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电力市场的输电阻塞管理
摘 要
本问题是一个优化问题，本文首先找出了输电阻塞管理中的各约束的优先级关系，然后通过线形回归分析得到各线路上的有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式；接着给出了阻塞费用的计算规则，该规则一方面保留了题目中清算费用采取最大段价原则，另一方面引入了风险机制；最后对于输电阻塞管理建立了三种不同原则下的优化模型，利用贪心算法得出分配预案，并通过遗传算法求出负荷需求为982.4MW和1052.8MW时的具体出力分配方案和相应的阻塞费用。
问题一回答：建立了线形回归模型，得到了各线路上的有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式，具体表达式见正文。
问题二回答：阻塞费用=宏观调控费+失信补偿费（具体见正文）
问题三回答：各机组出力分配预案 负荷/MW，清算价/元
负荷
1
2
3
4
5
6
7
8
清算价
982.4
150
79
180
99.5
125
140
95
113.9
303
在预案情况下六条线路的潮流值分别为 ，其中第1、5、6线路产生输电阻塞。
问题四回答：调整后各机组的实际出力方案 负荷/MW，费用、段价/元
负荷
1
2
3
4
5
6
7
8
阻塞费用
最高段价
982.4
152.73
87.676
227.77
77.928
151.77
95.475
72.257
116.8
4597．6
510
在此方案下六条线路的潮流值分别为，无输电阻塞现象。阻塞费用为15分钟内的值。
问题五结果：各机组出力分配预案 负荷/MW，清算价/元
负荷
1
2
3
4
5
6
7
8
清算价
1052.8
150
81
218.2
99.5
135
150
102.1
117
356
在预案情况下六条线路的潮流值分别为，其中第1、5、6线路产生输电阻塞，超过限值最大百分比为7.42%。
调整后各机组的出力方案 负荷/MW，费用、段价/元
负荷
1
2
3
4
5
6
7
8
阻塞费用
最高段价
1052.8
152.68
87.979
227.98
90.545
152
147.48
76.733
117
1410．7
510
在此方案下六条线路的潮流值分别为，其中第1、5、6线路产生输电阻塞，但超过限值最大百分比为5.09%，比预案减少了2.33%，但仍在安全裕度内。
本文对模型的求解了给出暴力搜索和遗传算法两种解法比较，发现在时间小于15分钟的约束下暴力搜索无法解决，而遗传算法可以很好的实现。
由于问题四、五的模型规模很大，共有8个变量，所以很难从理论上推导出精确解；同时从实际出发，计算机实现无疑比人工实现更有实际价值，所以没有对理论推导具体涉及。
正 文
问题重述（略）
符号说明
，：第台机组的初始出力
，：第台机组的实际出力；
，：第条线路的有功潮流；
，：第条线路的有功潮流的限值；
，：第条线路的实际超过限值的百分比；
，：第条线路的最大超过限值的百分比即相对安全裕度；
：总费用；
：输电阻塞费用；
：下一时段的实际交易的负荷；
：下一时段预报的负荷需求；
：第台机组的第段容量的段价；
：在一确定方案下按电力市场付费原则网方付给发电商的购电费用；
：序内容量没有得到预案中的承诺量总和；
：序外容量超过预案中的承诺量总和；
：下一时段的清算价；
：预案选择端容量的集合；
：段容量；
：爬坡速率；
模型假设
1.时段内机组的出力不变，如果下一时段机组的出力改变，则改变发生在此时段结束、下一时段开始的瞬间；
2.线路上始终有电流；
3.所给的数据基本上真实有效；
问题分析
本问题是优化模型。电力交易的双方是网商与发电商。首先电网公司根据市场交易-调度中心给出下一时段的负荷预报；市场交易-调度中心再根据各机组出力、爬坡速率、段价情况给出出力分配预案。但由于电网的限制，电网会有可能发生电力阻塞的情况，这时就必须对出力分配预案进行调整，根据输电阻塞管理原则，制定出各机组的出力分配方案。
一、出力分配预案的给出：
决定预案的因素：负荷预报，段价情况，当前机组出力、爬坡速率。
2.分析预案的目标：
当前机组出力是机组状态的一个初值，由爬坡速率与每一个时段的间决定下个时间段的机组可能达到的出力范围。
题目表3中一台机组的第段容量表示发电机的能力达到第段时比第段多提供的电量，例如：由后表数据第一台机组达到第3段时，总的供电量达到120。
由题目提供的电力市场交易规则，可知最后被选入的第台机组的段的段容量对应的段价，将作为清算价。网商所有购买的电量均以此清算价作为单价，计算费用，得到总费用；而非各段的电量以各段对应的段价
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