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华中科技大学博士学位论文电力市场环境下输电网规划建模及求解方法研究姓名:谢敏申请学位级别:博士专业:电力系统及其自动化指导教师:段献忠;陈金富20051101-I-摘摘摘摘要要要要本文对电力市场环境下的输电网规划模型及其求解方法开展了研究其内容涉及到不同市场模式下计及阻塞管理的启发式输电网规划方法以及任意规模单目标动静态输电网规划建模及优化求解和多目标输电网规划的建模及优化求解等在计及阻塞管理的启发式输电网规划方面论文以POOL交易模式为大环境首先针对单一买方市场和双拍卖市场两种市场模式下的阻塞管理特点建立了模糊阻塞调度模型并根据昀大隶属度原则采用极大熵方法进行求解随后结合阻塞调度模型分别针对单一买方市场和双拍卖市场两种市场模式提出新的灵敏度指标进行启发式输电网规划较好体现了输电网扩建投资相对阻塞消除的有效性在单目标输电网规划建模及优化求解方面论文首次将序优化理论引入到输电网规划领域分别开展对输电网静态规划与动态规划的研究建立了综合考虑发电厂商输电网所有者以及用户等市场成员利益需求的单目标静态优化模型并采用序优化进行求解确保以足够高的概率求解到足够好的解同时使昀终规划结果的优劣程度得以量化在单目标静态规划的基础上论文进一步建立了适应市场环境需要的动态规划模型并将序优化拓展到单目标动态规划领域在彻底避免维数灾和组合爆炸的前提下以足够高的概率求解到足够好的动态优化解具有相当的工程应用价值在多目标输电网规划建模及优化求解方面论文将序优化理论的分支向量序优化理论引入到输电网规划领域分别开展了对多目标输电网静态规划与动态规划的研究建立了分别考虑发电厂商输电网所有者以及用户利益需求的多目标静态规划模型并采用向量序优化求解在多目标静态规划的基础上论文进一步建立了多目标动态规划模型并将向量序优化拓展到该领域以求取足够好的全局非劣解昀后论文以美国加州ISO提出的输电网经济评估TEAM框架为具体应用背景介绍了分别反映市场各成员利益的四个TEAM指标随后针对发电厂商采用线性函数报价和常数报价两种形式分别提出了快速计算该四个经济指标的新算法在此基础上建立了以TEAM指标为优化子目标的多目标输电网静态规划模型充分考虑了用户发电厂商输电网所有者以及全社会的经济利益并采用向量序优化求取-II-足够好的解算例结果表明TEAM指标的快速计算方法不仅大大减少计算量且具有较好的精确度采用向量序优化对多目标输电网规划进行求解确实能以足够高的概率求解到足够好的解关键词电力市场单目标输电网规划多目标输电网规划静态规划动态规划启发式方法序优化向量序优化-III-AbstractThisthesisconcentratesonthetransmissionexpansionplanningmodelinganditssolutionmethod.Itcoversthefollowingmajorcontents:theheuristictransmissionplanningmethodconsideringcongestionmanagementunderdifferentpowermarketmodes,single-objectivestatictransmissionplanningmethod,single-objectivedynamictransmissionplanningmethod,multi-objectivestatictransmissionplanningmethodandmulti-objectivedynamictransmissionplanningmethod.AfteroverviewoftransmissionplanningmodelingandsolutionmethodsinChapter1,theheuristicplanningmethodconsideringtheoptimalcongestionmanagementisproposedinChapter2.POOListakenasthebasicbackground.Fuzzycongestionmanagementmodelsarebuiltforthesingle-buyerandbi-auctiontransactionmodesrespectively.Thensensitivityindexesaredefinedtotradeoffbetweentheeconomicinvestmentandreliefofnetworkcongestion.Chapter3introducestheordinaloptimizationtheorytosolvethesingle-objectivestatictransmissionexpansionplanning.Themodelconsideringthebenefitofmarketparticipantsisbuilt.Ordinaloptimizationisusedtosloveit.Theordinaloptimizationcanguaranteetogetgoodenoughplanningschemeswithhighprobability.Andatthesametime,itcanalsoquantifythegoodnessofthefinalsolution.TheninChapter4,multi-objectivestatictransmissionplanningmethodisinvestigated.Threesub-objectivesconsideringthebenefitofproducers,transmissionownersandcustomersareusedtosetupthemulti-objectiveplanningmodel.Vectorordinaloptimizationisintroducedtosolveit.Itcanalsoguaranteetogetthegoodenoughnon-inferiorsolutionswithhighprobability,andquatifythegoodnessofthefinalsolutions.InChapter5,dynamictransmissionplanningisinvestigated.Thesingle-objectivedynamictransmissionplanningmodelandmulti-objectivedynamictransmissionplanningmodelarebothbuilt,basedonChapter3andChapter4.Theordinaloptimizationandvectorordinaloptimizationarebothextendedtosolvethemrespectively.-IV-ThenChapter6introducestheframeworkofTEAM(TransmissionEconomicAssessmentMethodology)proposedbyCaliforniaISO.TakingtheframeworkofTEAMaspracticalbackground,animprovedmethodisdevelopedtomakequickandaccurateevaluationtotheTEAMindexes.Theseindexesarethenusedassub-objectivestomulti-objectivetransmissionexpansionplanning.Vectorordinaloptimizationprovidestheglobalnon-inferiorsolution.Finally,Chapter7drawsconclusionforthewholethesis.Andfutureworkinthefieldoftransmissionplanningunderelectricpowermarketispresented.Keywords:Electricpowermarket;Single-objectivetransmissionexpansionplanning;Multi-objectivetransmissionexpansionplanning;Staticplanning;Dynamicplanning;Heuristicplanningmethod;Ordinaloptimization;Vectorordinaloptimization.独创性声明学位论文作者签名谢敏2005年11月10日学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书保密在年解密后适用本授权书本论文属于不保密请在以上方框内打学位论文作者签名谢敏指导教师签名段献忠2005年11月10日2005年11月10日-1-1[1]N-1[2-6]-2-2050(1)-3-[7](2)(3)-4-[8][9][10-12][13][14]-5-[15][15-17][16][17](1)[1](2)[18-22][23-25][26][27][28-33][34]Benders[35-40][41][42](dynamicprogramming)-6-[43-46][47](pseudodynamicmodel)[48-52](3)[53-55][56-59][60][61][62][63][64][65][66-68][69][70-72][47,73-89][47][77-89]CERTS-7-[90][91-99][100][101][84][102-105]-(1)1.2.11.2.2-8-ISO()ISOTransmissionEconomicAssessmentMethodology,TEAMnetCustomerSurplus(netProducerSurplus,)(netCongestionRevenue)(netTotalsocialSurplus)[100][101]TEAM[88-90][106-108][109]min-maxregression[66][110-113][114-118]-9-[119](2)[47][120][47](PSASP)[121][122]CAPSC/S[123][124]FERC(FederalEnergyRegulatoryCommission)R.D.Cruz-Rodriguez[119]-10-HIPER(3)197550[75]1991199640.4[125][126](publicinvestment)(regulatedprivateinvestment)(market-driveninvestment)(Hybridmodelofmerchanttransmissionandregulatedtransmission)[127](transmissionright)[128][129][c1][c2]Hogan1992(contractnetwork)[130]1997(transmissioncongestioncontract,TCC)[131]Hung-poChao-11-(flow-basedflowgateright,FGR)real-flow[128]JoskowTirole[132](1)(2)(3)POOL-12-ISOTEAMTEAMTEAMTEAM-13-[133-136][137][138][75](congestion-driven)[41]Benders[139-142][21][143]ATCCIAverageTotalCongestionCostIndex[144]-14-POOLPOOLISOIndependentSystemOper
本文标题:电力市场环境下输电网规划建模及求解方法研究
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