电力市场的阻塞管理（龚宗耀）.doc

电力市场的输电阻塞管理 摘要 在电力市场交易中，为了确保电力系统安全经济运行，需要对输电系统进行有效的管理，阻塞管理是其核心问题。本文利用Matlab软件中的曲线拟合、动态规划等数学工具对输电阻塞管理中所涉及的一系列的问题，进行了较合理的模型建立与求解过程。 根据对题中数据表1和数据表2中数据的分析，可认为各个线路有功潮流的变化量和各机组出力的变化量之间存在简单的线性关系，因此可得到各个线路的有功潮流关于各机组出力的表达式（1）。 将能消除阻塞的机组分为类与类，类对应序内容量，类对应序外容量。首先根据假设中的网损均分原则得出网方损失的计算公式，再充分利用问题一中得到的表达式（1）给出发电机组对消除输电阻塞的贡献指标，进而定义相对贡献率和及相对损失率和，综合考虑两者最终得到、两类机组所得补偿金的比例关系，即提出一个合理的阻塞费用分配规则。 从购电费用最少以及满足负荷需求两方面考虑，利用动态规划思想，根据各机组的爬坡速率，得到下一时段各机组的段容量范围．利用价格数据，得到各机组被选入的段容量。此过程可借助Matlab软件编程求解得到方案：1—8号机组出力值分别为：150、79、180、99.5、125、140、95、113.9。此时的清算价为303元/兆瓦小时。 对问题四，将所得出力值代入表达式（1）中，得到该种方案对应的各线路有功潮流值为：173.1921、140.1906、-150.8008、120.8323、136.7307、168.4075，此时线路1、5、6出现输电阻塞现象。为消除阻塞，网方需要调整各机组出力方案。为使阻塞费用最少，建立一个非线性规划，并利用Matlab软件编程求解得到新方案，各机组出力值为：153、82.0933、228、73.1811、152、117.0256、60.1、117；对应的各线路潮流值为：165、145.2784、-155.1399、125.3598、132、157.9771。该方案成功解决阻塞问题，此时网方所付阻塞费用最少为38509元。 对问题五，当负荷改变，分配方案的制定仍沿用问题三的处理方法。求得各机组出力为：150、81、218.2、99.5、135、150、102.1、117，此时清算价格为356元/兆瓦小时。其对应的各线路潮流值为：117.0105、140.2755、-155.9542、129.5803、134.6343、166.8333，线路阻塞。为消除阻塞使用线路的安全裕度输电。以各线路的实际裕度值最小为目标，求解相应非线性规划得出各机组的出力为：144.6398、88、204.6405、99.4997、149.6410、149.6391、102.0996、114.6404，对应各线路的有功潮流值为175.7414、142.5216、－150.7087、125.888、136.2241、166.8475，真实裕度分别为6.51％、0、0、0、3.2％、2.99％。此时赔偿的阻塞费用为12960.9元。 （一）问题重述 针对电力市场环境下如何在“安全第一”的原则下，按照购电费用最小的经济目标来制订既安全又经济的发电机组出力分配方案和发生输电阻塞时的调度计划的问题，本题给出了电力市场交易规则和输电阻塞管理原则： 电力市场交易规则如下: 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。 输电阻塞管理原则如下： 1．调整各机组出力分配方案使得输电阻塞消除。 2．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。 3．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。 4．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