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输电阻塞管理模型 电子科技大学 指导老师：高晴 参赛队员：刘华平 胡志军 李伟娜 2004年9月20日 电力市场的输出阻塞管理模型 摘要 本文以电力市场交易原则和输电阻塞管理原则为依据，建立一个输电阻塞管理模型，用以给出各机组的出力分配方案。 首先利用多元线性回归法得到6条线路上的有功潮流值关于8台发电机组出力的函数表达式。考虑序内容量未出力部分和序外容量出力部分，分设赔偿系数和惩罚系数，给出了阻塞费用的计算公式。根据电力市场交易原则，确定出各机组出力的分配预案。 处理输电阻塞的策略有3种，我们利用线性规划模型求出了各策略能够处理的最大负荷需求，从而可以很容易地判断应该用哪个策略处理。对调整后可以完全消除输电阻塞原则的情况，我们以阻塞费用最小为优化目标；对必须在安全裕度内才能消除阻塞原则的情况，我们以超限的百分比和阻塞费用最小为目标建立了双目标规划模型，考虑到两个优化目标不在同一个数量级，对它们进行了规一化处理，然后引入加权因子，将双目标问题转化为单目标进行求解。 为达到实时的要求，我们采用蒙特卡罗随机模拟结合逐步求精的方法，在多种可行解中找出各机组出力的最优分配方案。 负荷需求为982.4MW时清算价为303元/MWh，可通过调整预案消除阻塞，最小的阻塞费用1619.1元。 负荷需求为1052.8MW时清算价为356元/MWh，需使用安全裕度输电，阻塞费用265.68元。 最后我们进行了结果分析和模型评价。 一 问题重述 现阶段电力市场化改革进入实质性阶段。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。 设某电网有若干台发电机组和若干条主要线路，每条线路上的有功潮流（输电功率和方向）取决于电网结构和各发电机组的出力。电网每条线路上的有功潮流的绝对值有一安全限值，限值还具有一定的相对安全裕度（即在应急情况下潮流绝对值可以超过限值的百分比的上限）。如果各机组出力分配方案使某条线路上的有功潮流的绝对值超出限值，称为输电阻塞。当发生输电阻塞时，需要研究如何制订既安全又经济的调度计划。 电力市场交易规则： 1. 以15分钟为一个时段组织交易，每台机组在当前时段开始时刻前给出下一个时段的报价。各机组将可用出力由低到高分成至多10段报价，每个段的长度称为段容量，每个段容量报一个价（称为段价），段价按段序数单调不减。在最低技术出力以下的报价一般为负值，表示愿意付费维持发电以避免停机带来更大的损失。 2. 在当前时段内，市场交易-调度中心根据下一个时段的负荷预报,每台机组的报价、当前出力和出力改变速率，按段价从低到高选取各机组的段容量或其部分（见下面注释），直到它们之和等于预报的负荷，这时每个机组被选入的段容量或其部分之和形成该时段该机组的出力分配预案（初始交易结果）。最后一个被选入的段价（最高段价）称为该时段的清算价，该时段全部机组的所有出力均按清算价结算。 输电阻塞管理原则： 调整各机组出力分配方案使得输电阻塞消除。 如果（1）做不到，还可以使用线路的安全裕度输电，以避免拉闸限电（强制减少负荷需求），但要使每条线路上潮流的绝对值超过限值的百分比尽量小。 如果无论怎样分配机组出力都无法使每条线路上的潮流绝对值超过限值的百分比小于相对安全裕度，则必须在用电侧拉闸限电。 当改变根据电力市场交易规则得到的各机组出力分配预案时，一些通过竞价取得发电权的发电容量（称序内容量）不能出力；而一些在竞价中未取得发电权的发电容量（称序外容量）要在低于对应报价的清算价上出力。因此，发电商和网方将产生经济利益冲突。网方应该为因输电阻塞而不能执行初始交易结果付出代价，网方在结算时应该适当地给发电商以经济补偿，由此引起的费用称之为阻塞费用。网方在电网安全运行的保证下应当同时考虑尽量减少阻塞费用。 在给定的电力市场交易规则和输电阻塞管理原则下，我们需要解决的问题是： 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 假设下一个时段预报的负荷需求是982.4MW，试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。 判断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，给出分配方案和阻塞费用。 二 问题分析 本文要求建立一个电力市场的输电阻