在市场经济条件下，解决电力系统可靠性问题不仅要考虑在安全和经济之间寻求适当的折中，而且还要协调各市场主体之间的利益。所有这些都给我们的研究工作带来新的挑战。电力市场的结构和规则不同，对电力系统可靠性的影响也不同。为此，应对各种模式电力市场进行模拟仿真研究。

王锡凡、王秀丽、别朝红、王建学编著的这本《电力市场对电力系统运行可靠性的影响(2分)》针对电力市场对电力系统可靠性影响进行了全面深入的研究，获得了丰硕的理论成果并建立了电力市场的模拟仿真平台。理论成果涉及电力市场条件下发电系统和输电系统的充裕度问题。

电力工业的市场化改革产生了电网和多个发电厂商等市场主体，在提高系统竞争水平的同时，必须分析其对系统可靠性产生的影响。

王锡凡、王秀丽、别朝红、王建学编著的这本《电力市场对电力系统运行可靠性的影响(2分)》为理论研究和电力市场模拟仿真平台两部分。

为保证电力系统的安全运行和具有足够的充裕度，《电力市场对电力系统运行可靠性的影响(2分)》对市场环境下的系统备用问题、机组检修规划安排、发电投资、需求响应等问题进行研究，提出了新的模型和算法。研究了最优潮流、随机潮流、随机网流和改进蒙特卡洛模拟进行大系统可靠性评估等的模型理论，开发了相应的软件，为防止事故发生提供了工具。

为了对电力市场运营模式及其对电力系统的影响进行有效评估，本课题开发了综合性的电力市场运营模拟仿真平台。平台实现了分时竞价和分段竞价模式，并考虑了水电削峰、省间潮流断面约束和节能调度等因素。该平台能同时支持实验经济学和智能代理理论，可对各种模式市场进行分析。目前该模拟仿真系统已在西北电力交易中心运行。

本书可供高等院校电力系统专业的研究生以及从事电力系统运行、规划设计和科学研究的人员参考。

第1篇 理论成果

第1章 电力市场下的备用问题研究3

 1.1 最优备用容量研究3

1.1.1 弹性备用思想4

1.1.2 顺序出清模式下的弹性备用7

1.1.3 联合出清模式下的弹性备用9

 1.2 分区备用研究12

1.2.1 区域备用电网的组织形式13

1.2.2 分区备用的购买-预调度双层模型14

1.2.3 基于网络流的分区备用模型18

1.2.4 分区备用的费用分摊23

第2章 电力市场下的机组检修规划问题研究25

 2.1 机组失效分析25

2.1.1 机组失效模型26

2.1.2 机组更新费用评估28

 2.2 基于系统运行成本的检修策略28

2.2.1 系统运行成本分析29

2.2.2 机组检修规划模型30

2.2.3 模型求解流程31

 2.3 发电厂商的机组检修规划模型32

2.3.1 考虑机组故障的发电厂商检修策略32

2.3.2 考虑电价波动的发电厂商检修策略35

 2.4 基于迭代协调的检修规划策略40

2.4.1 发电厂商及ISO的检修策略40

2.4.2 迭代协调机制43

 2.5 基于市场竞争的机组检修规划策略46

2.5.1 基本框架47

2.5.2 机组经济效益评估及检修竞价费用确定48

2.5.3 检修计划的调整机制50

2.5.4 费用分摊机制52

第3章 发电投资风险决策研究53

 3.1 火电厂投资风险决策53

3.1.1 火电厂投资风险决策的整体框架53

3.1.2 投资决策模型54

3.1.3 博弈分析59

3.1.4 投资优化模型的启发式算法61

 3.2 改进的发电投资风险决策问题的分析和建模65

3.2.1 投资风险决策的整体框架65

3.2.2 风险辨识与估计模块67

3.2.3 收益风险评估模块68

3.2.4 风险决策模块69

3.2.5 模型的求解方法与步骤72

 3.3 小结72

第4章 电力市场下需求响应研究73

 4.1 电力市场下需求响应概述73

 4.2 丰枯季节电价决策模型分析75

4.2.1 用户价格响应模型75

4.2.2 丰枯电价评估体系76

4.2.3 丰枯电价模型79

 4.3 尖峰电价决策模型分析79

4.3.1 尖峰电价实施机制80

4.3.2 尖峰电价决策基础81

4.3.3 尖峰电价模型82

 4.4 需求侧实时电价下用户购电风险决策84

4.4.1 用户购电风险决策基础85

4.4.2 用户购电风险决策模型87

 4.5 小结89

第5章 最优潮流及在阻塞管理中的应用91

 5.1 电力系统最优潮流91

5.1.1 最优潮流模型91

5.1.2 最优潮流的算法92

5.1.3 最优潮流问题的内点法95

5.1.4 算例分析98

 5.2 基于最优潮流的阻塞管理方法101

 5.3 考虑电网离散变量约束的优化算法106

 5.4 考虑可靠性指标的最优潮流的研究108

5.4.1 基于z变换法的可靠性建模109

5.4.2 随机因素的处理110

 5.5 恢复最优潮流可行性的实用方法112

第6章 随机潮流和随机网流分析117

 6.1 随机潮流117

6.1.1 半不变量法117

6.1.2 潮流方程的线性化122

6.1.3 随机潮流计算流程124

6.1.4 算例分析125

6.1.5 考虑线路故障的随机潮流131

 6.2 随机网流137

6.2.1 概述137

6.2.2 网流模型138

6.2.3 网流可行解的集聚及下界矢量144

6.2.4 输电系统可靠性145

6.2.5 算例分析146

第7章 蒙特卡洛模拟148

 7.1 蒙特卡洛模拟法的基本理论148

 7.2 电力系统运行状态抽样150

 7.3 系统的状态评估模型151

 7.4 可靠性评估的指标152

 7.5 安全评估的计算流程152

 7.6 马尔可夫链蒙特卡洛模拟法156

 7.7 算例分析158

 参考文献161

第2篇 电力市场模拟仿真平台

第8章 电力市场模拟平台概述171

 8.1 电力市场模拟平台的主要功能171

 8.2 平台的主要特点172

8.2.1 核心算法的主要特点172

8.2.2 平台界面的主要特点173

 8.3 平台的创新点174

第9章 电力市场模拟的基本理论175

 9.1 电力市场仿真的目的和意义175

9.1.1 市场规则研究175

9.1.2 市场环境研究175

9.1.3 报价策略研究175

9.1.4 电力监管研究176

9.1.5 电力市场培训176

 9.2 电力市场仿真的研究方法176

9.2.1 基于代理的计算经济学176

9.2.2 智能代理算法178

9.2.3 实验经济学的基本原理180

 9.3 电力市场仿真模型183

9.3.1 标准的古诺寡头模型184

9.3.2 供给函数均衡模型186

9.3.3 拍卖模型188

 9.4 小结190

第10章 生产模拟基本理论192

 10.1 随机生产模拟基本理论192

10.1.1 等效持续负荷曲线的概念192

10.1.2 纯火电系统的随机生产模拟过程193

10.1.3 包含多个水电机组的随机生产模拟194

 10.2 等效电量函数法196

10.2.1 等效电量函数法的基本原理196

10.2.2 多状态机组与分段机组的处理199

 10.3 水电削峰202

10.3.1 水电削峰基本方法202

10.3.2 区域内多地区的水电削峰202

第11章 电力市场竞价基本理论204

 11.1 日前电力市场概述204

11.1.1 报价格式204

11.1.2 市场出清方式205

11.1.3 机组约束处理205

11.1.4 网络约束处理205

 11.2 分时竞价原理205

 11.3 分段竞价原理207

11.3.1 负荷曲线的分段方法207

11.3.2 分段竞价机制原理208

11.3.3 分段竞价的出清过程209

 11.4 分段节能调度原理210

 11.5 基于LR算法的市场出清程序开发与性能研究211

11.5.1 拉格朗日松弛法211

11.5.2 形成可行的开停机方案213

 11.6 安全校核218

第12章 电力市场模拟仿真有关算法及程序设计220

 12.1 日前市场分时竞价数学模型220

12.1.1 本系统实现的分时竞价出清方法概述220

12.1.2 算法1——无约束排队法出清221

12.1.3 算法2——机组约束排队法出清222

12.1.4 算法3——机组约束拉格朗日法出清224

12.1.5 算法4——跨省/区竞价交易模式225

12.1.6 出清时对输电断面约束的处理225

 12.2 出清时对物理合同和金融合同的处理226

12.2.1 物理合同的处理226

12.2.2 金融合同的处理227

 12.3 智能代理算法程序设计228

12.3.1 代理即发电商（Agent)228

12.3.2 R-E算法模型及流程图228

第13章 电力市场模拟仿真平台的设计与应用231

 13.1 电力市场模拟仿真平台设计231

 13.2 实验经济学方案设计与实验步骤232

 13.3 平台操作界面233

参考文献240