電力市場的輸電阻塞管理的研究


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摘 要
在我國目前電力市場化的改革過程中，為了確保電力輸送的安全與經(jīng)濟，在輸電線路發(fā)生阻塞時，為了消除輸電阻塞，需要研究如何制訂既安全又經(jīng)濟的調(diào)度計劃。針對問題1我們根據(jù)題目中提供的數(shù)據(jù)采用線性和非線性回歸進行統(tǒng)計分析，利用最小二乘法我們得到了有功潮流和各發(fā)電機組出力的近似表達式，通過擬合誤差分析我們發(fā)現(xiàn)非線性回歸的分析精度（0.00063638%）要遠遠高于線性回歸的精度精度（0.8%）；對于問題二中關于阻塞費用計算規(guī)則我們主要采用了雙邊交易模式的算法；針對問題4和問題5中兩個給定負荷需求條件下，由電力市場的交易規(guī)則和輸電阻塞管理原則。通過分析各機組的時段報價和出力能力，運用Matlab數(shù)學軟件，采用樹增長法的原理，得到解決問題的可行方案。其優(yōu)點是大大減少計算機搜索時間，且結(jié)果精確，又可以根據(jù)不同分析得到機組出力分配預案，與各個線路上潮流限值，安全裕度，機組爬坡速度等限制，根據(jù)是否引起輸電阻塞，按照安全且經(jīng)濟原則，重新調(diào)整了各機組出力分配方案，有效的解決了此電力市場的輸電阻塞管理。根據(jù)實際情況的不同我們可以進一步的將我們的模型進行推廣成實際可行的方法（如動態(tài)阻塞管理，金融期貨期權輸電管理，庫聯(lián)混合動態(tài)制）。

關鍵詞： 電力系統(tǒng) 阻塞管理 爬坡速度 潮流限制 安全裕度
一、問題的提出

我國電力系統(tǒng)的市場化改革正在積極、穩(wěn)步地進行。2003年3月國家電力監(jiān)管委員會成立，2003年6月該委員會發(fā)文列出了組建東北區(qū)域電力市場和進行華東區(qū)域電力市場試點的時間表，標志著電力市場化改革已經(jīng)進入實質(zhì)性階段。可以預計，隨著我國用電緊張的緩解，電力市場化將進入新一輪的發(fā)展，這給有關產(chǎn)業(yè)和研究部門帶來了可預見的機遇和挑戰(zhàn)。
電力從生產(chǎn)到使用的四大環(huán)節(jié)——發(fā)電、輸電、配電和用電是瞬間完成的。我國電力市場初期是發(fā)電側(cè)電力市場，采取交易與調(diào)度一體化的模式。電網(wǎng)公司在組織交易、調(diào)度和陪送時，必須遵循電網(wǎng)“安全第一”的原則，同時要制定一個電力市場交易規(guī)則，按照購電費用最小的經(jīng)濟目標來運行。市場交易-調(diào)度中心根據(jù)負荷預報和交易規(guī)則制定滿足電網(wǎng)安全運行的調(diào)度計劃——各發(fā)電機組的出力（發(fā)電功率）分配方案；在執(zhí)行調(diào)度計劃的過程中，還需實時調(diào)度承擔AGC（自動發(fā)電控制）輔助服務的機組出力以跟蹤電網(wǎng)中實時變化的負荷。
設某電網(wǎng)有若干臺發(fā)電機組和若干條主要線路，每條線路上的有功潮流（輸電功率和方向）取決于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和各發(fā)電機組的出力。電網(wǎng)每條線路上的有功潮流的絕對值有一安全期限，限值還具有一定的相對安全裕度（即在應急情況下潮流絕對值可以超過限值的百分比的上限）。如果各機組出力分配方案使某條線路上的有功潮流的絕對值超出限值，稱為輸電阻塞。當發(fā)生輸電阻塞時，需要研究如何制定既安全又經(jīng)濟的調(diào)度計劃。
電力工業(yè)正在由傳統(tǒng)的壟斷管制向競爭監(jiān)制型轉(zhuǎn)變。解除管制、引入競爭已經(jīng)成為世界各國電力行業(yè)發(fā)展的總趨勢。電力工業(yè)的這一巨大改革就是要將電力工業(yè)納入市場經(jīng)濟框架，通過市場競爭來實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，提高效率，降低成本，優(yōu)質(zhì)服務，合理規(guī)劃，促使電力行業(yè)長期持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。
電力市場與其他商品市場的不同在輸電環(huán)節(jié)表現(xiàn)得尤為突出：電能輸送通過結(jié)構(gòu)復雜的輸電系統(tǒng)環(huán)節(jié)，要遵循基爾霍夫定律，同時必須滿足多種物理約束，輸電路徑十分復雜，且不能人為指定。因此輸電服務