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电力市场输电阻塞管理模型 电子科技大学 指导老师：李明奇 参赛队员：龙振兴 万 磊 欧小亮 2004 年 9 月 20 日 电力市场输电阻塞管理模型 摘 要 本文通过设计合理的阻塞费用计算规则，建立了电力市场的输电阻塞管理模型。 首先通过对各机组出力方案实验数据的分析，用最小二乘法进行拟合，得到了各线 路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式。按照电力市场规则，确定各机组的出 力分配预案。如果执行该预案会发生输电阻塞，则调整方案，并对引起的部分序内容量 和序外容量的收益损失，设计了阻塞费用计算规则。 我们引入危险因子反映输电线路的安全性，根据安全且经济的原则，把输电阻塞管 理问题归结为：以求解阻塞费用和危险因子最小值为目标的双目标规划问题。采用“两 步走”的策略，把双目标规划转化为两次单目标规划：首先以危险因子为目标函数，得 到其最小值；然后以其最小值为约束，找出使阻塞管理费用最小的机组出力分配方案。 当预报负荷为 982.4MW 时，分配预案的清算价为 303 元/MWh ，购电成本为 74416.8 元，此时发生输电阻塞，经过调整后可以消除，阻塞费用为 3264 元。 当预报负荷为 1052.8MW 时，分配预案的清算价为 356 元/MWh ，购电成本为 93699.2 元，此时发生输电阻塞，经过调整后可以使用线路的安全裕度输电，阻塞费用为 1437.5 元。 进一步，我们分析了各线路的潮流限值调整对最大负荷的影响，并据此给电网公司 提出了建议。 最后，我们对模型进行了评价，并提出了模型的改进方案。 一、问题的重述 我国电力系统的市场化改革正在积极、稳步地进行，随着用电紧张的缓解，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。 电网公司在组织电力的交易、调度和配送时，必须遵循电网“安全第一”的原则， 同时按照购电费用最小的经济目标，制订如下电力市场交易规则： 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前给出下一个时 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， 每个段容量报一个段价，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，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。 电网上的每条线路上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。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，需要按照以下原则进行调整： 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，可以使用线路的安全裕度输电，以避免拉闸限电，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。 调整分配预案后，一些通过竞价取得发电权的发电容量不能出力；而一些在竞价中 未取得发电权的发电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结果付出代价，网方在结 算时应该适当地给发电商以经济补偿，由此引起的费用称之为阻塞费用。网方在电网安 全运行的保证下应当同时考虑尽量减少阻塞费用。 现在需要完成的工作如下： 1、某电网有 8 台发电机组，6 条主要线路，附件 1 中表 1 和表 2 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，