电力技术论文格式

1 / 27 电力技术论文格式 供电公司具有提前通知选择的可中断负荷决策模型 安小小，张，王，李 摘 要：采用随机优化理论，研究了具有提前通知选择时供电公司对于可中断负荷的最优决策模型，并给出了模型的解析解。算例仿真表明，供电公司采用可中断负荷管理，可以提高其期望利润，而且与没有提前通知选择的可中断负荷管理相比，具有提前通知选择的可中断负荷管理更能提高供电公司的期望利润。用户的临时中断损失与提前通知中断损失相差越大，则提前通知中断选择的价值也越大，从而供电公司会 选择购买较多的可中断负荷，并获得较高的期望利润。这些结果表明了本文模型的合理性和有效性。 关 键 词：电力系统；可中断负荷管理；提前通知；决策模型 中图分类号：需作者查找文献标识码： A 文章编号：1673-914004-0000-00 1 1 2 2 Power suppliers decision-making model for interruptible load with early notification option 2 / 27 AN Xiao-xiao, ZHANG , WANG , LI Abstract： An optimal decision-making model for the ILM with an early notification option is introduced and its analytical solution is presented using stochastic optimization theory. Numerical simulations show that the power supplier expected profit can be improved by the ILM. Furthermore, the ILM with an early notification option can achieve larger expected profits for power suppliers as compared to the ILM without an early notification option. In addition, the larger the difference between consumers loss in early notification interruption and interruption close to delivery time, the more valuable the early notification option. As a result, the power supplier would purchase more interruptible loads, and can get a larger expected profit. These results also validate the reasonableness and effectiveness of the proposed model. Key words： power system; interruptible load management; early notification; decision-making model 要求：文中所有的图题、表头需中英文对照；采用三线表、简图 3 / 27 作为电力系统需求侧管理的重要组成部分，可中断负荷管理利用用户的用电灵活性，通过供电公司与用户签订合同，实现在系统用电高峰或紧急状态下，用户按合同规定中断或削减负荷，来缓解负荷高峰时的供电紧张状况，以避免或减少昂贵的旋转备用和满足用电需求增长而需要的发电容量投资。在电力市场环境下，可中断负荷直接或间接参与电力批发市场，可改善电力市场的需求响应程度 1-2，这对于缓解发电商市场力滥用和输电阻塞、抑制批发市场价格飞升、改进市场效率是至关重要的。此外，可中断负荷管理也为供电公司控制市场风险、改善市场竞争能 力提供了一种有效工具 3-4 近年来，可中断负荷管理得到了广泛的研究，张少华等人 5-8研究了可中断负荷对电力系统运行经济性和可靠性的影响， Fahrioglu M 等人 9-11介绍了基于机制设计理论的可中断负荷补偿定价方法， Chung T S 等人 12-14研究了利用期权理论的可中断负荷管理模型。以上研究没有考虑可中断负荷管理中的提前通知选择，对于一般的可中断用户，与临时通知相比，提前通知其用电中断，能使用户提前做好停电准备，从而降低停电损失。因此，研究考虑提前通知选择 的可中断负荷管理模型，是一个颇具理论和实际意义的课题。 Oren S S 等人 15-17 研究了具有提前通知选4 / 27 择的可中断负荷定价模型，以及有关如何选择提前通知中断 。 收稿日期： 2016-06-20 基金项目： ?国家自然科学基金资助项目 通讯作者：张，男，博士，教授，从事电力市场风险管理、博弈分析等研究 ;Email： eeshzhang 或临时中断的合理决策方法，但没有给出供电公司对于可中断负荷数量的决策方法。 笔者主要研究供电公司 对于可中断负荷数量的决策方法。为便于说明提前通知选择的价值，分别建立没有提前通知选择和具有提前通知选择的可中断负荷决策模型，并给出模型的解析解。算例仿真用于表明模型的合理性。 1没有提前通知选择的可中断负荷决策模型 模型假设 在电力市场环境下，供电公司根据用户需求，在电力批发市场或实时市场上购电，然后以零售价格卖电给用户。由于目前电力零售价格一般受政府 管制，因而用户电力需求和批发市场价格的波动， 将直接影响供电公司的经营效益，可中断负荷管理 为供电公司控制这些市场风险提供了一种有效工具。 假设供电公司采用如下可中断负荷管理模型：用5 / 27 户为将来某时段 T0的电力需求 D，预先按该时段的零售价格p 支付给供电公司；供电公司预先以一定的单位价格 r 从用户处购买数量为 Q 的可中断负荷，在时段 T0，供电公司具有中断负荷数量为 Q 的用户供电的权利；在时段 T0，如果供电公司选择行使中断供电权利，需按单位补偿价格 k0 支付给用户；假设时段 T0的批发市场价格为 f0，则当 f0?k0时，理性的供电公司将选择行使中断供电权利；当 f0?k0时，理性的供电公司 将不会选择行使中断供电权利。 假设时段 T0的用户电力需求 D和批发市场价格为 f0均为随机变量，服从已知的概率分布，其概率密度函数分别为 ?D， ?f0，概率分布函数分别为为 ?D， ?f0。由于零售价格p 受政府管制，为固 定已知量，因而随机变量 D 与 f0可假设为相互独 立。 供电公司对于可中断负荷数量 Q的决策 在以上假设条件下，供电公司的收益 ?可表示为 ?Dp?rQ?q0k0?Gf0. 式中 q0 为 T0时段供电公司中断用户的负荷 数量， G表示供电公司在批发市场上的购电量。 由于在时段 T0，供电公司中断用户的负荷数量不会超过该时段已经实现了的用户需求，因此， q0可表示为 q0?min?D,Q?. 6 / 27 式中 ?为指示函数，当 f0?k0 时， ?1；当 f0?k0时， ?0。 供电公司在批发市场上的购电量可表示为 G?max?D?Q,0?, if f0?k0 . ?D, if f0?k0 供电公司的期望利润为 E?EDp?rQ?k0Eq0?EGf0. 由式可推得： Eq0?Q? ?1?Dx?k?fydy 0 由式可推得： EGf0? ? ?Q 1? Ddx?ky?f0dy k. ?ED? 00 y?f0dy 由供电公司期望利润最大化的一阶最优条件，即期7 / 27 望利润对 Q的一阶导数等于零，可得供电 公司对于可中断负荷数量 Q 的最优选择为 ? Q*?1?r? ? D?1? ? dx?. ?k0)?f?00 的电力需求 D，预先按该时段的零售价格 p支付给供电公司；供电公司预先以一定的单位价格 r 从用户处购买数量为 Q 的可中断负荷；在时段 T0之前的某一时刻 T1，供电公司具有提前通知用户中断负荷数量为 Q 的权利。如果在时刻 T1，供电公司不选择提前通知中断，则在时段 T0，供电公司具有中断负荷数量为 Q 的用户供电的权利；在时 刻 T1，如果供电公司选择提前通知中断，需按单位补偿价格 k1 支付给用户；在时段 T0，如果供电公司选择行使临时中断权利，需按单位补偿价格 k0 支付给用户，一般 k0?k1； 假设时段 T0的批发市场价格为 f0，则当 f0?k0时，理性的供电公司将选择行使临时中断权利；假设在时刻 T1预测的时段 T0的批发市场价格为 f1，根据文献 16，当 f1?ke?k1?Emax时，供电公司会选择提前通知中断用户供电，其中 8 / 27 Emax为供电公司临时中断权利在 T1 时刻的价值。 假设时段 T0 的用户电力需求 D 和批发市场价格为f0， f1均为随机变量，服从已知的概率分布，其概率密度函数分别为 ?D， ?f0， ?f1，概率分布函数分别为 ?D， ? f0， ?f1。随机变量 D 与 f0， f1可假设为相互独立， f0 与 f1具有一定相关性， 假设 f0 和 f1 具有二维联合概率密度函数 ?f0f1。 供电公司对于可中断负荷数量 Q的决策 在以上假设条件下，供电公司的收益 ?可表示为 ?Dp?rQ?q1k1?q0k0?Gf0. 式中 q1， q0 分别为供电公司提前中断和临时中断用户的负荷数量； G表示供电公司在批发市场上的购电量。 考虑到只有当 f1?ke 时，供电公司才会选择提前通知用户中断供电，且执行的可中断负荷数量是 Q，则 q1可表示为 q1?Q?f1?ke. 当 f1?ke时，供电公司会考虑是否在 T0时刻临时中断用户供电。如果 f0?k0，供电公司选择临时中断用户供电，9 / 27 且中断的负荷数量不会超过用户已经实现了的需求数量，则q0可表示为 q0?min?ke?f1. 供电公司在批发市场上的购电量 G 可表示为 ?D, if f1?ke, f0?k0 G? ?max?D?Q,0?, if f1?ke, f0?k0. ? max?D?Q,0?, if f1?ke 供电公司的期望利润为 E?EDp?rQ?k1Eq1 . ?k0Eq0?EGf0 利用类似于节的方法，可以得到供电公司对于可中断负荷数量 Q的最优选择为 ?r?k1?Q*?1? 1f11?kfdx)00?d?1? ?kk1?1?kfdx?000?0?k?f0f1dxdy?0? 式中 ? ? 10 / 27 ? ? k1? ?1? dx x?f0f1dydx kf0 ? ? ? k1?1?f0 dx k0 k0 ? x?f0f1dydx 3算例分析 假设供电公司预测未来某时段 T0的电力需求 D服从均值为 1 000 MW，标准差为 300的正态分布，即 D?N；电力零售价格 p=620 元 /MW h；时段 T0 的电力批发市场价格服从均值为 600元 /MW h，标准差为 100的正态分布，即 11 / 27 f2 0?N；在提前通知时刻 T1预测的时段 T0 的批发市场价格服从均值为 600元 /MW h，标 准差为 90 的正态分布，即 f1?N。并假设 f0和 f1服从相关系数为的二维正态分布 N。可中断负荷的购买价格 r=8元 /MW h，临时中断和提前通知中断的补偿价格分别为 k0=700元 / MW h， k1=650 元 / MW h。 首先采用具有提前通知选择的可中断负荷管理模型，图 1给出了供电公司的期望利润与购买的可中断负荷数量 Q 之间的关系曲线。可以看出，当购买的可中断负荷数量为 MW时，供电公司 期望利润达到最 大值 21 元。 图 1 供电公司的期望利润与可中断负荷数量的关系曲线 Figure 1 Power supplier s expected profits vs. interruptible load volume 为了分析比较，考虑 3种情况，情况 1：供电公司不采用可中断负荷管理，此时供电公司的期望利润为 ?ED；情况 2：供电公司采用没有提前通知选择的可中断负荷管理；情况 3：供电公司采用具有提前通知选择的可中断负荷管理。12 / 27 表 1 给出了这 3种情况的结果比较，可以 看出，供电公司采用可中断负荷管理，可以提高其期望利润，而且与没有提前通知选择的可中断负荷管理相比，具有提前通知选择的可中断负荷管理更能提高供电公司的期望利润。 表 1 3 种情况的结果比较 Table 1 Comparison of the three cases 最优可中断负荷供电公司期利润增加 数量 /MW 望利润 /元 百分比 /% 情况 1 0 20 - 情况 2 20 情况 3 21 表 2 给出了电力批发市场价格波动对供 电公司可中断负荷最优数量以及期望利润的影响。表明，随着批发市场价格波动的变大，供电公司会增加购买的可中断负荷数量，并能提高期望利润。 表 2 批发市场价格波动的影响 Table 2 The impact of wholesale market price volatility 电力批发市场价格 最优可中断负荷供电公司期望标准差 数量 /MW 利润 /元 100 20 120 24 140 13 / 27 28 表 3 给出了当临时中断补偿价格 k0保 持不变时，提前通知中断补偿价格 k1 变化，对供电公司购买的可中断负荷数量和期望利润的影响。表明，提前通知中断补偿价格越大，供电公司购买的可中断负荷数量越小，且其期望利润也越小。由于中断补偿价格一定程度上反映了用户的停电损失，因而表 3结果表明，用户的临时中断损失与提前通知中断损失相差越大，即提前通知中断选择的价值越大，则供电公司会选择购买较多的可中断负荷，并获得较高的期望利润。 表 3 中断补偿价格对结果的影响 Table 3 The impact of interruption compensation prices 中断补偿价格 最优可中断负荷供电公司期望利 MW h /元 数量 /MW 润 /元 k0=700, k1=450 107 k0=700, k1=550 47 k0=700, k1=650 21 4 结论 利用提前通知用户中断供电的方法可有效减少用户的停电损失。笔者采用随机优化理论，研究了具有提前通知选择时供电公司对于可中断负荷的最优决策模型，并给出了模型的解析解。算例分析表明： 14 / 27 1） 供电公司采 用可中断负荷管理，可以提高 其期望利润，而且与没有提前通知选择的可中断负荷管理相比，具有提前通知选择的可中断负荷管理更能提高供电公司的期望利润； 2）用户的临时中断损失与提前通知中断损失 相差越大，则提前通知中断选择的价值也越大，从而供电公司会选择购买较多的可中断负荷，并获得较高的期望利润； 3）批发市场价格波动越大，供电公司购买的可中断负荷数量也越大。 参考文献： 1 Kirschen D S. 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IEE Proceeding Generation Transmission Distribution, XX,152: 581-588. 7 李晓军 , 谭忠富 , 王绵斌 , 等 . 考虑用户参与下电网公司购买备用的优化模型 J. 电力系统及其自动化学报 , XX, 19: 9-14. LI Xiao-jun, TAN Zhong-fu, WANG Mian-bin, 16 / 27 et al. Optimal model of buying reserve capacity of power grid considering consumer s participationJ. Proceedings of the CSU-EPSA, XX, 19:9-14. 8 王建学 , 王锡凡 , 王秀丽 . 电力市场可中断负荷合同模型研究 J. 中国电机工程学报 , XX, 25: 11-16. WANG Jian-xue, WANG Xi-fan, WANG Xiu-li. Study on model of interruptible load contract in power marketJ. Proceeding of the CSEE, XX, 25: 11-16. 9 Fahrioglu M, Alvarado F L. Designing incentive compatible contracts for effective demand management J. IEEE Transations on Power Systems, 2000, 15: 1255-1260. 10 Fahrioglu M, Alvarado F L. Using utility information to calibrate customer demand management behavior modelsJ. IEEE Transations on Power Systems, 2001, 16: 317-322. 11 方勇 ,张少华 ,李渝曾 . 一种激励相容的电力市场可中断负荷管理 合同模型 J. 电力系统自动化 , XX, 27: 23-26. FANG Yong, ZHANG Shao-hua, LI Yu-zeng. An incentive compatible contract for interruptible load management in 17 / 27 electricity marketJ. Automation of Electric Power Systems, XX, 27: 23-26. 12 Chung T S, Zhang S H, Yu C W, et al. Electricity market risk management using forward contracts with bilateral optionsJ. IEE Proceeding Generation Transmission Distribution, XX, 150: 588-594. 13 张显 , 王锡凡 , 王建学 , 等 . 可中断电力合同中新型期权的定价 J. 中国电机工程学报 , XX, 24: 18-23. ZHANG Xian, WANG Xi-fan, WANG Jian-xue, et al. Pricing for exotic option of interruptible electricity contractsJ. Proceeding of the CSEE, XX, 24:18-23. 14 盛方正，季建华基于断电期权的供电公司购电价格 风险管理方 法 J电力系统自动化， XX,31:30-33. SHENG Fang-zheng, JI Jian-hua. Method of managing power suppliers price risk of purchasing electricity based on interruptible optionsJ. Automation of Electric Power Systems, XX, 31:30-33. 15 Oren S S. Integrating real and financial options in demand-side 18 / 27 electricity contractsJ. Decision Support Systems, 2001, 30: 279-288. 16 Kamat R, Oren S S. Exotic options for interruptible electricity supply contractsJ. Operations Research, 2002, 50: 835-850. 17 张少华，刘刚，李渝曾考虑提前通知的可中断负荷管理模型 J电力系统及其自动化学报， XX,20:66-70. ZHANG Shao-hua, LIU Gang, LI Yu-zeng. Interruptible load management model with early notificationJ. Proceedings of the CSU-EPSA, XX, 20:66-70. 第 25 卷增刊电 网 技 术 Vol. 25 Supplement 2001年 12月 Power System Technology Dec. 2001 文章编号、中图分类号、文献标识码及学科分类号：中间标点为全角，字号小五号，中文黑体，数字及英文 Times New Roman，倍行距，“根据页面设置确定行高线”选项选中 标题二号，黑体，英文字体为 Arial，希腊字母保持 不变，如 ?，倍行距， 段前空 12pt， 2 行之间单倍行距，无段前空 作者姓名四号仿宋，中间全角逗号隔开， 倍行距 空一行，格式同上行 19 / 27 英文标题小四号 Times New Roman 加黑 , 实词和 4个字母及以上的虚词首字母大写 , 倍行距 英文姓名五号 Times New Roman，标点半角，姓大写，名首字母大写两字之间用连字符连接，倍行距 ABSTRACT: 英文摘要为小五号 Times New Roman 字体，行距为 14pt，标点为半角 KEY WORDS：英文关键词为小五号 Times New Roman字体，小写，行距为 14pt，中间标 点为半角，段首空 6pt 摘要：中文摘要为小五号宋体，行距为 14pt，中间标点为全角，段首空 6pt。 关键词：中文关键词为小五号宋体，行距为 14pt，中间标点为全角，段首空 6pt 工作模式 2。 定义 1 定理 1 有编号的公式右对齐，行距为单倍行距 “根据页面设置确定行高线”选项不选。公式 1 行排不下 时第 2行以下应有明显缩进，并对齐 中文表题小五黑，数字与英文字体为 Times New Roman， 加黑居中，段前空 3 pt. 英文表题字体为 Times New Roman，加黑居中，行距20 / 27 12磅 表中文字为六宋，数字及英文为 Times New Roman，行距为 12pt， 表内线，外框线， 列间一律用制表位对齐 1 二级标题为小四黑，英文字体为 Arial，换行时悬挂缩进为 0，段前段后均空 6pt，希腊字母保持不变，如 ? 正文字号五号，首行缩进：，中文宋体，英文及数字为 Times New Roman， 行距为单倍行距，段尾不要单字成行。文中字母与公式中字 母应一样，文中括弧除列向说明为全角外，其余均为半角。 三级标题五号黑体，英文及数字用Arial，希腊字母保持不变，如 ?。换行时悬挂缩进为 0，段前段后不空 表后文字段前空 6pt。 图的插入方式用“ Word 图片”，锁在文字中，居中，图中文字为六宋。示波图需标注横纵坐标的物理量。图中线的磅数为磅。图形段前段后空 3 pt。 四级标题五号宋体，换行时悬挂缩进为 0， 段前段后不空 文中列项说明格式如下： 工作模式 1。 图题与表题相同，中 文为小五黑，数字与英文字体21 / 27 为 Times New Roman，加黑居中。 英文图题字体为 Times New Roman，加黑居中，行距12磅， 段后空 3pt. 10 Power System Technology Vol. 25 Supplement 参考文献标题后面无标点，同二级标题 1 参考文献为六宋，英文字体为 Times New Roman，编号后空 2小 格。行距 12pt，悬挂缩进，悬挂缩进与首行对齐。标点除括弧为半 角外，其余均为全角。 1 Bauer T ， Lips H P ， Thiele G ， et al Operational tests on HVDC thyristor modules in a synthetic test circuit for the sylmar east restoration projectJ IEEE Transactions on Power Delivery， 1997 收稿日期： Times New Roman. 六号 . 行距 12pt， 作者简介：中文六宋，数字及英文为 Times New Roman. 行距 12pt，首行缩进，标点除括弧为半角外，其余均为全角。 收稿日期： XX-09-25。 作者简介： 李 磊，男，博士，讲师，研究方向为功率电子变换技术， ll_nuaa； 22 / 27 陈道炼，男，教授，博士生导师，研究方向为功率电子变换技术等。 总则： 排版软件： Word 2000 页面设置： 整篇文档纸张大小 A4， 页边距：上，下，左，右，栏间距，页眉，页脚 0 指定每页行数 43 行，每 行字数 45 整篇文档行距为单倍行距，字体五号宋体，英文五号 Times New Roman 篇首通栏部分除中文标题两行的第二行为单倍行距外，其他为倍行距“根据页面设置确定行高线”选项不选中。 页眉小五号宋体，英文字体为 Times New Roman 用制表位对齐，第一制表位居中，第二制表位居右， 毕业论文写作要求 一、毕业设计格式要求 1、毕业设计全部要采用 word来书写 2、毕业设计一律要使用 A4纸竖排版，打印成文。 3、页 面设置：页边距上厘米，下厘米，左厘米，右 厘米，封面无需页码，其余内容需页码。 4、字符间距设置为“标准”。 5、段落设置为“单倍行距”。 6、字号设置为： 大标题：宋体二号加粗，居中； 正文一级标题：宋体三号加粗，居左； 正文二级标题：宋体四号加粗，居左； 23 / 27 其余汉字均为宋体小四号，首行缩进 2 个字符； 正文中所有非汉字均为 Times New Roman 字体。 7、装订方法是：装订线位置为左侧处、上下四分之一处、两枚书钉装订。 8、图序及图名居住置于图的下方。如图 * * *原理图 9、表序及表明置于表的上方。如表 元器件明细表 10、公式的编号用括号括起置于右侧行末，不加虚线。如 二、毕业设计基本项目要求 1、论文首页格式： 毕业论文题目用黑体二号字，论文题目应能概括整个论文最重要的内容，简明、恰当，一般不超过 20 个字。其余用宋体四号字。 2、中文摘要及其关键词： 摘要：放在论文第一页， 400-600 字，限一页。内容应包括工作目的、研究方法、成果和结论，语言精简。 关键词：在摘要页的下方，另起一行注明论文的关键词要求 3-5 个。 3、目录： 论文组成的小标题 4、引言： 在论文正文前。 5、正文： 6、结论：结论要突出本论文的意义、工作内容。阐述自己的研究成果如作品、论文、产品的测试参数、产品的应用情况。 7、参考文献：格式【 1】张坤 机器人柔性手腕的球面齿轮设计研究 清华大学学报 24 / 27 8、致谢 9、附录 三、推荐论文题目 1、某水电站网路继电保护初步设计 2、 35KV 变电站继电保护初步设计 3、 110Kv 降压