干扰性负荷电磁污染排放权交易策略分析-analysis on trading strategy of electromagnetic pollution emission rights under disturbing load.docx

第1章绪论1.1电能质量问题概述电能作为一种经济、实用、清洁方便且容易传输、控制和转换的能源形态，由电力部门向电力用户提供。在当前电力行业整体向市场化改革方向进行的背景下，电能已经成为一种走进市场的商品，与其他商品一样，无疑也应要求具有良好的质量。而电能作为一种特殊的产品（它具有工业产品的基本特征，如可对产品的质量指标进行分级、检测和预估，可以确定相应的质量标准和实施必要的质量控制），其质量的优劣不仅取决于电能的生产和销售环节，同时还要受到电网所连接用电设备的影响，是由供、用双方共同保证质量的特殊产品。图1-1中显示了电能质量(PowerQuality，PQ)问题可以发生在整个电力系统中的任何一处[1]。发电1发电2发电3输电网络配电配电配电用户群用户群用户群图1-1产生电能质量问题的环节链为保证电能安全经济地输送、分配和使用，理想的供电系统应该具有以下基本特征：（1）以单一恒定的电网标称频率（50Hz或60Hz，我国采用50Hz）、规定的若干电压等级（如配电系统一般为110kV、35kV、10kV、380V/220V）和以正弦函数波形变化的交流电向用户供电，并且这些运行参数不受用电负荷特性的影响；（2）始终保持三相交流电压和负荷电流的平衡。用电设备汲取电能应当保持最大传输效率，即达到单位功率因数，同时各用电负荷之间互不干扰；（3）电能的供应充足，即向电力用户的供电不中断，始终保证电气设备的正常工作与运转，并且每时每刻系统中的功率需求都是平衡的[2]。因此，电能质量不仅对电网的安全、经济运行有着重要的意义，而且其质量的好坏直接影响着用户侧设备能否正常工作[3]。电力系统中各种电能质量扰动的性质、特征指标、产生原因及后果归纳于表1-1[4]。表1-1电能质量问题一览类型扰动性质特征指标产生原因后果谐波稳态谐波频谱电压、电流波形非线性负载、固态开关负载设备过热、继电保护误动、设备绝缘破坏三相不对称稳态不平衡因子不对称负载设备过热、继电保护误动、通信干扰陷波稳态持续时间、幅值调速驱动器计时器计时错误、通信干扰电压闪变稳态波动幅值、出现频率、调制频率谐振暂态暂态波形、峰值、持续时间脉冲暂态暂态上升时间、峰值、电弧炉、电机起动线路、负载和电容器组的投切闪电电击线路、伺服电机运行不正常设备绝缘破坏、损坏电力电子设备持续时间感性电路开合设备绝缘破坏瞬时电压上升、瞬时电压下降暂态幅值、持续时间、瞬时值/时间远端发生故障、电机起动设备停运、敏感负载不能正常运行噪声稳态/暂态幅值、频谱不正常接地、固态开关负载微处理器控制设备不正常运行随着现代信息技术、计算机技术和电子技术的发展，以及用户和供电部门对电能质量问题重视程度的提高，电力系统中应用了大量先进的仪表，这不仅提高了电能质量的监测与治理水平，还为建立起先进可靠的电能质量监测网络，及时分析和反映电网的电能质量水平，找出电网中造成电能质量谐波及故障的原因，及时采取相应措施，保证电网的安全、稳定、经济运行提供重要的保障。1.2课题研究的背景及意义近年来，随着电力电子装置、电弧炉等非线性负荷的广泛应用，干扰性负荷逐渐成为电力系统负荷的重要组成部分，它们对电力系统的影响日益严重，导致电能质量问题日益突出。由于干扰性负荷的扰动可能给电网和接入电网的其他用户造成经济损失，因此，在电力市场条件下，建立起相应的电能质量市场(PowerQualityMarket，PQMarket)体系，不但有利于促进电力市场的发展，而且对进行电能质量治理同样具有重要的意义。根据GBT4365中关于电磁环境(ElectromagneticEnvironment)的定义，可将电网的电磁环境定义为：在作为传输媒质的输电线路中进行传播的电磁场或电信号的总和，电磁场或电信号包括各种类型的电信号、电磁波。影响电磁环境的主要因素是电磁辐射，电网电磁环境的参数主要包括工频电场、工频磁场、无电线干扰和可听噪声四个方面。电网的电磁环境与自然环境一样，其容量资源是有限的，干扰性负荷对电网电磁环境的污染具有明显的外部性。为了限制并减少接入电网的用户排放给电网的污染电流，同时使各用户企业获得最大生产效益，采取合理措施将电磁污染排放权(EmissionRight，ER)分配给有电磁污染排放需要的电力用户，使二者满足利润最大化条件和帕累托最优，并在不影响电力系统运行安全的条件下允许这种排放权在有排放权“富余”和“额外需求”的用户之间进行转让或买卖，对超出排污许可额度进行排放的企业进行处罚，是解决电磁污染外部性问题、维护电网的电磁污染水平，实现社会效益最大化的有效方式。1.3国内外研究现状目前，针对干扰性负荷对电能质量的影响以及电磁污染排放权交易理论体系的建立，国内外专家学者进行了深入的研究，并已经取得了丰硕的研究成果，有大量相关学术论文和研究报告在国际重要科