解電力系統(tǒng)機組組合和電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度問題。圖 1所示為簡化的生產(chǎn)模擬仿真的流程圖[10]。在進行了全方位的系統(tǒng)初始化和各種輸入數(shù)據(jù)處理后,生產(chǎn)模擬仿真核心是在3個時間尺度(年、周、小時)中對機組組合問題和經(jīng)濟調(diào)度問題進行求解,從而計算出每小時線路潮流、機組出力、節(jié)點電價、排放、機組和負荷歷時曲線等各種結(jié)果。生產(chǎn)模擬仿真允許用戶在時間和空間上進行各種數(shù)據(jù)的重載,以提高對各種可能的系統(tǒng)狀況進行建模的自由度和靈活度。
圖1 生產(chǎn)模擬仿真流程圖Fig.1 Flowchart of power system production simulation
機組組合問題的優(yōu)化目標(biāo)是最小化全系統(tǒng)的運行成本(包括機組啟停成本)的同時滿足各種運行約束條件,其決策變量是機組每小時的開關(guān)狀態(tài)??梢杂墒?1)至式(13)來描述[11-12]。
(1)
(2)
-Fmax≤Fk≤Fmaxk=1,2,…,T
(3)
(4)
PGi,k+1-PGi,k≤RUixi,k+SUi(xi,k+1-xi,k)+
(5)
PGi,k-PGi,k+1≤RDixi,k+SDi(xi,k-xi,k+1)+
(6)
i∈G,k=2,3,…,T
(7)
i∈G,k=2,3,…,T
(8)
i∈G,k=1,2,…,T
(9)
(10)
xi,k-xi,k-1≤cUi,ki∈G,k=1,2,…,T
(11)
xi,k-1-xi,k≤cDi,ki∈G,k=1,2,…,T
(12)
xi,k,cUi,k,cDi,k∈{0,1}i∈G,k=1,2,…,T
(13)
經(jīng)濟調(diào)度問題的優(yōu)化目標(biāo)是最小化全系統(tǒng)的運行成本(不包括機組啟停成本)的同時滿足各種運行約束條件,其決策變量是機組每個調(diào)度時段的出力,可以由目標(biāo)函數(shù)式(14),以及約束條件式(2)、式(3)、式(15)至式(17)來描述[13-15]。
(14)
PGi,k+1-PGi,k≤RUii∈G,k=1,2,…,T-1
(15)
PGi,k-PGi,k+1≤RDii∈G,k=1,2,…,T
(16)
(17)
雖然從數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)流程圖上來看,生產(chǎn)模擬仿真只是將傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)調(diào)度(經(jīng)濟調(diào)度、機組組合問題)放在更長的時間尺度(如12個月或30年)上運行,但工業(yè)級的生產(chǎn)模擬仿真和電力系統(tǒng)調(diào)度在模型架構(gòu)、算法以及應(yīng)用特性上卻區(qū)別較大。表1列舉了電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬仿真和電力系統(tǒng)調(diào)度的一些主要區(qū)別。
表1 生產(chǎn)模擬仿真和電力系統(tǒng)調(diào)度比較Table 1 Comparison between production simulation and power system scheduling
由于電力系統(tǒng)調(diào)度決定系統(tǒng)中機組的出力和開關(guān)狀態(tài),在電力市場環(huán)境下還決定節(jié)點電價和市場運行效率,因此其計算精度和對優(yōu)化算法的最優(yōu)精度要求較高。相比較而言,生產(chǎn)模擬仿真是對電力系統(tǒng)的中長期運行進行模擬,并不直接決定機組出力和影響系統(tǒng)運行效率,其計算精度和優(yōu)化精度的要求自然比電力系統(tǒng)調(diào)度的要求低。同時生產(chǎn)模擬仿真大多用于解決規(guī)劃問題,它的時間尺度相較于解決系統(tǒng)運行問題的電力系統(tǒng)調(diào)度而言是相當(dāng)大的。以北美為例,很多大型電網(wǎng)經(jīng)濟規(guī)劃和可再生能源并網(wǎng)規(guī)劃問題的研究周期可以長達30年。因為相對較長的時間尺度,生產(chǎn)模擬仿真所面臨的不確定性也較系統(tǒng)調(diào)度要大得多。就電力系統(tǒng)調(diào)度中最復(fù)雜的機組組合問題而言,其面臨的主要不確定性是日前市場和實時市場之間直接的負荷預(yù)測誤差、可再生能源預(yù)測誤差、機組或線路故障等。而生產(chǎn)模擬仿真所面臨的不確定性則是長達30年的負荷預(yù)測誤差、可再生能源預(yù)測誤差、新機組選址、舊機組停運、政策變化、燃料價格變化、系統(tǒng)運行方式變化和貨幣價值隨時間變化等各種不確定性。也正因為如此,這些不確定性帶來的誤差將遠遠超過最優(yōu)化方法和計算方法本身的誤差,使得花費大量計算資源一味追求計算精度對生產(chǎn)模擬仿真而言變得意義不大。為了應(yīng)對各種不確定性的挑戰(zhàn),生產(chǎn)模擬仿真需要作大量的靈敏度分析,以確保最終的規(guī)劃方案在各種條件下都有符合預(yù)期的表現(xiàn)。
在中長期電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬中,還需考慮各種各樣復(fù)雜的中長期約束條件,如天然氣的區(qū)域性供氣約束(例如美國東北地區(qū)有很多天然氣機組,由于要優(yōu)先保證居民用戶供暖,會分片區(qū)采取季度性的供氣上限,即某個地區(qū)的天然氣機組在某個季度內(nèi)發(fā)電所用天然氣不得超過某個上限)和排放限制的約束條件(即某臺發(fā)電機全年碳排放、氮化物排放、硫化物排放不得超過某個上限)等。
除了時間上的巨大跨度,生產(chǎn)模擬仿真還需建立空間上的巨大跨度。例如對美國加州電力系統(tǒng)進行生產(chǎn)模擬仿真時,不僅要對其內(nèi)部系統(tǒng)建模,還需使用整個北美西部大電網(wǎng)(WECC)的數(shù)據(jù)庫,包括美國和加拿大兩國數(shù)十個行政州(省)[16]。如此巨大的空間跨度和時間跨度使得生產(chǎn)模擬仿真對核心算法的計算性能要求非常高,往往對相同區(qū)域的工業(yè)級生產(chǎn)模擬仿真的計算性能需要達到電力系統(tǒng)調(diào)度的數(shù)十至數(shù)百倍。
電力市場環(huán)境下的電力系統(tǒng)分析是生產(chǎn)模擬仿真非常重要的應(yīng)用場景。在歐美的能源電力行業(yè),通常在電力市場環(huán)境下,通過生產(chǎn)模擬仿真可以做以下研究:評估電力市場的運行效率;評估市場機制設(shè)計是否合理,能否進一步改善;新區(qū)域整合入某一電力市場所能得到的綜合效益提升;研究各種新增輔助服務(wù)市場/產(chǎn)品對電網(wǎng)運行的影響,從市場參與者的角度對他們的報價曲線和報價策略進行優(yōu)化;研究電力市場環(huán)境下用戶資產(chǎn)的利用率;研究各種新技術(shù)或商業(yè)模式對電力市場或電力系統(tǒng)的影響等。
生產(chǎn)模擬仿真的主要應(yīng)用之一是電力市場整合研究。美國加州電力市場是目前世界上最成熟的電力市場之一。PacifiCorp是美國西部重要的電網(wǎng)公司,為美國西部6個州(加州、俄勒岡州、猶他州等)的居民提供電力服務(wù)[17]。由于人口和經(jīng)濟的增長、可再生能源的推廣以及州政府和聯(lián)邦政府的各種能源環(huán)保政策的變化,諸如PacifiCorp這樣的電網(wǎng)公司想進一步謀求更好的區(qū)域合作和資源整合,以進一步降低運行成本。因此,PacifiCorp和加州獨立系統(tǒng)運行商(ISO)于2014至2015年共同開展了一項電力市場整合研究,通過電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬仿真來全面分析PacifiCorp加入加州ISO所運營電力市場的利弊[18]。
該研究依據(jù)不同的負荷水平、可再生能源穿透率,以及2個區(qū)域間的輸電傳輸容量分別建立低水平場景和高水平場景,通過對整個北美西部電網(wǎng)WECC的生產(chǎn)模擬仿真得到以下的結(jié)論(具體模擬結(jié)果見附錄A表A1):通過電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬仿真能夠科學(xué)和定量地分析出PacifiCorp電網(wǎng)公司加入加州電力市場所能夠獲得的各種收益,其中包括在提高電網(wǎng)調(diào)度效率、降低系統(tǒng)裝機容量、有效管理可再生能源導(dǎo)致的電力過剩等方面的顯著提升,從而更好地支持PacifiCorp公司整合入加州電力市場的戰(zhàn)略決策。
進行系統(tǒng)規(guī)劃分析時,輸電線路阻塞的影響是非常重要的一個方面。輸電阻塞所對應(yīng)的經(jīng)濟成本對于電力市場下的電網(wǎng)運行是一個非常重要的經(jīng)濟指標(biāo),如果發(fā)生輸電阻塞,會影響系統(tǒng)中機組的出力以及輸電網(wǎng)絡(luò)的潮流,并且限制了系統(tǒng)供給側(cè)和需求側(cè)資源的自由配給,降低市場運行效率。生產(chǎn)模擬仿真是研究輸電阻塞影響的有效手段,因而它在ISO的電網(wǎng)規(guī)劃部門所進行的電網(wǎng)經(jīng)濟規(guī)劃及輸電阻塞評估中發(fā)揮了重要作用,如紐約州ISO進行的輸電阻塞評估及電源并網(wǎng)研究[19]。該項研究每年都要進行,其目的是在紐約電力市場框架下為整個紐約州的電網(wǎng)進行未來幾十年的輸電阻塞評估,為紐約電力市場參與者提供減少輸電阻塞和增加運行效率的方案,同時為電網(wǎng)建設(shè)項目的審批提供科學(xué)和經(jīng)濟的依據(jù)[19]。
該項研究主要通過通用電氣(GE)的多區(qū)域生產(chǎn)模擬仿真軟件進行,其對紐約電網(wǎng)以及幾個相鄰的區(qū)域大電網(wǎng)(PJM等)進行非常細致的數(shù)學(xué)建模,除了基本的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、機組及負荷參數(shù)之外,還包括未來幾十年新增及停運機組、線路、柔性輸電設(shè)備,同步調(diào)相機,跨區(qū)域雙邊及多邊協(xié)議,各種故障及政策性約束,各種燃料(煤、石油、天然氣、核燃料等)價格預(yù)測,各種排放(二氧化碳、氮化物、硫化物等)曲線,最低資本回報率(hurdle rate)等各種復(fù)雜因素。該研究的主要成果包括未來幾十年全系統(tǒng)輸電阻塞情況分析、系統(tǒng)及各區(qū)域運行成本、發(fā)電量、區(qū)域電能進出量、預(yù)測節(jié)點價格、發(fā)電企業(yè)的收益及電網(wǎng)企業(yè)的支出、各種污染物排放等。
通過對輸電阻塞價格的總結(jié)(2016至2034年紐約州所有主要輸電走廊的輸電阻塞價值的變化,見附錄A圖A1),可以表明對輸電線路進行升級改造來消除阻塞所帶來的全系統(tǒng)運行成本降低的經(jīng)濟價值[20],它為紐約州興建輸電工程提供了科學(xué)的指導(dǎo)性意見。
生產(chǎn)模擬仿真在電力市場環(huán)境下的另一項重要應(yīng)用是可再生能源消納研究。很多可再生能源集中的地區(qū)都面臨著棄風(fēng)、棄光等各種并網(wǎng)問題,同時大規(guī)模的可再生能源接入對電網(wǎng)的可靠性、安全性、電源結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運行等方面所帶來一系列挑戰(zhàn)。一種成熟有效的電力市場機制能夠更好地調(diào)配區(qū)域內(nèi)及跨區(qū)域的各種資源以更好地支持電網(wǎng)對可再生能源的消納。因而如何科學(xué)和定量地分析可再生能源在電力市場環(huán)境下的消納問題就成為生產(chǎn)模擬仿真的另一個重要應(yīng)領(lǐng)域。
泛加拿大風(fēng)電消納研究[21]是繼美國東部可再生能源消納研究[22]和美國西部風(fēng)電和太陽能消納研究[23]之后北美大陸最主要的可再生能源消納研究之一。該研究對整個美加大電網(wǎng)進行詳細建模,旨在分析和解決泛加拿大地區(qū)風(fēng)電并網(wǎng)消納的一系列關(guān)鍵問題,如加拿大電網(wǎng)能否支持政策預(yù)期的35%風(fēng)電穿透率、需要增加多少額外的備用容量、棄風(fēng)狀況如何、對各區(qū)域污染物排放的影響是多少、需要對現(xiàn)有電網(wǎng)進行怎樣的擴容規(guī)劃,以及這些可再生能源帶來的經(jīng)濟環(huán)保收益的量化分析等。該研究假設(shè)4個場景[24]。5%基本場景代表著現(xiàn)有的加拿大電網(wǎng)以及已經(jīng)投運及在建的所有風(fēng)電場,其約占總裝機容量的5%。20%分布式場景代表著將風(fēng)電的穿透率提升至20%,并且平均分布到加拿大各省。20%集中式場景指將風(fēng)電穿透率提升至20%且集中分布在風(fēng)電資源最好且容量系數(shù)最高的地點,這意味著各省風(fēng)電資源裝機分配不均。35%目標(biāo)場景指根據(jù)加拿大各省的可再生能源政策目標(biāo)分配而全國總的風(fēng)電穿透率達到35%。
通過生產(chǎn)模擬仿真,可以發(fā)現(xiàn)越高的風(fēng)電穿透率將導(dǎo)致越高的棄風(fēng)率,而分布式場景會比集中式場景有著略高的棄風(fēng)率[21],具體結(jié)果見附錄A表A2)。
圖2展示了在泛加拿大風(fēng)電并網(wǎng)研究中生產(chǎn)模擬仿真得到的各種污染物排放下降的預(yù)測[21]。由于加拿大和美國電網(wǎng)間的高度互聯(lián),以及美國有著更高比例的天然氣和煤電電源結(jié)構(gòu),因此從3種主要污染物(二氧化碳、硫化物、氮化物)的排放來看,美國側(cè)的污染物排放下降要超過加拿大側(cè)??紤]到加拿大新增的可再生能源導(dǎo)致的從加拿大到美國的大規(guī)模輸電,這樣的排放變化是符合預(yù)期的。
圖2 各種污染物排放的預(yù)測Fig.2 Projected reduction in various emissions
通過生產(chǎn)模擬仿真得到加拿大西部電網(wǎng)輸電擴容規(guī)劃[21](具體規(guī)劃線路圖見附錄A圖A2)。表2為各種場景下對相關(guān)區(qū)域電網(wǎng)進行輸電擴容所需的投資,其所能夠帶來的電網(wǎng)運行成本的下降以及投資回報時間[24]。
表2 輸電擴容投資回報分析Table 2 Investment return analysis for transmission expansion
從表2中可以看到對5%基本場景的輸電擴容投資所需和2個20%場景的輸電擴容投資所需相差并不大(上升28.5%),但2個20%場景的可再生能源消納比例卻是5%基本場景的4倍(上升300%)。同樣風(fēng)電穿透率下,集中式場景比分布式場景更優(yōu),分別提升12.5%的投資回報和縮短13.9%的回報周期。四個場景相比而言,35%目標(biāo)場景有著最高的輸電擴容投資回報和最短的投資回報周期,同時也能最大限度地使泛加拿大電網(wǎng)消納可再生能源。
在中國應(yīng)用生產(chǎn)模擬仿真面臨著一系列的挑戰(zhàn)和機遇。首先,高質(zhì)量的電力系統(tǒng)仿真離不開精細完備的數(shù)據(jù)庫建模,包括建立一整套數(shù)據(jù)采集、校對、調(diào)試、跨區(qū)域合作、數(shù)據(jù)分享和安全保密體系。其次,基于生產(chǎn)模擬仿真的電網(wǎng)規(guī)劃和目前國內(nèi)電網(wǎng)公司、設(shè)計院主導(dǎo)的規(guī)劃模式有較大的區(qū)別,如何使這些新方法、新工具逐漸被規(guī)劃部門所接受,同時結(jié)合中國的實際情況整合到現(xiàn)有的規(guī)劃體系中也是一個主要的挑戰(zhàn)。再次,生產(chǎn)模擬仿真是一個跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的復(fù)雜學(xué)術(shù)問題,如何通過先進的計算方法、混合整數(shù)優(yōu)化方法、數(shù)學(xué)建模等來滿足生產(chǎn)模擬仿真對計算性能、大量不確定性、優(yōu)化精度、復(fù)雜的中長期約束、靈敏度分析等方面的要求,始終是非常有價值的研究方向。
對于電改下的各種機制,多數(shù)可以通過生產(chǎn)模擬仿真已有的模型和規(guī)則對其建模,例如輸配電價可以分別被加入到現(xiàn)有的計算模型中,大用戶直購電可以通過各種靈活的雙邊交易模型來建模。對于目前生產(chǎn)模擬仿真系統(tǒng)尚不能建模的機制,則需要開展進一步工作,以便適應(yīng)電力市場發(fā)展的需要。
歐美電力市場在從初期到目前相對成熟的發(fā)展過程中,電力系統(tǒng)生產(chǎn)模擬仿真始終是一項重要的技術(shù),其對電力市場發(fā)展、政策制定、電網(wǎng)規(guī)劃、可再生能源消納等方面能夠進行定量、科學(xué)地分析,從而提供寶貴的參考意見和政策指導(dǎo)。本文重點介紹了生產(chǎn)模擬仿真的核心概念、數(shù)學(xué)建模,以及其與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)度的區(qū)別;通過分析北美地區(qū)的應(yīng)用案例,詳細闡述了生產(chǎn)模擬仿真在電力市場整合、電網(wǎng)經(jīng)濟規(guī)劃及輸電阻塞評估以及可再生能源消納等方面的應(yīng)用價值和指導(dǎo)意義。
隨著中國電力市場改革的推進,在探索如何建立符合中國國情的電力市場過程中,有必要開展在中國電力市場環(huán)境下的生產(chǎn)模擬仿真,為中國電力市場的發(fā)展和提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性發(fā)揮積極作用。
附錄見本刊網(wǎng)絡(luò)版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。
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ApplicationandSuggestionsofPowerSystemProductionSimulationinDeregulatedElectricityMarket
GUYingzhong1,LIHuijie2,SHIBaozhuang1
(1. GE Energy Consulting, Schenectady, USA;2. GE Grid Technology Center Limited Company, Shanghai201114, China)
During the30years of electricity market deregulation in North America and Europe, power system production simulation plays a critical role as a core technology to address the challenges in power grid operation and planning. This paper addresses the concept, structure, and mathematic models of power system production simulation. Many applications are analyzed, especially under deregulated market environment. This paper also reveals the value of production simulation applications in China and discusses the potential challenges to be encountered. It is proposed to adopt advanced production simulation technology in power system planning and electricity market mechanism design in order to facilitate scientific quantitative approach based analysis and contribute to this round of electricity market reform in China.
production simulation; electricity market; transmission congestion evaluation; renewable integration
2017-06-15;
2017-11-06。
上網(wǎng)日期: 2017-11-08。
顧穎中(1987—),男,通信作者,博士,研發(fā)主管,主要研究方向:電力市場、生產(chǎn)模擬仿真、可再生能源并網(wǎng)、電力系統(tǒng)隨機優(yōu)化調(diào)度。E-mail: garyyingzhong.gu@ge.com
李慧杰(1969—),女,高級工程師,工學(xué)碩士,MBA,主要研究方向:電力系統(tǒng)控制保護技術(shù)及新能源技術(shù)。E-mail: lily2.li@ge.com
史保壯(1970—),男,博士,首席工程師,主要研究方向:電力系統(tǒng)分析、新能源并網(wǎng)和消納。E-mail: baozhuang.shi@ge.com
(編輯顧曉榮)