近年來各先進國家為求降低供電成本、提高電力品質及提昇整體產業生產力，均積極推動電力自由化。在此前提下，修改傳統OPF之目標函數為「社會福利」最大化，為電業市場造就更多的商機，達到買賣方雙贏的局面。自由化的競爭市場中，建立一套人性化、操作容易且可處理大量標單的投標環境，更是不容忽視的課題。

本論文應用網際網路技術、資料庫系統與電力池市場之交易運作，三方向相互整合建立一套電力交易市場資訊架構（Auction Market Information Framework, AMIF）。在網際網路方面：於WWW網站的建構上採用ASP動態式網頁，讓使用者擁有良好的投標環境；在資料庫系統方面：以MS Access為基礎，並利用開放式資料庫連結技術（ODBC）輕易地將資料庫與網際網路結合；市場之交易運作方面：將撮合標單、最佳化電力潮流（OPF）、加入備轉容量等方法相互串聯，構成交易市場處理標單撮合、解決壅塞等成果的流程。

本論文結果將可提供台灣未來進行電力自由化擬定制度的參考，所提出自由市場機制及其擴充將可充分確保經濟最佳化原則、市場公平合理的運作、及維持系統穩定調度的目標。

With the deregulation of power industry and the market competition, low cost, reliable power supply, and secured system operations are major concerns of the advanced deregulation markets. It is a natural extension to revise the objectives of the traditional optimal power flow (OPF) to help dispatch the power. Maximizing social welfare to create more values of the market is becoming an interesting topic. In the deregulation environment, a user-friendly mechanism is desirable to form an auction market information framework (AMIF) for power auction and market operation.

This thesis proposed a prototype system to combine internet based technology, database system, and the auction market to construct an information framework of power auction market. The Internet technology used Dynamic HTML (DHTML) in WWW website to develop a convenient bidding environment for users. The database based on MS Access used open database connection (ODBC) technology to connect database and internet. The auction market integrates auction functions and re-designed OPF to support the auction mechanism and congestion management.

This research could also provide a solid foundation for Taiwan’s power system deregulation in the future. The proposed mechanism and its expansion could guarantee a smooth migration process and successful market/system operation.

目 錄

中文摘要………………………………………. Ⅰ
英文摘要………………………………………. Ⅱ
目錄……………………………………………. Ⅲ
圖目錄…………………………………………. Ⅵ
表目錄…………………………………………. Ⅷ

第一章 緒論…………………………………. 1
1-1研究背景與動機………………………………... 1
1-2論文貢獻……………………….……………….…. 3
1-3論文架構…………………………………………... 4
第二章 電力市場之發展趨勢與變遷…….....………. 5
2-1前言………………………………………………… 5
2-2世界電力市場自由化之演變……..…………… 9
2-2-1英國…………………………………………….. 9
2-2-2美國加州……………………………………….. 11
2-2-3澳洲（維多利亞省）………………………….. 13
2-2-4其他國家……………………………………….. 14
2-3各國電力市場之比較…………………………… 15
2-4台灣電業自由化現況分析……………...……… 16
2-5本章結論…………………………………….. 19
第三章 電力池市場之競標與最佳化電力潮流 22
3-1前言………………………………………………… 22
3-2電力競標標單之撮合…………….……………... 23
3-2-1累積合成曲線………………………………….. 24
3-2-2競標曲線高低配……………………………….. 27
3-3社會福利最大化之OPF………………………… 29
3-3-1價格相依的實功負載於消費者模式………….. 34
3-3-2價格相依的發電實功於供應者模式………….. 36
3-4本章結論……………………………………... 37
第四章 電力交易市場之輔助服務…………. 38
4-1前言………………………………………………… 38
4-2輔助服務之定義…………………………..……... 39
4-3輔助服務之種類……………………………….… 41
4-4備轉容量訂價方式………………………………. 45
4-5備轉容量市場之設計………………………... 47
4-5-1 輔助服務提供者與備轉容量之競標………… 47
4-5-2 備轉成本最小化之OPF……………………… 48
4-6本章結論…………………………………………... 50
第五章 電力交易所之網際網路應用………. 51
5-1 前言………………………………………………... 51
5-2網路伺服器之架設………………………………. 54
5-3 ASP與ActiveX控制元件…………..……….. 55
5-4動態網頁的應用……………………………... 57
5-5網路資料庫…………………………………... 58
5-6網際網路資料庫系統連結設定……………... 60
5-7 AMIF之架構與交易流程…………………… 61
5-8本章結論…………………………………………... 63
第六章 系統模擬及結果分析………………. 64
6-1前言………………………………………… 64
6-2範例一：即時互動式電力交易所之架設…… 65
6-3範例二：價格高低配和累積合成曲線之比較 73
6-4範例三：三種結清價格利益之比較……….… 81
6-5範例四：現貨交易之最佳化電力潮流問題… 85
6-6範例五：系統故障時備轉容量投入之最佳解 90
6-7本章結論……………………………………... 95
第七章 結論及未來發展方向………………. 96
7-1結論………………………………………………… 96
7-2未來發展方向…………………………………….. 97
參考文獻……………………………….……… 98
附錄1 各國電業市場及自由化成果比較表… 101

圖目錄

圖2-1: 新電力市場的架構……………………………………... 5
圖2-2: 供電/需求方累積競標曲線之簡例…………………….. 7
圖2-3: 英國電力市場架構……………………………………... 10
圖2-4: 美國加州電力市場結構………………………………... 12
圖2-5: 澳洲（維多利亞省）電力市場架構…………………... 14
圖3-1: 電力市場架構………………….……………………….. 24
圖3-2: 競標撮合曲線…………………………………………... 27
圖3-3： 電力供給及需求曲線…………………………………... 28
圖3-4: 電力池資訊潮流………………………………………... 32
圖3-5： 線性價格相依之供應者標單…………………………... 33
圖3-6： 消費者利益及利益的微分……………………………... 35
圖3-7: 由二次式成本曲線到線性供應者曲線………………... 37
圖5-1: 網頁瀏覽器連結到網際網路資料庫系統……………... 60
圖5-2: AMIF電力交易市場資訊系統………………………… 61
圖5-3: 電力池操作員工作流程………………………………... 62
圖5-4: 投入備轉容量之流程…………………………………... 63
圖6-1: IEEE 30 Bus系統圖…...……………………………….. 64
圖6-2: 非會員之網頁瀏覽……………………………………... 65
圖6-3: 會員之網頁瀏覽………………………………………... 65
圖6-4: 即時互動式電力交易所首頁…………………………... 66
圖6-5: 即時互動式電力交易所登入畫面……………………... 67
圖6-6: 登錄基本資料畫面……………………………………... 68
圖6-7: 電力交易所投標畫面…………………………………... 69
圖6-8: 電力交易所得標標單畫面……………………………... 70
圖6-9: 電力交易所最佳標單畫面……………………………... 70
圖6-10: 電力交易所歷史資料查詢畫面………………………... 71
圖6-11: 電力交易所相關網站畫面……………………………... 72
圖6-12: 競標價格高低配撮合圖………………………………... 74
圖6-13: 累積合成曲線撮合圖…………………………………... 78
圖6-14: 小型4Bus系統………………………………………….. 89
圖6-15: 4Bus競標曲線圖……………………………………….. 89
表目錄

表2-1: 各國電力市場之概況…………………….…………….. 15
表2-2: 民營發電廠基本資料………………………….……….. 17
表4-1: 電力輔助服務特性之比較……………………………... 44
表6-1: 發電業競標資料（競標價格高低配法）……………….. 73
表6-2: 配電業競標資料（競標價格高低配法）……………….. 73
表6-3: 發電業得標資料（競標價格高低配法）………………... 75
表6-4: 配電業得標資料（競標價格高低配法）………………... 75
表6-5: 交易市場利益資訊（競標價格高低配法）…………… 76
表6-6: 發電業競標資料（累積合成曲線法）…………………... 77
表6-7: 配電業競標資料（累積合成曲線法）…………………... 77
表6-8: 發電業得標資料（累積合成曲線法）…………………... 79
表6-9: 配電業得標資料（累積合成曲線法）………………… 79
表6-10: 交易市場利益資訊（累積合成曲線法）……………… 79
表6-11: 發電業市場均勻價格交易模式資料…………………... 81
表6-12: 配電業市場均勻價格交易模式資料…………………... 82
表6-13: 市場均勻價格交易模式之交易市場利益資訊………... 82
表6-14︰ 發電業市場報價成交價格交易模式資料……………... 83
表6-15︰ 配電業市場報價成交價格交易模式資料……………... 83
表6-16︰ 市場報價成交價格交易模式之交易市場利益資訊…... 84
表6-17︰ 發、配電業競標資料………………………………….… 85
表6-18︰ 發、配電業得標資料（壅塞前）…………………………. 86
表6-19︰ OPF之競標資料………………………………………... 87
表6-20︰ OPF之最佳標單資料（壅塞後）………………………... 88
表6-21︰ 發電業競標資料（加入備轉容量）……………………... 90
表6-22︰ 發電業得標資料（加入備轉容量）……………………... 91
表6-23︰ 發電業之預期故障及修復機率………………………... 91
表6-24： 發電業之運轉狀態機率表……………………………... 92
表6-25： GenCo3發生機組跳機時之發電業運轉資料…………. 92
表6-26： GenCo4發生機組跳機時之發電業運轉資料...……….. 93
表6-27： GenCo6發生機組跳機時之發電業運轉資料…………. 94
表6-28： 相對期望故障率………………………………………... 94
表6-29： 最佳保留備轉容量……………………………………... 94

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