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| 編輯推薦： |
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近年来，国家不断加大对可再生能源的政策支持力度，有力推动了清洁能源特别是可再生能源的持续快速发展。截至2017年底，我国水电、风电、光伏发电装机总量以及核电在建规模均居世界前列，成就巨大。但同时，当前可再生能源发展的外部环境也有待进一步优化，其上网就是挑战之一。再多能源环境下，如何保障电网的稳定运行，如何保障电力市场的平稳发展，如何有效防止弃风弃光弃水的出现？这本《多能源环境下电力市场运行方法》都一一给出了答案，相信本书将为我国电力市场在新形势下的发展提供有效参考。
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| 內容簡介： |
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本书首先对国内外主要电力市场进行归纳整理，并分析了其特点，包括英国、北欧、澳大利亚、美国和中国的电力现货市场和辅助服务市场等。然后介绍了考虑可再生能源等多能源环境下的电力市场的基本原理、设计思想及各种核心算法，具体包括一般电力市场设计、电价计算方法、电力市场中SFT核心算法、电力市场中灵敏度计算方法、电力市场中的SCUC计算、电力市场中的SCED计算、可再生能源对电力市场的影响、电力市场促进多能源消纳，以及电力市场下的需求侧响应等。
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| 關於作者： |
朱继忠教授是特聘专家，英国IET Fellow（英国工程技术学会会士），英国皇家学会客座研究员，广州市创新领军人才，华南理工大学教授、博士生导师，重庆大学兼职教授、博士生导师，全国创新争先奖评审委员会委员，美国IEEE（电气与电子工程师学会）电力负荷分专委会主席，IEEE智能楼宇负荷用户系统（SBLC）专委会主任委员，IEEE SBLC亚太地区工作组主席，IEEE SMCS智能电力与能源系统专委会委员，IEEE SMCS标准委员会委员，IEEE P2781标准工作组主席，P2783标准工作组主席，MPCE等国际期刊编委。
朱继忠28岁便晋升为重庆大学教授，1994年被英国皇家学会和中国科协评选为中国杰出青年科学家，获英国皇家学会研究员奖，第五届霍英东全国高校青年教师研究奖，第二届四川省青年科技奖，首届重庆市青年教师，重庆大学青年教师和博士，获国家教委部省级科技进步奖7项，1996年初回国被选为全国八五期间先进个人和全国留学回国人员代表，分别被中国《科技日报》（1993年）和美国《华府邮报》（1998年）选为科技新星。
先后在英国、新加坡、美国的大学和公司工作20余年，2013年被选为阿尔斯通公司全球专家委员会Fellow（院士级专家），并担任阿尔斯通公司高级首席工程师。2016年初至2019年5月全职在南方电网科学研究院工作，创建了电网经济运行创新团队，并担任负责人，同时担任广东电网安全经济运行与市场化调度实验室主任。2016年和2017年分别获国际期刊MPCE年度贡献奖和特约主编奖，2018年荣获科学中国人年度人物称号等。2019年5月底被引进到华南理工大学。朱继忠教授是特聘专家，英国IET Fellow（英国工程技术学会会士），英国皇家学会客座研究员，广州市创新领军人才，华南理工大学教授、博士生导师，重庆大学兼职教授、博士生导师，全国创新争先奖评审委员会委员，美国IEEE（电气与电子工程师学会）电力负荷分专委会主席，IEEE智能楼宇负荷用户系统（SBLC）专委会主任委员，IEEE SBLC亚太地区工作组主席，IEEE SMCS智能电力与能源系统专委会委员，IEEE SMCS标准委员会委员，IEEE P2781标准工作组主席，P2783标准工作组主席，MPCE等国际期刊编委。
朱继忠28岁便晋升为重庆大学教授，1994年被英国皇家学会和中国科协评选为中国杰出青年科学家，获英国皇家学会研究员奖，第五届霍英东全国高校青年教师研究奖，第二届四川省青年科技奖，首届重庆市青年教师，重庆大学青年教师和博士，获国家教委部省级科技进步奖7项，1996年初回国被选为全国八五期间先进个人和全国留学回国人员代表，分别被中国《科技日报》（1993年）和美国《华府邮报》（1998年）选为科技新星。
先后在英国、新加坡、美国的大学和公司工作20余年，2013年被选为阿尔斯通公司全球专家委员会Fellow（院士级专家），并担任阿尔斯通公司高级首席工程师。2016年初至2019年5月全职在南方电网科学研究院工作，创建了电网经济运行创新团队，并担任负责人，同时担任广东电网安全经济运行与市场化调度实验室主任。2016年和2017年分别获国际期刊MPCE年度贡献奖和特约主编奖，2018年荣获科学中国人年度人物称号等。2019年5月底被引进到华南理工大学。
主持或参与了20多个国际大型电力工程项目，在国际期刊和重要学术会议发表论文200余篇，申请国家专利40多项，出版英文著作4部，其中2009年在Wiley- IEEE出版的《Optimization of Power System Operation》被评为书籍并于2015年再版。2018年9月在国内出版专著《电网安全经济运行理论与技术》。
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| 目錄：
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目 录
前言
作者简介
第1章 绪论1
参考文献6
第2章 英国电力市场分析7
2.1 引言7
2.2 英国电力市场的发展历程7
2.2.1 第一次电力市场改革7
2.2.2 第二次电力市场改革9
2.2.3 第三次电力市场改革11
2.3 英国电力市场营运模式12
2.4 英国电力市场价格机制14
2.4.1 电力市场中各成员之间关系14
2.4.2 平衡机制结算方法15
2.5 短期运行备用与补偿机制16
2.5.1 短期运行备用典型工作日分析17
2.5.2 短期运行备用费用构成及计算方法18
2.5.3 STOR对平衡市场电价的影响22
2.6 可再生能源参与电力市场的政策23
参考文献24
第3章 北欧电力市场分析27
3.1 引言27
3.2 北欧电力市场形成27
3.2.1 北欧电力系统概况27
3.2.2 北欧电力市场发展历程28
3.3 北欧电力市场特点29
3.4 北欧电力市场运行32
3.4.1 日前市场32
3.4.2 日内平衡市场33
3.4.3 实时平衡市场34
3.4.4 电网阻塞管理35
3.4.5 金融市场36
参考文献37
第4章 澳大利亚电力市场分析38
4.1 引言38
4.2 市场法规与监管体系38
4.2.1 市场法规38
4.2.2 市场监管40
4.3 澳大利亚电力市场架构41
4.3.1 电力市场环节42
4.3.2 电力金融市场43
4.3.3 上网发电报价44
4.4 澳大利亚电力市场出清过程46
4.4.1 市场出清方法46
4.4.2 市场预出清与发电安排48
4.4.3 实时出清与发电调度49
4.5 电量结算与审慎信用管理51
4.5.1 结算价格与电量51
4.5.2 审慎信用管理52
4.5.3 结算后划拨机制53
4.5.4 电力差价补偿合约54
4.6 跨州结余竞价拍卖分析56
4.6.1 跨州结余竞价拍卖56
4.6.2 跨州结余拍卖案例57
参考文献58
第5章 美国电力市场分析61
5.1 引言61
5.2 美国电力市场的发展61
5.2.1 改革前的系统运行61
5.2.2 美国电力市场的起源62
5.2.3 美国电力市场的构建63
5.2.4 美国电力市场的特点66
5.3 美国电力市场实现方法69
5.3.1 电力市场日前调度70
5.3.2 电力市场实时调度71
5.3.3 金融输电权71
5.3.4 电力市场采用的原理与方法72
5.3.5 风电提交负报价76
5.4 美国PJM电力市场77
5.4.1 PJM电力市场概况77
5.4.2 PJM市场机制79
5.4.3 PJM电网阻塞管理80
5.4.4 PJM电力市场特点分析81
参考文献84
第6章 国外辅助服务市场分析85
6.1 辅助服务的基本概念85
6.2 美国纽约州辅助服务市场87
6.2.1 美国纽约州辅助服务内容87
6.2.2 辅助服务的责任划分和定价90
6.3 美国PJM辅助服务市场90
6.3.1 调频辅助服务91
6.3.2 备用辅助服务96
6.4 英国辅助服务市场98
6.4.1 英国辅助服务市场的种类98
6.4.2 无功功率服务市场100
6.4.3 调频辅助服务100
6.4.4 备用服务102
6.4.5 黑起动103
6.5 德国辅助服务市场103
6.5.1 德国辅助调频与备用服务103
6.5.2 可中断负荷105
6.6 澳大利亚辅助服务市场105
6.6.1 澳大利亚辅助服务的特点105
6.6.2 澳大利亚辅助服务的实施106
参考文献107
第7章 中国电力市场分析110
7.1 中国电力工业发展概况110
7.2 中国电力需求现状112
7.3 中国电力体制市场化改革114
7.3.1 中国早期电力体制改革114
7.3.2 新一轮电力体制改革115
7.4 中国电力现货市场模式探讨117
7.4.1 集中全电量模式电力市场118
7.4.2 集中偏差电量模式电力市场119
7.4.3 双边偏差电量模式电力市场119
7.4.4 电力市场技术支撑平台120
7.5 广东电力现货市场122
7.5.1 广东电网概况122
7.5.2 广东电力现货市场模式122
7.5.3 广东电力现货市场交易124
参考文献126
第8章 输配电价定价方法与分析127
8.1 输配电价概述127
8.1.1 输配电价的意义127
8.1.2 输配电价成本分类128
8.1.3 国外输配电价管制模式分析128
8.2 输配电价定价方法131
8.2.1 不同输配电价制定方法131
8.2.2 输配电价定价模型132
8.2.3 输配电价制定中的准许成本分析134
8.2.4 输配电价制定中的准许收益分析137
8.3 我国输配电价改革现状138
8.3.1 我国输配电价体系138
8.3.2 我国输配电价改革成效139
8.3.3 我国输配电价改革的难点与对策141
参考文献144
第9章 电力市场设计146
9.1 电力市场框架设计146
9.2 电力市场基本概念147
9.3 市场成员信息152
9.4 市场结算设计153
9.4.1 发电机组结算153
9.4.2 用户侧结算155
9.5 市场运行调度数据156
9.5.1 市场运行调度优化工具156
9.5.2 市场运行调度优化实现158
9.6 数据验证与报告分析161
9.6.1 验证提交的平衡数据161
9.6.2 报告分析162
9.7 金融输电权计算163
9.7.1 金融输电权产品163
9.7.2 拍卖收益权166
9.7.3 金融输电权可行性测试167
9.8 电力市场中的市场力监测与缓解机制168
9.8.1 市场力监测方法169
9.8.2 市场力缓解方法171
参考文献174
第10章 电价计算方法175
10.1 引言175
10.2 市场运行的均衡价格理论176
10.2.1 市场供给176
10.2.2 市场需求177
10.2.3 均衡价格理论178
10.3 电力市场出清价格181
10.4 阶段函数和出清价格187
10.5 节点电价计算190
10.5.1 节点电价190
10.5.2 节点电价公式推导192
10.6 LMP计算实例194
10.6.1 PJM 5节点算例系统194
10.6.2 LMP计算195
参考文献200
第11章 电力市场中的SFT核心算法202
11.1 引言202
11.2 潮流计算数学模型203
11.3 牛顿-拉弗森法潮流计算205
11.4 解耦法潮流计算210
11.5 SFT核心算法215
11.5.1 SFT中的快速解耦算法215
11.5.2 基本网络模型和故障情况的处理过程215
11.5.3 网损灵敏度处理217
11.5.4 灵敏度计算218
11.6 网损灵敏度在SFT中具体实现220
11.6.1 网损灵敏度定义220
11.6.2 网损灵敏度公式220
参考文献222
第12章 电力市场中灵敏度计算方法223
12.1 引言223
12.2 网损灵敏度计算223
12.3 约束转移灵敏度的计算226
12.3.1 发电机组功率输出转移因子226
12.3.2 线路开断分布因子228
12.3.3 线路开断功率传输分布因子232
12.3.4 不同参考节点下的功率转移因子232
12.3.5 传输路径灵敏度233
12.4 扰动法计算灵敏度234
12.4.1 扰动法计算网损灵敏度234
12.4.2 扰动法计算发电机组功率输出转移因子235
12.4.3 扰动法计算移相器的功率转移因子235
12.4.4 扰动法计算线路开断分布因子236
12.4.5 扰动法计算线路开断功率传输分布因子236
12.5 电压灵敏度分析237
12.6 灵敏度计算实例238
12.6.1 网损灵敏度结果238
12.6.2 支路约束灵敏度结果244
12.6.3 电压灵敏度结果247
参考文献248
第13章 电力市场中的SCUC计算250
13.1 引言250
13.2 日前电能量市场中的SCUC模型251
13.2.1 SCUC优化目标251
13.2.2 SCUC约束条件251
13.3 传统的SCUC模型求解方法254
13.3.1 优先顺序法254
13.3.2 动态规划法255
13.3.3 拉格朗日松弛法258
13.4 求解SCUC模型的智能算法263
13.4.1 基于进化规划的禁忌搜索法263
13.4.2 机组组合的粒子群优化法266
参考文献269
第14章 电力市场中的SCED计算272
14.1 引言272
14.2 日前电能量市场出清SCED模型272
14.2.1 SCUC优化目标272
14.2.2 SCED约束条件273
14.3 线性规划法求解SCED276
14.3.1 线性化的SCED模型276
14.3.2 LP求解SCED算例279
14.4 二次规划法求解SCED284
14.4.1 SCED二次规划模型284
14.4.2 二次规划求解方法285
14.4.3 二次规划求解SCED算例287
14.5 内点法求解SCED288
14.5.1 Karmarkar梯度投影算法288
14.5.2 改进内点法应用于SCED292
参考文献296
第15章 可再生能源对电力市场的影响299
15.1 可再生能源资源299
15.1.1 可再生能源发展概况299
15.1.2 太阳能300
15.1.3 风能301
15.1.4 水电301
15.1.5 生物质能302
15.1.6 地热能302
15.2 可再生能源不确定性分析302
15.2.1 可再生能源出力特性分析302
15.2.2 可再生能源出力不确定性分析306
15.3 可再生能源参与电力市场的激励机制308
15.3.1 固定电价制度308
15.3.2 招投标制度308
15.3.3 绿色电价制度309
15.3.4 配额制度309
15.4 可再生能源配额制度对电力市场影响分析310
15.4.1 模型假设311
15.4.2 可再生能源固定电价制度下的电力市场决策模型311
15.4.3 可再生能源配额制度下电力市场决策模型312
15.4.4 固定电价制度和配额制度协同的电力市场均衡模型313
15.4.5 模型求解314
15.4.6 算例分析316
参考文献320
第16章 电力市场促进多能源消纳321
16.1 引言321
16.2 国内外研究现状322
16.2.1 国外可再生能源市场交易机制现状322
16.2.2 国内可再生能源市场交易机制现状324
16.2.3 国内外区域电力市场建设现状324
16.2.4 国内外可再生能源参与电力市场研究现状325
16.2.5 国内外区域电力市场研究现状326
16.3 我国可再生能源发展概况327
16.3.1 可再生能源电力发展总体情况327
16.3.2 各省（区、市）可再生能源电力消纳情况328
16.3.3 各省（区、市）非水电可再生能源电力消纳情况330
16.3.4 特高压线路输送可再生能源情况331
16.4 我国可再生能源消纳存在的问题及对策分析332
16.4.1 存在的问题332
16.4.2 对策及建议335
16.5 促进可再生能源消纳的电力市场交易体系339
16.5.1 南方区域各省（区）内电力市场交易体系339
16.5.2 南方区域跨省跨区电力市场交易体系342
16.5.3 跨区域省间富余可再生能源电力现货交易344
16.5.4 我国可再生能源电力配额制度345
16.6 小结347
参考文献347
第17章 电力市场下的需求侧响应350
17.1 背景350
17.2 国内外发展现状352
17.2.1 国内发展现状352
17.2.2 国外现状353
17.3 电力市场下的需求侧响应机制355
17.3.1 激励型需求侧响应355
17.3.2 价格型需求侧响应357
17.4 需求侧响应支撑技术358
17.4.1 用例分析技术359
17.4.2 信息模型技术359
17.4.3 通信传输技术359
17.4.4 可视化技术360
17.4.5 需求响应测量与评估技术360
17.4.6 一致性和安全要求360
参考文献360
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| 內容試閱：
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前 言
2015年《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见》（中发〔2015〕9号）（以下简称9号文）发布以来，我国新一轮电力体制改革走向全面深化，电力现货市场是电力体制改革的重要环节，随着我国电力体制改革的不断深入和中长期电力交易机制的不断成熟和完善，电力现货市场也将逐步启动、运行。2019年6月，全国8家试点单位陆续开启试运行：南方（以广东起步）现货市场成为全国首个日结算试运行的市场，甘肃、山西、四川、山东、福建启动试运行，浙江开始模拟试运行，蒙西电力现货市场交易规则体系成型。我国电力现货市场建设迈出了可喜的一步。虽然在市场规则和设计过程以及试运行中尚存在不完善之处，也可能存在一些争议或质疑，但总体方向是正确的。因为世界上不可能存在完美、理想的市场，尤其是我国电力现货市场相对国外市场而言具有特殊性，所以在电力现货市场建设的道路上，一方面我们要借鉴国外电力市场的先进经验，另一方面要考虑我们国家的电网远比其他国家复杂，国情也不一样，不能完全照搬国外电力市场的模式，要稳妥地推进我国电力现货市场的发展。
自1995年以来，我先后在英国布鲁耐尔大学、新加坡国立大学、美国霍华德大学、阿尔斯通公司和中国南方电网公司从事电网运行和电力市场领域的工作，有幸经历了英国、美国和中国的电力市场改革的过程。在美国阿尔斯通公司工作期间，作为高级首席工程师和公司专家委员会院士专家（Fellow），我参与了电力市场管理系统平台或软件的设计和开发，提出的分布式网损因子概念和约束灵敏度因子方法，被广泛应用于能量管理系统和电力市场管理系统;2016年初全职在南方电网科学研究院工作期间，兼任广东电网安全经济运行与市场化调度实验室主任，参与了南方（以广东起步）电力现货市场建设的一些工作;作为国家发展改革委和国家能源局组织的电力现货市场功能规范编制组成员和评审专家，参与了功能规范的起草和审定。本书的主要素材便来自这些经验和成果中的部分内容以及在南方电网科学研究院的部分研究成果。
本书的编写得到了南方电网科学研究院各级领导和同事的大力支持，也得到了华南理工大学领导和同事的大力支持，更得到朱继忠专家团队全体成员包括实习生们的协助，其中禤培正对第8章的撰写提供巨大支持，谢平平对第16章的撰写提供巨大支持，邹金对第17章的撰写提供巨大支持，研究生刘乔波、冯禹清、叶秋子、张璐璐、袁爽、刘雨梦、黄龙、孙高星、何耿生、谭碧飞、何黎娜、王武、李盛林、陈梓瑜和骆腾燕等参与资料收集和整理，在此一并表示感谢!
本书得到了广东省人才项目《含高比例可再生能源并网的电力系统经济调度方法》（SEPRI- K172001）国家特聘专家专项的资助，也得到广州市羊城创新创业领军人才支持计划资助项目（2016005）的资助，在此特别表示感谢!
限于水平和时间仓促，书中难免存在错漏和不足之处，恳请广大读者批评指正。
朱继忠
2019年7月
于广州
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