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随着我国电力市场化改革的深入和国民经济的快速增长,电力资源短缺问题亟待解决,并且对电力系统可靠性的要求也越来越高。需求响应能够通过价格或激励等形式鼓励用户主动改变用电行为,配合供电侧进行削峰填谷,在电力市场中的作用逐渐凸显。需求响应项目的合理设计和有效实施为用户侧、发电侧带来了更多效益,对提高电网安全可靠运行具重要意义。鉴于此,本文在电力市场环境下对需求响应项目的设计及其对系统可靠性的影响进行深入研究。主要研究内容包括:首先,本文对国外典型电力市场(如美国PJM电力市场、澳大利亚国家电力市场等)的运营模式进行深入研究,分析并总结各电力市场所具有的特点,提炼需求响应项目在CAISO、NYISO、ISO-NE、PJM以及AEMO中的设计原则、特点和实施情况,并通过具体典型案例定性分析需求响应项目的实施对系统可靠性的影响。其次,本文对电力系统可靠性评估的基本理论进行论述,并运用两种方法定量分析需求响应项目对发电系统可靠性的影响,即解析法中的计及需求响应的电力系统随机生产模拟法和模拟法中的非序贯蒙特卡洛仿真法,根据不同算法建立对应的需求响应模型。以IEEE RTS测试系统为例运用上述方法,利用MATLAB2014a软件编程对需求响应项目实施前后系统可靠性指标LOLP、LOLE、EENS等进行仿真,结果定量说明需求响应项目的实施能有效的提高系统可靠性。第三,本文对需求响应项目的设计理论进行论述,分别给出基于激励型和价格型两类需求响应的设计原则。在激励型需求响应项目设计过程中,以用户效益最大化作为优化目标的同时考虑系统可靠性因素,即把可中断负荷模型与单时段可避免负荷模型、多时段可转移负荷负荷模型相结合,构建新的激励型需求响应模型。基于价格型需求响应项目的设计过程中,结合微观经济学中的消费者选择理论构建一种计及用户用电效用和系统可靠性的价格型需求响应模型。针对具体算例,利用MATLAB 2014a分别对两类需求响应模型进行优化并编写计及需求响应的系统可靠性评估程序,仿真结果表明:两类需求响应项目的实施对系统负荷曲线和系统可靠性指标均有改善,因此在促进用户参与项目的同时提高了电力系统运行的可靠。最后,借鉴于国外典型电力市场发展状况和需求响应项目实施效果,对我国现阶段需求响应项目的设计和实施提出了合理化建议。