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电力工业是国民经济和社会发展的基础产业,由于环境和资源压力,电力供给和需求之间的矛盾日益突出。近年来,我国电力系统的冗余度呈现较高状态,电力系统整体呈现较低能效水平,大量信息资源缺乏有效配置。能效电厂、虚拟电厂等新能源技术的出现为分布式能源利用提供了解决问题的思路。随着我国新一轮电力体制改革的开展,电力市场竞争机制逐步完善,电力供需关系正在被重新认识。在此背景下,论文从提高能效和经济利益协调角度,阐述了兼顾电力系统各个参与者的能效聚合体(Energy Integration Polymer,EIP)理念,旨在通过分析供需互动行为,探讨聚合体形成理论,设计出符合我国实际的EIP聚合体,整体优化电力供应侧和需求侧,实现电力系统状态从纳什均衡向全局最优转变。 论文主要内容包括: ①从能源供给侧和需求侧角度对当前的资源环境现状进行介绍,结合国内外学者的研究成果,分析EIP研究的理论意义和工程应用意义。 ②介绍了供需理论、博弈论、电力系统合作和电源规划等理论。对电力供需互动形式进行了扩展,并分析了其作用。通过对比纳什均衡和帕累托最优的区别得出转化为帕累托最优的途径。研究了在合作过程中规制机构如何被俘获和被俘获的原因,提出由政府担当“全局观察者”的角色。探讨了电源规划的指标和技术,为不同类能源协调发展提供依据。 ③解释了能效聚合体概念,先后对整体结构和电价、电力交易、阻塞管理等重要支撑机制设计。以经济效益和网损为优化目标建立EIP平台的电力交易模型。结合我国能源发展,分析EIP聚合体未来应用场景。 ④通过调研S地区的资源禀赋和现有企业用电特点,设计了S地区EIP结构,提出了初步建设方案。以SQC建材企业为例和实际测算分析了可达到的环境与经济效益。 ⑤详细分析了政府、电网企业、电力企业、电力用户和系统管理员等五种主要用户需求,然后设计了软件的开发架构、功能和数据库。利用Web、Matlab和PSASP相结合的方式完成了EIP软件开发。 ⑥对EIP具体实施方面,论文分别从政府、电力公司和需求侧等方面提出初步建议。 为提高电力能效,打破信息壁垒,论文提出、设计了EIP聚合体,将不同类型分布式资源进行优势互补聚合组成电力供给侧,与电力用户共同组成的需求侧形成有机整体,不仅可以达到能源的高效使用,还可以丰富电网运行控制手段。通过设计和实现EIP软件,把各种能效数据进行汇总,实现供需双方的信息对称和经济性交易,为用户提供节能增值服务。在供需双方互动中,将闲置信息充分利用,形成区域能效最佳的资源配置体系,为新一轮电力体制改革的分布式能源利用提供一种思路。