2004年数学建模论文3.doc

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2004年数学建模论文3

论文4 输电阻塞管理模型 奖奖等级:省二等奖 指导教师: 参赛队员: 摘要:本文针对电力市场的输电阻塞的问题,根据电力市场的交易规则和输电阻塞规则的原理,对问题进行了深入的研究。 问题一,运用统计学知识,建立了多元线性回归模型。然后,通过MATLAB软件求解得到经验回归方程,再用SPSS软件进行回归分析得到了相同的结果,最后,根据检验法,得到分布的显著性概率均为0.000,说明回归效果极为显著。 问题二,在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的情况下,设计出了两种情况下产生的阻塞费用计算方法:当发电计划不满足网络的安全约束,需对未纳入发电计划的机组按报价从低到高的顺序安排机组发电(限上),对已纳入发电的机组按报价由高到低的顺序安排机组停发或减少发电(限下)。多发电量按报价结算,少发电量按清算价与实际报价之差结算的补偿原则建立了非线性规划模型。 问题三,根据电力市场规则,以购电费用最小为目标,运用运筹学知识,建立了非线性规划模型,采用排队法,借助MATLAB软件求出了各个机组的出力分配方案为: 150、79、180、99.5、125、140、95、113.9 (单位:MW) 清算价为:303元/MWh;预计购电费用为:74416.8元。 问题四,首先按照输电阻塞管理原则对上述预案进行分析、计算可得出,第1、5、6条线发生输电阻塞,根据安全且经济的原则,建立了利用灵敏度分析的非线形模型。然后采用启发式算法,通过MATLAB求解,可得消除阻塞后的机组购电方案为: 153、87.1、228、90.2、152、95、60.1、117 (单位:MW) 消除阻塞后的购电费用为:76795元,最小阻塞费用为:2378元。 问题五,同理在负荷需求在1052.8MW时,重复3、4的操作,得到机组的出力分配预案为: 150、81、218.2、99.5、135、150、102.1、117 (单位:MW) 清算价为:356元/MWh,预计费用为:93699元。 通过调整无法满足,于是按照超过限值的百分比尽量小的原则,可得方案为: 153、88、228、99.5、152、155、60.3、117 (单位:MW) 实际购电费用为:95250元,阻塞费用为:1551元。 综上所述,本模型理论基础较完善,方法多样,采用的排队法和启发式法两种算法,算法简洁快速,易于求得结果;最后,我们还对模型进行了结果分析及检验发现本模型和实际非常稳合,具有很强的通用性,易于推广。 1问题的提出 我国电力系统的市场化改革正在积极、稳步地进行,随着我国用电紧张的缓解,电力市场化将进入新一轮的发展,这给有关产业和研究部门带来了可预期的机遇和挑战。 电力从生产到使用的四大环节——发电、输电、配电和用电是瞬间完成的。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(见附录一),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。 现需要根据上述要求,按照输电阻塞规则(见附录一),解决如下问题: (1)设某电网有8台发电机组,6条主要线路,表1和表2(见附录一,表1.1、表1.2)中的方案0给出了各机组的当前出力和各线路上对应的有功潮流值,方案1~32给出了围绕方案0的一些实验数据,试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。 (2)设计一种简明、合理的阻塞费用计算规则,除考虑上述电力市场规则外,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。 (3)假设下一个时段预报的负荷需求是982.4MW,表3、表4和表5(见附录一,表1.3、1.4、1.5)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(见附录一,表1.6)给出的潮流限值,检查得到的出力分配预案是否会引起输

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