电力场的输电阻塞管理模型-电子科技大学.doc

电力市场的输电阻塞管理模型 电子科技大学 指导老师：杜鸿飞 参赛队员：朱泓丞 康锋 吴清兰 2004年9月20日 电力市场输电阻塞管理的线性优化模型 摘要 本文建立了管理电力市场输电阻塞的线性规划模型。 首先要确定各线路潮流值关于各机组出力值的近似表达式。先取点画图，对图进观察分析后，确定所有线路的潮流值都与机组的出力值成线性关系；接着采用线性拟合，利用matlab的最小二乘拟合法得到要求的近似表达式；最后对表达式进行了拟合优度的分析，对式中各系数和常数也做出了合理性说明。 阻塞费用是由两部分引起的：序内容量不能出力的部分，序外容量要在清算价上出力的部分。“公平对待两者”就理解为电网公司赔偿两者在交易中所有的收入损失，从而制定出了阻塞费用的计算规则和公式。 确定预分配方案时，不用考虑电网的输电安全，目标就是使预案中的清算价最小，约束条件是爬坡速率，以及预报的负荷需求与机组总出力平衡。据此建立预案模型，得到结果：负荷需求为982.4时，清算价为303元/，总购电费用为74416.8元；负荷需求为1052.8时，清算价为356元/，总购电费用为91527.6元； 输电阻塞的管理需要对不同的情况建立不同的优化模型，我们建立了三个线性规划模型。 1）输电阻塞能够消除时，建立模型一，以阻塞费用最小为优化目标，约束 条件在前面预案模型的基础上增加各线路的潮流值不能超过其限值的约束。 2）当输电阻塞不能避免，但是可以使每条线路的潮流绝对值超过限值的百分比小于相对安全裕度时，建立模型二，以线路潮流绝对值超过限值百分比尽量小为目标，约束条件在预案模型的基础上增加调整后各线路朝流绝对值超过其限值的百分比都在安全裕度内的约束。 3）当情况1），2）都不满足，必须在用电侧拉闸限电时，建立模型三，以限制电量最少为优化目标，约束条件在预案模型的基础上增加限电后各线路潮流绝对值超过其限值的百分比都在安全裕度内的约束。 模型求解结果为：负荷需求为982.4时，用模型一求解，阻塞费用为3051.8元；需求为1052.8时，用模型二求解，阻塞费用为1085.7元。 最后，文章对结果进行了分析，对模型提出了改进意见。 问题重述 我国电力系统的市场化改革正在积极、稳步地进行。可以预计，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。 电力从生产到使用——发电、输电、配电和用电是瞬间完成的。我国电力市场初期采用交易和调度一体化的模式。电网公司制订好电力市场交易规则，在电网“安全第一”的原则下，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。 已知某电网有8台发电机组和6条主要线路。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。 电力市场交易规则如下： 1. 以15分钟为一个时段组织交易，段的报价。各机组将可用出力由低到高分成至多10段报价，段价按段序数单调不减。 2. 在当前时段内，市场交易-调度中心按段价从低到高选取各机组的段容量或其部分，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。最后一个被选入的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。 本文要解决的问题为： 给定了各机组的当前出力和各线路上对应的有功潮流值，以及当前方案0和围绕方案0的方案1~32的一些实验数据（见表1、2）。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。 如果发生输电阻塞，各机组出力分配预案会被调整，此时网方要适当地付给发电商违反分配预案的经济补偿，即阻塞费用。为此，需要设计一种简明、合理的阻塞费用计算规则，除考虑电力市场规则外，还需注意：在输电阻塞发生时公平地对待竞价时已取得发电权的序内容量中不能出力的部分和报价高于清算价的序外容量中出力的部分。 假设已知下一个时段预报的负荷需求是982.4。考虑各机组段容量、段价和爬坡速率（数据见表3、4、5），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。 在3的基础上再考虑潮流限值（数据见表6），检查由3得到的出力分配预案是否会引起输电阻塞。如果会，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