随着需求侧的逐步放开，可中断负荷(interruptible load——IL)作为一种有效的电力资源，在调峰和降低阻塞等方面越来越被关注。IL是保证电力市场高效稳定运营与电力系统安全经济运行的重要措施，迫切需要有关IL方面的理论与研究成果来给予支撑，进而保证电力市场与电力系统的安全及协调发展。 市场环境下的容量事故具有高度的不确定性和严重的后果，故系统备用容量的合理配置问题受到广泛关注。为了提高发电容量充裕度，既可购买发电侧备用容量(reserve capacity of supply side--RCGS)，也可购买需求侧IL的可中断权。作为紧急备用容量资源，特别是应对小概率高风险的容量事故，IL参与备用服务市场的意义非常重大。 为了激励IL参与系统容量备用的积极性，普遍采用的补偿方式有停电前折价(简称低电价)和停电后高赔偿(简称高赔偿)。低电价可中断负荷(interruptible load with low price——ILL)是在事故前通过电价打折来换取负荷的可中断权，高赔偿可中断负荷(interruptible load with high compensation——ILH)则是在事故发生且中断措施实施后才进行赔偿。ILH方式在平时并不需要为IL的可中断权付费，故应对小概率高风险的容量事件比较经济，但对于概率较大的容量事件则赔偿风险也较高。ILL方式的经济特性则恰恰与之相反。显然，为了应对多种可能的容量事件，两种经济特性之间的互补性就非常可贵。与电力系统稳定性的预防控制与紧急控制之间的互补性类似，在容量事故前付出较小电费损失的ILL，方式和仅在事故后付出较大赔偿风险的ILH方式之间可以通过风险管理进行协调，从而比单纯采用ILL方式或ILH方式要经济得多。然而，对这两种补偿方式的研究一直被长期割裂。 电力系统可靠性包括安全性与充裕性两个方面。其中发电容量充裕性(generation capacityadequacy——GCA)反映在系统的备用容量上，应该协调不同时间尺度(实时运行、日运行、长期)、不同响应速度(旋转、热、冷)、不同地域、不同物理量(有功、无功)、RCGS和IL的各类备用容量。输电稳定性和充裕性反映在电力系统的各种稳定裕度上，应该协调预防控制、紧急控制和校正控制。 市场环境下，GCA的动态行为更加复杂。GCA过低时系统可靠性不够，过高又降低经济性。类似于输电充裕性的预防控制和紧急控制的协调，对于GCA也有许多值得研究的问题。包括：①从物理层面揭示各种控制规律的实施时机及内在机理；②充分利用需求侧IL容量，实施多渠道控制；③定量评估GCA的各种控制方案；④利用各种备用手段不同的互补特性加以协调；⑤量化削峰容量对电量市场及备用市场内部优化的影响；⑥应用风险理论优化GCA水平。然而，在GCA的研究中，需求侧管理及需求侧备用市场通常是与发电侧备用市场孤立的。 针对上述课题背景与理论需要，本论文研究了IL参与系统备用的优化，主要工作集中在以下几个方面： 1．将IL的市场引导方式分为两类，即用户接受停电概率换取的折扣电价补偿与在实际停电后按合约赔偿。两者都在容量事故发生后实施负荷的中断，但前者对应于日常的低代价，且像支付发电侧备用的容量费那样，与停电是否实际发生无关；而后者则对应于小概率的高代价，且像支付发电侧备用的电最费那样，只有在实际停电后才支付。两者的经济特性不同，故具有协调空间。 2．从IL参与系统备用的角度出发，分析了IL在保证电力系统充裕运行与电力市场经济稳定性等方面的作用，评述了现有的经济补偿方法及模型，讨论了IL在整个备用市场中的地位。 3．在对确定性与概率两种备用容量决策方法进行介绍的基础上，强调应引入风险观点来配置备用容量。从应对系统可能出现的各种功率缺额问题角度，将RCGS与IL容量作为系统备用容量，建立了市场环境下系统备用容量体系。 4．指出RCGS和IL(ILL、ILH)各类备用容量，以及各种GCA控制(预防控制、事故后控制)之间的不同技术与经济特性，以及它们之间的协调有利于提高备用补偿与GCA控制方案的经济性。强调以量化指标统一反映系统备用的充裕水平与风险代价，兼顾发电备用的经济性和可靠性。基于风险观点，提出了ILL与ILH 市场、IL与RCGS 市场等多市场协调优化问题，以及GCA预防控制与事故后控制(紧急控制与校正控制)的混合优化问题。 5．建议对IL市场采用和RCGS市场类似的市场竞价规则，并设立若干不同等级的供电可靠性，分别竞价。建立了ILL与ILH市场竞价模型并仿真，指出了协调不同竞价周期与补偿方式的IL市场(如目前ILL，和小时前ILH市场)以及RCGS市场，有利于实现动态补偿。 6．参照发电侧，运用蒙特卡罗仿真对需求侧IL最优报价策略进行了研究。 7．按对用户的补偿方式，将IL分为停电前低电价补偿方式和停电后高赔偿方式两类。迄今为止，对低电价IL与高赔偿IL的研究一直是孤立的。为有效遏制用户侧的市场力，提高备用容量和稳定控制的经济性，应充分利用这两种方式的不同经济特性及其互补性。为此，从风险管理观点提出其协调模型和优化算法，使对低电价IL的确定性补偿与对高赔偿IL的风险补偿之和最小。其中暂不涉及与发电侧备用市场的协调。仿真验证该模型的合理性和算法的有效性。 8．在发电容量充裕性的研究中，需求侧管理及需求侧备用市场通常是与发电侧备用市场孤立的。为改进发电容量充裕性控制，在低电价可中断负荷和高赔偿可中断负荷协调控制的基础上，将实施分时电价(time-of-use power price——TOU)作为预防控制，将调用发电侧备用容量、中断需求侧低电价与高赔偿可中断负荷容量作为事故后控制。基于其不同的技术特性和经济特性，提出协调模型和优化算法，定量研究预防、事故后控制及其协调控制的效果。仿真验证了风险协调对备用服务的显著改善。