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一种考虑收支平衡的输电阻塞管理方法 黄福全1，汪穗峰2，高志华3，4 （1.广东省广电集团有限公司深圳供电分公司，广东深圳 518020；2. 广东省广电集团有限公司，广东广州.华南理工大学电力学院，广东广州 510640； 4.广东省广电集团有限公司电力调度中心） 摘要：电力市场输电阻塞管理不但要在各市场成员之间合理的分摊阻塞成本，而且要实现阻塞成本的收支平衡，即电网调度中心因进行输电阻塞管理产生的收入与支出是相等的。节点边际价格能正确反映各个市场交易者对全网输电阻塞费用的边际贡献，具有较强的经济信息。但单纯采用边际价格进行阻塞费用的计算，会导致交易盈余，从而为电网的建设提供了错误信息。为此，本文在对边际价格做出改良的前提下，提出了一种新的输电阻塞管理方法。该方法最大的优点就是能够自动实现收支平衡，并能够考虑负荷高峰期的负荷裁减问题。 关键词：电力市场；阻塞管理；边际价格；收支平衡； 0引言 输电网络是联系发电和用电双方的桥梁枢纽，是电力市场竞争程度的决定因素。要实现提高效率、降低电价的电力市场最终目标，必须要求输电网对所有市场参与者公平开放，市场参与者可以自由地接入电网，进行电能的买卖，从而保证电力市场的最大自由度。但是，由于很多国家和地区都存在输电网建设滞后于电源建设，对负荷增长速度估计不足等问题，实行电力工业市场化运营以后，输电阻塞问题频繁出现，降低了电力市场的效率与效益。所谓输电阻塞是由于输电系统由于本身网络的容量限制，不能满足所希望的输电计划的状态[1]。在电力市场中发生输电阻塞后，调度中心为保证电网的运行安全必须采取适当的阻塞管理措施，如调整发电机出力，削减负荷，以改变系统潮流分布、消除输电阻塞。而对于进行阻塞管理所产生的阻塞费用如何界定及分摊等问题，很多学者进行了不少有意义的研究并取得了一些成果[2~6]。较为普遍的做法是采用节点边际价格界定和分摊阻塞费用。节点边际价格具有明显的经济意义，可以正确的反映节点在网络中的位置[4]。但该方法也存在相当的缺点：首先，它容易产生交易盈余（merchandise surplus）[4,5]，即从负荷收取的阻塞费用会大于调整发电机出力所支出的成本。这样，就会给电网公司提供负面的经济信号，促使电网公司使交易盈余最大化，不利于电网健康发展。为了，本文在文献[6]的研究基础上，提出了一种新的阻塞管理方法。该方法保留节点边际价格的良好经济信息，能够自动实现收支平衡，并能够考虑负荷高峰期的负荷裁减问题。 1 数学模型 在本文所采取的电力市场交易数学模型中假定电网调度中心以成本最小为目标，通过调整发电机出力（根据机组提交的增减投标），裁减部分负荷（根据用户提交的裁减负荷竞标）进行阻塞管理。其控制参数包括发电商的增出力投标，发电厂商的减出力投标，以及用户的裁减负荷竞标。 约束条件包括：（1）能量平衡约束。采用DC模型，因此不考虑网络损耗；（2）线路容量约束；（3）发电机最大增减出力；（4）负荷最大裁减量。 这样，可以得到以下双边/联营混合交易下的阻塞数学模型： (1) (2) (3) (4) (5) (6) 各个记号所代表的含义如下： ：系统节点总数； ：节点的增出力投标曲线（元/MWh）， ：节点的减出力投标曲线（元/MWh）， ：节点的裁减负荷投标曲线（元/MWh）， ：节点的增投标出力，MW； ：节点的减投标出力，MW； ：节点的负荷裁减量，MW； ：节点发电商的双边交易量，MW； ：节点发电商的计划联营交易量，MW； ：节点用户的双边交易量，MW； ：节点用户的计划联营交易量，MW； ：节点发电厂商的增出力竞标系数； ：节点发电厂商的减出力竞标系数； ：节点用户的裁减负荷竞标系数； ：节点对线路约束的转换系数； ：线路约束总数； ：线路约束的上限，MW； ：节点的增投标的最小和最大出力，MW； ：节点的增投标的最小和最大出力，MW； ：节点的最小和最大负荷裁减量，MW； 上述优化问题的拉格朗日函数为： (7) 式(7)中的拉格朗日乘子是线路约束的影子价格。它表示线路约束增大一个单位，阻塞管理的总调整费用可以降低。因此，能够反映线路的重要程度，值越大，扩大线路的容量越能够降低总的调整费用。对应于功率平衡约束的拉格朗日乘子是系统边际价格。当不存在输电阻塞的时候，系统边际价格即为系统市场出清价格，等于最高的被增加的出力的报价，或最低的被减少的出力报价，或