第四章 电力市场环境下的电力系统稳态分析.pptVIP

第四章 电力市场环境下的电力系统稳态分析 主讲人：何柏娜 山东理工大学 目 录 4.1 概述 4.2 电力系统最优潮流 4.3 最优潮流在电力市场中的应用 4.4 潮流追踪问题 4.5 电力系统可用传输能力 4.4 潮流追踪问题 4.4.1 潮流追踪问题提出的背景 4.4.2 电流分解公理与网损分摊原则 4.4.3 网损分摊问题的数学模型 4.4.4 输电设备利用份额问题 4.4.5 图论方法 在电力市场环境下，发电、输电和配电业务将分开经营。输电成为一种特殊的业务，向独立发电厂或电力批发商提供服务，或为其他电力公司提供转运服务，后者都成为输电系统的用户。这样，就会涉及定义对这些用户的服务项目和确定过网费等问题。在这种情况下，调度人员不仅要知道整个电力系统的潮流分布，而且要知道用户对电网输变电设备的利用份额的多少，网损应如何分摊等等。解决这些问题是度量输电服务的关键，对确定输电费用有直接的影响。 当前国际上采用的确定过网费的方法有：只按输送的电能计费的邮票法；主观地规定用户的潮流流向的合同路径法；在假定其他输电业务都不存在的情况下，计算某一特定输电用户在电网中的潮流分布的兆瓦-公里法等等。这些方法都难以准确量度输电用户对输变电设备的实际利用情况，由此得到的过网费难以达到公平合理。更重要的是，这些过网费算法不能给输电用户正确的信息，且而可能引起过负荷并危及电力系统的运行。 为了能够准确量度输电用户对输变电设备的实际利用情况，使过网费更加公平合理。因此，必须能够准确分析各种状态下输电用户的潮流分布问题，这就是潮流追踪问题。 输电费用的简单分摊方法 1. 合同路径法 2. 邮票法 3. 边界潮流法 4. 兆瓦公里法 5. 逐线计算法 1. 合同路径法 适用网络：电网结构较为简单的情况。 假定：转运过程中，从功率注入点到功率流出点可以人为确定一条连续路径（合同路径），电能按合同规定的路径流过，并假定此时该路径应有足够的可用容量。 合同路径法 实际上，电在电网中的流动遵循物理规律，因此实际潮流与合同路径常常有很大的差别，会流经许多非合同路径内的一些支路。这也就是常说的并行潮流(loop flow或parallel flow)问题。 合同路径法常常应用在不同地区的电力公司之间进行转运业务时输电费用的简化计算，比如美国在电力市场改革的初期不同电力公司之间转运费用的计算大多是采用合同路径法。 合同路径法的计算步骤 2. 邮票法 收费与传输距离无关，仅仅根据传输功率的大小确定输电价格。 最大优点是简单，透明性高，容易应用和理解。 缺点：不能正确反映相关的经济信息，不能引导电网的经济运行。 对于一些小系统，或者网架比较强，分布比较均匀的网络，邮票法可能是比较好的选择。 邮票法的计算步骤 3. 边界潮流法 适用网络：系统中双边合同较少或系统间联络线较为明确的情况 计算步骤： 4. 兆瓦－公里法 计算步骤： 4. 兆瓦－公里法 不仅考虑了所有线路上潮流的变化，而且考虑了线路的长度。这是一个比较直观的方法。 由于该方法假设计算中的输电交易为线性网络上唯一的输送交易，不能反映每个交易对输电设备的实际使用度，从而降低了该方法的公正性。 5. 逐线计算法 计算步骤： 潮流变化量为负值时的处理方法 4.4.2 电流分解公理与网损分摊原则 在研究类似电力市场输电费用这样的问题时，必须对网络中各支路电流的组成及其相应效应分摊等进行分析，求出各电源点对各支路的利用分额。 公理1：电流分量沿支路不变 设支路k通过电流I(k)其中含有L个电流分量I(k)l (l=1,2 ···,L)： 所有电流分量I(k)l和总电流I(k)一样在该元件首末端不变。如果 和 分别表示支路k首末端的电流分量，则有: 利用份额 设支路电流I(k)中电流分量I(k)l (l=1,2 ···,L)分别由L个电源提供，则其中电源l对该元件的利用份额f(k)l为: 推论1：电源（或负荷）对各支路的利用份额在首末端相同 在电力系统中常用功率代替电流。设元件首、末端电压分别用VS和VR表示，则元件首、末端的总功率为VS I(k)和VR I(k)，而电源l提供的首、末端的功率为VS I(k)l 和 ，则有： 推论2：支路上的功率损耗应按各电流分量的比例分摊 支路k上的功率损耗ΔP(k)可表示为：