电力市场的输电阻塞管理(初稿).doc

电力市场的输电阻塞管理 摘要 本文旨在详细分析解决2004年高教社杯“全国大学生数学建模竞赛”B问题。首先，通过一些合理的基本假设，利用多元线性回归中的“全回归法”分别给出了各线路上有功潮流关于各发电机组出力之间的近似表达式；其次，综合考虑下一时段的预报负荷和电力市场交易规则，用相应的C程序给出了下一时段的分配预案，并通过判断各线路在此在分配预案下的输送电量是否会引起输电阻塞，来决定是否调整各机组出力分配方案。在发生输电阻塞的情况下，根据安全且经济的原则调整预案，在发生拉闸限电的情况下，用多目标规划中的“目标达到法”来调整预案，发现预案一经调整就会产生阻塞费用。最后，对于各线路有功潮流关于各发电机组的出力近似表达式，又用“逐步回归法”进行了改进；对于阻塞费用的计算规则，先给出简洁的算法，再根据公平、合理的对待序内容量不出力部分和报价高于清算价的序外容量出力部分，给出了更为公平、合理的阻塞费用计算规则。 关键词：回归、输电阻塞、目标、输电阻塞、分配预案、序内容量、序外容量。 一 问题的重述 我国电力系统的市场化改革正在积极.稳步地进行。2003年3月国家电力监管委员会委员会电力市场交易调度一体化982.4MW，表3,表4和表5分别给出了各机组的段容量。段价和爬坡速率的数据，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。 4.按照表6给出的潮流限值，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。 5. 假设下一个时段预报的负荷需求是1052.8MW，重复3-4的工作。 二 基本假设 1．市场交易—调度中心所给出的各机组的报价、段容量，准确及时。 2．各机组的功率输出相对稳定，爬坡速率相对稳定，如有不稳定部分，可由AGC自行解决。 3．各线路的有功潮流限值和相对安全裕度值是准确的，能保证电网在此值下安全运营。 4．有功潮流值为正时表示输电方向与规定的正方向输电方向相同，值为负时表示输电方向与规定正方向相反。 5．发电商和网商有长时期的友好合作。 6．网方有权决定在有功潮流限值以上，且在相对安全裕度以内输送电力，或在有功潮流值的绝对值超出相对安全裕度时，拉闸限电。 三 符号说明 y：y为n1的响应向量； ：为p1的参数向量； x：x为np的预测矩阵； ：为np的随机干扰量； ：各条线路的有功潮流值，i=0，1…5； ：为各机组出力值，i=0，1…7； f:阻塞费用 其他符号将在后面陆续说明。 四 问题分析 我们先给出一些定义和规则： 市场交易规则：每台机组每15分钟给出一个段容量和相应的段价。段价按断序数单调不减。形成各机组出力分配预案（即初始的交易结果），是市场交易—调度中心按段价从低到高依次选取各机组的段容量或其部分（选用部分有两种可能：一种是机组可用出力受爬坡速率的限制；一种是清算价所对应的段容量只选取部分），直到它们之和等于预报的负荷。清算价是最后一个被选取的段容量所对应的段价，该时段全部机组的所有出力将按清算价结算。 爬坡速率：每台机组单位时间内能增加或减少的出力。由于机组当前出力和机组爬坡速率的约束，可能导致选取它的某个段容量的部分。 阻塞费用：在各机组出力分配方案使线路发生输电阻塞时，调整分配方案而产生，因网方要向序内容量不出力和序外容量在低于对应报价的清算价上出力部分进行赔偿。 下面给出各个问题的分析。 对于问题1： 根据题目意思，目的是找出发电机组的出力跟电网各线路上有功潮流之间的关系。因为发电机组有八个，而且这八个机组有可能都往同一条线路上输电，所以是一个多元（八个机组）与一元（电网中的某一条线路）对应的关系。首先想到用多元线形回归来拟合，看拟合结果是否与实际情况相符合，来决定是否再用非线性的回归方法来拟合。根据竞赛题目中表1和表2所给出的数据，我们可以用线性回归中的“多元线性回归”来给出各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式。 对于问题2： 根据题目意思，要求设计一种简明、合理的阻塞费用计算规则。阻塞费用是在发生输电阻塞且调整预案时产生的，网方要向各发电商的序内容量不能出力部分或序外容量出力部分给出赔偿费用。因为如果预案不需调整，序内容量都是按照最后的清算价来买的，现在如果让序内容量不出力，就要考虑赔偿价是按序内容量不出力部分的低于清算价的报价还是选用清算价；对于序外容量出力部分则要考虑是按清算价还是高于清算价的报价。为简明起见，第一次所有的赔偿价都按清算价来计算，但此法，对序内容量不出力的发电商没有任何损失，对序外容量出力的发电商来说存在不公平；第二次按各自不出力部分或出力部分的最高报价来算，相对来说更为公平，但算法就不那么简洁了。 对于问题3、4： 根据题目所给出的假设和