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电力市场输电阻塞管理 摘要 本文讨论了电力市场输电阻塞管理问题。首先，我们研究了各线路上潮流与各机组出力的函数关系（近似的一次函数关系），根据题中给出的实验数据通过最小二乘法求出了各函数的系数矩阵；探讨了输电阻塞费用计算规则的制定问题，得到了度量发电商对调整方案的支持程度的度量函数——支持度函数，使得规则更加合理；在此基础之上，给出了一套既安全又经济的出力预分配方案、调整方案的规划模型，并给出了相关模型的具体解法。 当负荷需求为982.4 MW时，根据电力市场交易规则得到的分配预案将产生输电阻塞，但通过调整可以消除阻塞，并得到最低的阻塞费用4804元。 当负荷需求为1052.8MW时，根据电力市场交易规则得到的分配预案将产生输电阻塞，此时模型为一个二目标规划问题，我们根据电力市场“安全第一”的原则，巧妙的将其中一个目标转化为约束条件，从而将该二目标规划问题转化为单目标规划问题，使问题得以较完满的解决，并求得此条件下，六条线路上潮流绝对值超过限值的百分比分别为（4.49%,0,0,0,1.60%,0.71%），最低阻塞费用为1715.5元。 关键字 电力市场 输电阻塞 优化 支持度函数 问题的重述 我国电力市场初期是发电侧电力市场，采取交易与调度一体化的模式。电网公司在组织交易、调度和配送时，必须遵循电网“安全第一”的原则，同时要制订一个电力市场交易规则，按照购电费用最小的经济目标来运作。市场交易-调度中心根据负荷预报和交易规则制订满足电网安全运行的调度计划――各发电机组的出力（发电功率）分配方案；在执行调度计划的过程中，还需实时调度承担AGC（自动发电控制）辅助服务的机组出力，以跟踪电网中实时变化的负荷。 研究如何制订既安全又经济的调度计划以解决输电阻塞问题是当前一个重要的课题。作为实际问题的抽象和简化，试解决以下问题： 某电网有8台发电机组，6条主要线路，已知各机组的当前出力和各线路上对应的有功潮流值以及一些实验数据，利用这些数据确定各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式。 设计一种简明、合理的阻塞费用计算规则，除考虑电力市场规则外，还需注意：在输电阻塞发生时公平地对待序内容量不能出力的部分和报价高于清算价的序外容量出力的部分。 假设下一个时段预报的负荷需求是982.4MW，按照电力市场规则给出下一个时段各机组的出力分配预案。 按照已知的潮流限值，检查得到的出力分配预案是否会引起输电阻塞，并在发生输电阻塞时，根据安全且经济的原则，调整各机组出力分配方案，并给出与该方案相应的阻塞费用。 假设下一个时段预报的负荷需求是1052.8MW，重复III--IV的工作。 问题的分析与基本假设 问题分析 不难看出问题I，II的解决是其余各问题解决的基础。问题I的解决思想比较容易想到——拟合，即将各线路上的有功潮流看作各发电机组出力的函数。 问题II中计算规则的确定必须兼顾合理与简单的原则，否则，后续计算将变得复杂，甚至不可解。 问题III的求解中，如何处理好爬坡速率对出力分配方案的约束是问题求解的关键。 根据输电阻塞管理原则，当发生输电阻塞需要进行出力分配方案调整时，安全原则应是首要考虑的，其次才是经济因素，这是解决问题IV，V必须注意的地方。 基本假设 假设1：每个时段的负荷预报和机组出力分配计划的参照时刻均为该时段结束时刻。 假设2：机组当前出力是对机组在当前时段结束时刻实际出力的预测值 假设2：每台机组单位时间内能增加或减少的出力相同。 假设3：方案调整前后清算价不变。 符号说明 第个机组下一时段出力 第条线路上下一时段的有功潮流 本时段清算价 第个机组的段价 模型的建立 各线路有功潮流与各机组出力的函数关系的确定 由第2节的分析可知，本问题可简化为一个多输入多输出的线性系统的输入输出特性的研究（如图（4.1.1）） 图4.1.1 容易看出，根据已知实验数据，我们可得到个元函数(是线路数，是机组数)，遵循简单、合理的原则，考虑到实验数据和系统本身的特点，可以假设各线路有功潮流与各机组出力是一次关系，即 其中，——第个机组当前出力； ——第条线路上的当前有功潮流。 写成矩阵形式 （4.1.1） 其中， ； ； ； 阻塞费用计算规则的确定 如第2节中分析所说，阻塞费用计算规则的确定必须兼顾合理与简单。根据输电阻塞管理原则，阻塞费用包含两部分:对序内容量不能出力的补偿和对序外容量要在低于对应报价的清算价上出力的补偿。下面分别就这两部分进行讨论，以获得一个合理的阻塞费用计算规则。 对序内容量不能出力的补偿 由于出力分配方案调整，致使发电商部分序内容量不能出力，其应得收益减少。调整前其应得收益为 其中，——本时段清算价，；是第个机组的段价函数，该分段函数可由原题中表3、表4