电力新技术先进性评估及其在智能电网规划中的应用研究

摘要

电力新技术先进性评估的主要目标是评价在一定条件下先进技术在电网规划与运行中表现出来的技术效益。智能电网建设作为一项长期艰巨复杂的系统工程，涉及到的技术领域宽泛、环节众多，量化评估先进技术在电网智能化进程中取得的成效是一项极具挑战但有现实意义的工作。在当前新技术大规模应用的时代背景下，针对电力系统规划方案的评估研究尚存在无法定量分析技术进步程度，规划效率难以评判，技术发展的时效性不易体现，特殊条件下不确定因素数学模型难以刻画等问题。研究并分析适应于智能电网发展的电力系统规划方案的技术先进性评估模型，不仅能够分析电力系统运行中所处的状态，而且可以评判智能电网未来规划建设的合理性，为电力系统中技术发展的价值评估提供一定的参考。
　　本文主要取得了如下成果：
　　(1)利用经济管理学中生产函数理论，研究并建立了适应于新技术应用与发展的电力系统的技术进步评估模型。通过采用数据包络分析法来分析技术对电力系统投入与产出的影响，建立了相应的电力系统柯布-道格拉斯生产函数的模型，运用“余值”思想将技术因素作为独立变量从生产函数模型中分离出来，并以技术对经济效益的贡献度为评价指标，定量分析了技术进步对电力系统规划与建设的影响，以此来衡量电力系统中新技术的先进特征。
　　(2)建立了基于随机前沿生产函数的电力系统规划方案的技术效率和分配效率的评估模型。以具有随机前沿特征的柯布-道格拉斯生产函数为基本模型，在含新技术的电力系统投入产出关系中引入综合随机因素，得到电力系统的技术效率评估模型。根据生产函数及其成本函数之间固有的自对偶性，推导出电力系统的分配效率评估模型，避免了常规方法在实现分配效率评价过程中对冗繁的投入要素价格信息的需求。
　　(3)将系统动力学方法应用于电力系统规划方案的评估中，构建了反映技术效益时效性的动态评估模型，用于定量反映新技术在规划建设中随时间发展的成效。主要建模思路是以技术在规划方案中的投资为驱动力，依靠投资实现的电力系统先进技术对电网优化运行影响，形成系统动力学模型结构。该模型能够量化分析规划方案中投资、技术、电网运行性能指标之间相互作用的因果关系，得到表征电力系统运行特性的评估指标在评价周期内变化趋势。
　　(4)应用鲁棒优化方法研究电源规划方案中的技术适应性及其建模方法，在综合考虑了规划方案经济性、环保性等指标的基础上，能够合理平衡规划方案的鲁棒性与最优性。该方法能够提供极端恶劣条件下具有较强技术适应性的智能电网电源规划的可行方案，并通过灵敏度分析揭示不确定因素的扰动将降低规划方案的鲁棒性与最优性的规律。
　　(5)采用分布式鲁棒优化方法研究电源规划方案中的技术适应性评估模型。该模型通过对偶变换和仿射线性化技术，将一个不具有可解性的两阶段随机规划问题转变为具有可处理的二阶锥规划问题，进而得到了兼具鲁棒性和经济性的电源规划方案。

目录

声明

第一章绪论

1 .1研究背景与意义

1 .2国内外研究发展现状

1 .3电力系统技术先进性及其评估

1 .4本文的主要研究内容与创新点

第二章基于生产函数的电力系统技术进步评估

2 .1引言

2.2 C-D生产函数模型及原理

2.3 C-D生产函数的适用性分析

2 .4测算电力系统技术进步的实现过程

2 .5算例分析

2 .6本章小结

第三章基于随机前沿生产函数的电力系统效率评估

3 .1引言

3 .2电力系统技术效率评估模型

3 .3电力系统分配效率评估模型

3 .4参数估计与模型检验

3 .5算例分析

3 .6本章小结

第四章基于系统动力学的电力系统规划方案的动态评估

4 .1引言

4 .2动态评估方法和设计思路

4 .3动态评估模型

4 .4算例分析

4 .5模型灵敏度分析

4 .6本章小结

第五章基于鲁棒优化的电源规划方案的适应性评估

5 .1引言

5 .2电源规划中的不确定因素

5 .3确定性电源规划模型

5 .4电源规划的鲁棒优化模型

5 .5算例分析

5 .6本章小结

第六章基于分布式鲁棒优化的电源规划方案的适应性评估

6 .1引言

6 .2基于两阶段随机优化方法的电源规划模型

6 .3基于分布式鲁棒优化的电源规划模型

6 .4算例分析

6 .5本章小结

第七章全文总结

7 .1主要结论

7 .2研究展望

附录1 电网企业智能电网经济量指标截面数据

附录2 原有机组及新建机组特性参数信息

附录3 缩略语

参考文献

致谢

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