电力市场输电阻塞管理的线性优化模型(一等奖)

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982.4MW时，清算价为303元/MWh，总购电费用为74416.8元；负荷需求为1052.8MW时，清算价为356元/MWh，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982.4MW时，用模型一求解，阻塞费用为3051.8元；需求为1052.8MW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。

一、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：

1. 1.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。

2. 2.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。

3. 3.假设已知下一个时段预报的负荷需求是982.4MW。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。

4. 4.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。

5. 5.增大下一个时段预报的负荷需求，假设为1052.8MW，重复3~4的工

作。

二、问题分析

问题1的实质是数据拟合。观察题中所给表1、2中的数据，发现方案1至

32中每4种方案相对方案0只改变一台发电机组的出力，且各发电机组的出力对各线路的潮流量的影响是相互独立的，即潮流量关于出力的表达式中，各发电机组的出力变量之间无直接关系。故以4中方案为一组，在其中一个发电机组的出力改变而其它组不变时，其它各组的出力对各线路潮流量的影响是不变的，可以处理为一个常数，此时潮流量的改变就只与出力发生改变那一台发电机组有关。可以通过画图判断它们的函数关系。考察完32种方案，就可以得到线路的潮流值与各机组出力的函数关系，然后用最小二乘法拟合。拟合之后，考察拟合优度，判断拟合的关系式与实际情况的近似性。

问题2是要在公平对待序内容量和序外容量的基础上，设计简明、合理的阻塞费用计算规则。阻塞费用是发生输电阻塞时，不能执行初始交易方案造成的，损失是由于有些序内容量不能出力和有些序外容量要在低于对应报价的清算价上出力。对不能出力的序内容量，本应得到的利润无法得到。所以损失费用就为清算价与报价的差额与容量的乘积，总损失就是所有不能出力的段容量的损失之和。对序外容量，其损失费用就是报价与清算价的差额与容量的乘积，总损失就是所有低于清算价出力的段容量的损失之和。公平就理解为对序内容量和序外容量，分别赔偿其所有损失。

问题3的要求是在给定预报负荷需求时，根据电力市场交易规则，得到分配预案，不用考虑电网输电的安全。由当前各个机组出力值和各机组的爬坡速度，可以得到各机组下一时段出力值的范围。在不超出范围的前提下，按段价从低到高选取各级组的段容量，直到机组各段容量或其部分之和等于预报负荷需求，最后一个被选入的段价，即为清算价。由此可得到分配预案。

问题4建立在问题1，2，3的基础上，是根据给定的潮流值，判断问题3得到的分配预案是否会引起输电阻塞。将问题3得到的预案中的数据代入由问题1得到有功潮流的计算表达式，将结果与题中所给表6给定的潮流限值比较，就可以判断此时是否发生输电阻塞。如果有阻塞，就给出调整后的方案，并计算阻塞费用。可能需要对不同的情况建立不同的线性优化模型。1）当输电阻塞能够消除时，优化的目标是阻塞费用最小。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，以每条线路上潮流的绝对值超过限值的百分比最小作为优化目标。3）当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，必须在用电侧拉闸限电时，以限制的电量最小为优化目标。模型的求解考虑采用线性规划软件lingo求解。

问题5是增大预报负荷需求量，重复3，4的工作。问题4中建立的模型同样适用。

三、符号与变量说明

[注]：

四、基本假设

1.各机组发电相互独立，对各线路有功潮流值的贡献互不影响。

2.机组当前出力是对机组当前时段结束时刻实际的出力值的预测值。

3.由于爬坡速率和预报负荷的约束，可以选取机组某个段容量的部分。

4.如果在某个时段的结束时刻负荷预报值等于各机组的总出力值，就

认为该时段满足了供需平衡。

假设说明：

1)，因为各个机组发电和给线路供电都是相互独立的，所以假设1显然是合理的，而它是解决问题(1)的基础。

2)，在当前时刻根据爬坡速度可以预测此时段结束时刻的出力值，有了这个出力值就可以对下一时段的预报负荷进行机组出力的预案分配。题目中当前出力即为这个出力值。这样就对问题进行了化简，不必去考虑一个时段中间各机组出力的复杂变化。

3),因为要使得各机组出力之和等于预报的负荷要求，如果让每个被选的段容量都选满，那么很难满足要求。所以允许选取某个段容量的部分，这是合理的。

五、 建模前的准备

(一)、求解各线路有功潮流关于各电机组出力的近似表达式：

1、观察数据规律，画图寻找关系

观察题中所给的各机组出力方案表，发现方案1至32的的实验数据有如下规律：相对于当前方案0，每4个方案只有一个机组的出力值改变。

由假设1，各机组的出力对线路潮流值的影响是相互独立的，即潮流值关于出力值的表达式的形式应该是：

,,()8j i j i j i i=1y =a f x c

+∑， （c 为常数）

其中i ＝1，2，...，8；j ＝1，2， (6)

由上述表达式可知，当只有机组i 的出力值改变而其它组的不变时，其它机组的出力对线路潮流值的影响是一定的，因此可以设为一个常数，从而上述表达式可以改写为：

,()'j i j i y a f x C =+， ('C 为常数) 为了确定潮流值j y 与机组i 出力值i x 的关系，首先在matlab 中作出潮流值j y 与机组i 出力值i x 的关系图，通过观察确定它们是何种关系，再选择合适的表达式进行拟合。加上方案0，潮流值 j y 关于机组i 出力值i x 的数据共有5组，画图时每次使用的是5组数据。下面举例说明画图的作用和潮流量与出力值的关系。

例如,从题中各机组出力方案表1和各线路潮流值表2中提取出机组7、8发生改变的出力值87,x x 和相应潮流值1y 的数据，见表一：

表一 其他机组出力值不变时，线路1的潮流值与对应于机组7，8的出力值的

对方案0、25—28只有机组7的出力值发生了改变，所以1y 用可以表示为：

17()'y f x C α=+

对方案0、29—32，只有机组8的出力值发生了改变，1y 为：

18()''y f x C β=+

然后以1y 为纵坐标，7x 、8x 为横坐标，画出关系图，见图一：

通过观察，可以确定1y 是7x 的线性函数，其关系式就可设为：

11,7717y x C α=+（0≠α，'C 为常数）

而8x 的改变几乎不会影响1y 的大小，即认为1y 与8x 无关或者说1y 的表达式中不含有8x 。

像这样，考察1y 与所有机组出力的关系，得到含有参数的1y 表达式。

2、对数据进行线性拟合

对所有j y ，都可以通过上述方法得到关于各机组出力的含参表达式，并且只有上面给出的线性和无关两种关系。由此，可以设潮流值关于机组出力值的关系式为：

8,1j i j i i y x c

α==+∑ （c 为常数）

当j y 与i x 无关时，记,i j α为0。

利用matlab 中的最小二乘法进行线性拟合，得到各系数i a 的值和常数c 的值。从而得到潮流值关于机组出力值的表达式为：

1y =0.08291x +0.04842x +0.05303x +0.12004x -0.02545x +0.12216x +0.12157x +110.1458 2y =-0.05471x +0.12762x +0.03324x +0.08675x -0.11266x -0.01877x +0.09868x +131.2976

3y =-0.06991x +0.06102x -0.15683x +0.12415x -0.20188x -109.3913

4y =-0.03551x -0.10482x +0.20443x -0.02124x -0.01305x +0.14687x +0.07528x +78.8475 5y =0.24462x -0.06413x -0.04094x -0.06455x +0.07136x +131.4835

6y =0.23751x -0.06072x -0.07813x +0.09294x +0.04665x +0.16647x +120.8576

3、根据判定系数验证拟合的优度

首先给定判定系数为：

图一 机组7、8发生改变的出力与1y 潮流值关系

∑∑==--=3202,32

02,)()?(t j t j t j t j j y y

y y r

其中j r 为j y 对32种方案拟合优度的判定指标，j r 越接近1拟合优度越好。t j y ,?是用拟合表达式j y 求出的第t 种方案线路j 的潮流值，j y 是已知的32种方案线路j 潮流值的平均值，t j y ,是已知的第t 种方案线路j 的潮流值。

最后求出：1r =0.9996，2r =0.9996，3r =0.9992，4r =1.0000，5r =0.9971，6r =0.9996

从得到的答案可以看出表达式的拟合优度非常好。

4、说明解释各系数i a 和常数c 的意义

从j y 的表达式看，每个i x 前的系数都是小于1的，这是很显然的。因为每台发电机组的出力是分由6条线路输送的，所以每条线路只是输送发电机组出力的一部分，它的系数就不会大于1，也不可能大于1。

对j y 的表达式中常数的解释：当所有的发电机组都突然停止发电时，如果输电线路不输送电功率，从题中的数据可以看出发电厂的损失是非常大的，而对用电单位和发电厂的声誉都会有很大的影响。所以在这种情况下，发电厂应该实时的调度AGC 辅助服务对发电进行控制，以使输电线路中输送的电功率不会为0。所以j y 的表达式中有常数是合理的。

（二）、阻塞费用计算规则的设计：

对阻塞费用规则的设计，既要考虑电力市场交易规则，又要公平对待序内容量不能出力的部分和报价高于清算价的序外容量出力的部分。

1、阻塞费用的来源

当发生输电阻塞时，需要对预案进行调整。先定义序内容量和序外容量。 ◆ 序内容量：通过竞价取得发电权的发电容量；

◆ 序外容量：在竞价中报价报价高于清算价，未取得发电权的发电容量。 那么，调整后，有一些序内容量将不能出力，而有一些序外容量，则要在低于对应报价的清算价上出力。这样，由于网方不能执行初始交易结果，使得发电商受到了经济损失，网方在结算时要适当地给发电商经济补偿，此费用即为阻塞费用。

2、序内容量和序外容量最小损失的计算

根据市场交易规则，全部机组的所有出力都是按清算价结算，因此，调整后序内容量和序外容量对应的机组都会有经济损失。在市场的调节下,各机组为了竞得发电权，报价不会太高，应该很接近成本，故可以将报价看作至少是成本价，机组的出力以报价卖出时可以获得最小利润。假设预案中得到的清算价为P ，下面计算出序内容量和序外容量的经济损失。

（1） 对序内容量

序内容量是竞价取得了发电权的发电容量，但是调整后不能出力。用,i k Q 表示机组i 第m 段序内容量中不能出力的部分，对应的报价为,i k M ，如果不调整，

将该部分以清算价卖给电网公司，可以获得的收入为：

,,i k i k

k h P Q =?∑

又由于该部分的成本最大为：

,,i k i k

k Q M γ=?∑

调整后，该部分不能出力，在成本不计的情况下，机组i 的经济损失最少为：

()

,,,,,,in i k i k i k i k i k i k k k k

t h P Q Q M Q P M γ=-=?-?=?-∑∑∑

（2） 对序外容量

序外容量是在竞价中报价高于清算价而未取得发电权的发电容量，但是调整后使得有些序外容量得在清算价上出力。用,i k R 表示机组i 第n 段中序外容量得在清算价上出力的部分，其对应的报价为,i k M 。由于报价高于清算价，机组在以清算价卖给电网公司的出力中就有经济损失。假设所有的得在清算价上出力的序外容量都以对应报价卖出，其获得的收入为：

,,i i k i k

k l R M =?∑

调整后，该部分得在清算价P 上出力，此时的收入为：

,i k

k z P R =?∑

考虑到在市场交易规则下，该部分不可能都以报价卖给电网公司，而应该有相当部分会在高于报价的价格上出力，该部分损失的收入至少为：

,,,,,()

out i i k i k i k i k i k k k k t l z R M P R R M P =-=?-?=?-∑∑∑

3、对“公平”的理解和合理性说明

考虑到市场交易规则，由前面的最少损失的计算，“公平”就理解为电网公司赔偿序内容量和序外容量的所有的最小损失，这样也有益于电网公司的购电费用的减少。

调整前后，清算价与预报负荷需求是不变的。根据交易规则，最后所有出力均按清算价结算，因此电网公司的购电费用是不变的。调整后，序外容量不能出力的部分，电网公司按清算价结算，并将资金付给出力的机组，因此该部分的损失只在于没能将其按高于报价的清算价出力；而序内容量不出力的部分，电网公司将不再以清算价结算，该部分的损失只在于以清算价卖出时能赚的最小利润。电网公司赔偿发电方所有的最小损失能够用最小的代价使发电方尽可能满意，应此是公平的，合理的。

4、阻塞费用的计算公式

从上面的分析，就可以得到阻塞费用的设计规则：对序内容量不能出力的部分和序外容量在清算加上出力的部分，电网公司均全部赔偿其所有最少损失。于是得到阻塞费用的计算式： (),,,,()

in out i k i k i k i k k k t t t Q P M R M P =+=?-+?-∑∑ (1)

六、 机组出力分配预案模型及其求解

此时只考虑下一时段的预报负荷需求以及各机组的段容量，段价和爬坡速率，而不考虑潮流限值，即不考虑分配之后电网的安全性。在此基础上，建立起

各机组在下一时段的出力分配预案模型。

1、下一时段各机组出力范围的计算：

根据电力市场的交易规则，电网公司以15分钟为一个时段组织交易，由此可以计算出机组i 的出力在一个时段内的最大改变量i x ?为：

15i i x V ?=?

于是，机组i 在下一时段出力的最小值为：

min ,i i d i x x x =-?

最大值为：

max ,i i d i x x x =+?

据此，计算出机组i 在下一个时段的出力,i n x 的范围：

,,,[,]i n i d i i d i x x x x x ∈-?+? (2)

2、建立模型：

用,i k g 表示预案中机组i 第k 段被选取的容量，,j k M 表示对应段的段价，R 表示购电费用，,i k W 表示机组i 第k 段的段容量，C 表示预报负荷需求量，P 表示清算价， ,i d x 表示各机组的当前出力值。i X 表示机组i 的最大出力值，即机组i 所有段的段容量之和明显，有以下关系式成立：

10

,1i i k k X W ==∑

由于在给出的预案中，各机组的段容量或其部分之和要等于预报负荷需求量，于是有约束： 8,1i k i k g C

==∑∑

由于机组最大出力值的约束，即机组的实际出力值不大于最大出力值，得到：

,i k i k g X ≤∑

又由于爬坡速率和机组当前出力的约束，在给出机组当前出力值时，下一时段的出力值将要满足公式（2），得到：

min ,i k

k i x g ≥∑ 在预案给出后，清算价P 就是最后被选入的段的报价，即：

{}

,max | i k P M i k =机组的第段被选入预分配方案

按照市场交易规则，段的选取是按段价从低到高的顺序进行，此时的目标是总的购电费用最小，约束就是爬坡速率和预报负荷需求。由于预报负荷需求是一定值，目标也就是清算价最小。

于是得到下列模型：

{}

,,,min 8,110,1min max | ..i k i k i k i k i k i k i k

i i k

k P M i k g X g x s t g C

X W ===?≤??≥???=???=??∑∑∑∑∑机组的第段被选入预分配方案（6.1）

其中：C 为给定值，,i k M 和,i k W 为在表3和4中给出的定值。机组当前出力值,i d x 包含在下一时段机组的最大出力值max i x 和最小值min i x 之间。

3、 求解模型：

（1）、对各机组出力进行分配的方法

由前面的公式（2）可知，在当前出力值给定的情况下，机组i 下一时段的的出力值必然在一个与爬坡速率和当前出力值有关的范围内。由表1中方案0的数据，可以得到机组i 下一时段出力的最小值,min i n x 。此值就是机组i 在下一时段出力值的下限，不可能更小。

在此基础上，得到以下分配步骤：

（a ）、计算各机组在爬坡约束下下一时段出力的最小值和最大值；

（b ）、对每一机组按段价从低到高依次选入段容量直到该机组的出力值等于最小值，最后选入的段可能只选取部分。

（c ）、将所有未选入的段和已选取了部分的段按段价从低到高排序，依次选入其容量（对于已选取了部分的段选入其剩余的全部容量），直到总出力等于预报负荷。选入过程中如果某一机组的出力达到爬坡约束下的最大值就停止选入该机组对应的段，该机组最后被选入的段可能只选取部分。

（d ）、最后选取的段的报价就是该时段所有机组出力的清算价。

（2）、模型结果

按照上述分配各机组出力的思想方法，利用matlab 编程（程序见附件[1]），得到各预案结果如下：

◆ ◆ 问题3的结果

在预报负荷需求为982.4MW 时，分配预案的清算价为机组8第7段的报价，303元/MWh ，总购电费用为74416.8元，具体方案见表二：

MW ◆ ◆ 问题5第一问的结果

在预报负荷需求为1052.8MW 时，分配预案中的清算价为机组3第8段的报价，356元/MWh ，总购电费用为91527.6元，具体方案见表三：

MW 七、 方案调整模型及其求解

（一）、建立模型

在找到分配预案后，首先检查各线路是否会发生输电阻塞。利用问题(1)得到的各线路上有功潮流的计算表达式，可以求出各线路上的有功潮流值，然后与潮流限值比较，若大于限值，说明这条线路上会发生输电阻塞。

先给出题中的输电阻塞管理原则：

（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，还可以使用线路的安全裕度输电，以避免拉闸限电（强制减少负荷需求），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。

从上面的可以看出，分配预案的调整应分为以下三种情况讨论。

1、 调整各机组出力分配方案可以消除输电阻塞。

如果通过调整可以消除输电阻塞，调整后各条线路的潮流值都在对应限值内，即均满足安全原则的第一条，从而优化的目标为阻塞费用最小，即：

810

,,,111min 4i k i k i k i k h g P M ==--∑∑

其中,k i h ,是调整后机组i 第k 段被选取的容量，k i g ,是分配预案中机组i 第

k 段被选取的容量，P 是分配预案的清算价，k i M ,是机组i 第k 段的段价，系数1

4

是一个时段的长度, 15分钟即1

4小时。

公式的解释：

(1)、,i k P M >且k i k

i g h ,,-≠0时，有k i g ,>k i h ,。因为分配预案中段容量是按段价从低到高选取，所以段容量部分的选取只可能发生在机组出力已到上限和所选段容量的最后一段中，而最后一段中段价即为清算价P 。当P >k i M ,，调整后机组i 的第k 段所选容量一定不会大于分配预案所选段容量。若

a=(k i k i h g ,,-)

那么调整后机组i 的第k 段有a 的发电容量,在分配预案中取得了发电权但不能出力，即，为序内容量。由问题(2)给出的阻塞费用计算规则，可以表示出阻塞费用为：

))((,,,k i k i k i h g M P --

（2）、当P

那么一定有P >k i M ,。所以当P 0。

即有k i h ,的发电容量，在分配预案中未取得发电权，但在低于对应报价的清算加上出力，为序外容量,阻塞费用为：

k i k i h P M ,,)(-

（3）、当P =k i M ,且k i k

i g h ,,-≠0时，即调整后清算价P 所对应的段容量与分配预案中清算价P 所对应的段容量有所不同。但因为调整前后发电厂对此部分毫无损失，这一部分的所以阻塞费用为0；

（4）、当k i k i g h ,,-=0时，调整前后对应的段容量没有变化，所以发电厂也

无利益损失，所以阻塞费用也为0。

调整后分配方案所选段容量小于对应各机组的段容量k i W ,，于是约束为：

k i k i W h ,,< 由于爬坡速率和机组当前出力的约束，调整后各机组的出力值，要在下一时

段各机组出力值的范围内，即有约束：

∑=≤≤8

1max

,min i i k i i x h x

调整后，各机组的段容量或其部分之和要等于预报的负荷需求量C ，约束为： ∑∑===81101,i k k i C h

要使输电阻塞消除，即调整后各线路的潮流绝对值j y 不大于限值j S ，即： ||j j y S ≤

于是得到阻塞费用优化模型7.1：

810

,,,11

,,8min ,max 1810,111min 4,..||i k i k i k i k i k i k i i k i i i k i k j j

h g P M h W x h x s t h C y S =====--

其中min i x 和max i x 是机组i 出力的下限和上限。

如果对所给的负荷要求C ，模型7.1有解。那么就得到安全且经济的出力分配方案。

2、 电阻塞无法消除，可以使用线路的安全裕度输电，但要每条线路上潮流的绝对值超过限值的百分比尽量小。

当输电阻塞无法消除，即对所给负荷要求C ，模型7.1无解时。输电的安全和经济两个原则不可能同时达到最优。以长远影响考虑，当然安全最为重要。因为，一旦输电线路发生损坏，造成的经济损失是无法想象的，并且对用电单位也用巨大的影响。所以在这种情况下首先以输电的安全原则为优化方向建立模型。

安全原则要求每条线路上潮流的绝对值超过限值的百分比尽量小，首先应该小于线路的安全预度，即： ||j j j j y S D S -≤

然后可以认为，如果超过限值的百分比最大的线路安全问题让人满意，那么其余线路超出限值得百分比均可满意，即要求每条线路上潮流的绝对值超过限值的百分比都小于某个数ε(ε>0),表示为：

||j j j y S S ε-≤

目标函数即是求ε的最小值：

min ε

而且要去除各线路潮流值小于限值的约束。

于是得到线路潮流值优化模型7.2： ,,8min ,max 1810,11min ..||||i k i k i i k i i i k i k j j j j j j j h W x h x s t

h C y S D S y S S ε

ε===??

虽然这样得到的分配方案不是最经济的，但体现了安全第一的原则。

3、 无论怎样分配机组出力都无法使每条线路上潮流的绝对值超过限值的百分比小于相对安全裕度，则必须拉闸限电。

如果对所给的负荷要求，模型7.2无解，就说明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，那么必须在用电侧拉闸限电。因为输电线路在超负荷下使用已经在所难免，优化目标就变成使限制的电量最小，因为网方应该尽量满足用电方的用电要求，体现用户至上的原则。

调整后，所选段容量或其部分之和应等于负荷需求与限电值的差，即有约束： ∑∑==-=81101,i k k i c

C h

以限制电量最小为优化目标，建立限制电量优化模型模型7.3为：

,,8min ,max 1810,11

min ,,..,||,i k i k i i k i i i k i k j j j j c

h W x h x s t h C c y S D S ===

∑∑

（7.3）

到此为止，我们就建立了机组出力分配方案的调整模型。

（二）、模型的求解：

对给定的需求值982.4MW 和1052.8MW ，根据问题1得到的线路潮流值关于机组出力至表达式，计算出个线路的潮流值，并与对应潮流比较，看是否发生输电阻塞。

计算得到对照表：

从表中可以看出，负荷需求为982.4MW 和1052.8MW 时，分配预案都会发生输电阻塞。

下面根据建立的机组出力分配方案的调整模型对两个分配预案进行调整。

（1） 预报的负荷需求为982.4MW

把负荷需求982.4MW 代入阻塞费用优化模型7.1，看是否可以通过调整各机组的出力分配方案消除阻塞。

用Lingo 程序（见附件[2]）求解，因为段容量k i h ,为0的对各机组出力的调整毫无影响，所以在求解时可以去掉对应的变量,i k h ，以减少变量个数。最后得出：负荷需求为982.4MW 时，可以消除输电阻塞。

解得调整后的各机组出力分配方案见表五：

阻塞费用为：3051.8元。

（2） 预报的负荷需求为1052.8MW

首先，把负荷需求1052.8MW 代入阻塞费用优化模型7.1，用Lingo 进行求解，发现无可行解，表示输电阻塞无法消除。在此情况再下使用线路潮流值优化模型7.2进行求解。

把负荷需求1052.8MW 代入线路潮流值优化模型7.2，通过Lingo ）求解（程序见附件[3]，计算得到的百分比结果见表六：

得到的分配方案见表七：

得到阻塞费用为：1359.8元。

3、对求解结果的改进

可以发现其中线路1已经达到了超出限值的百分比的最小值，且线路5超出限值的百分比相当小。不太满意的是线路6超出限值的百分比与裕分配方案相比没有改变，并且阻塞费用有些偏大。

由此提出改进模型：所有线路上潮流绝对值超出限值的百分比的和最小。 即：

81

8,min 18,max 1,,810,11min ..j j j j i k i i i k i i j j j j j j j i k i k

i k i k y S S h x h x y S R S s t y S S h W h C ε=====-?≥???≤??-?≤????-?≤??

代入1052.8MW，用Lingo求解（程序见附件[4]）。在求解时考虑到j j

j S S

y

有正有负，选取松弛变量进行代换，求和是只求所有超出限值的百分比，最后得到调整后的各线路潮流绝对值超过限值的百分比，见表八：

得到的分配方案见表九：

从程序中得到阻塞费用为：1085.7元。

从表七、八中看出，只有线路1的潮流绝对值超出了限值，但是超出不多，可以接受，而且阻塞费用也小于前一个得到的结果，因此比前一方案要好。

八、结果分析

问题(1)采用最小二乘法来拟合各线路的潮流值，从结果来看，拟合效果非常好。这也给问题(4)，问题(5)的正确求解奠定了基础。

问题(3)的结果是唯一的，可以利用计算机编程或者手工进行计算，而它的结果对问题(4)起着决定性作用。

对负荷需求是982.4MW的分配预案进行调整，虽然可以使得输电阻塞消除，但是阻塞费用很大。主要原因是在输电安全和经济发生冲突时，把输电线路安全放在了首要位置。要消除输电阻塞就要对分配预案进行大幅度的调整，这样必然导致了阻塞费用的增加。对负荷需求是1052.8MW的分配预案进行调整，在输电阻塞无法消除时，采用两种模型进行优化求解，然后选择较好的答案作为最终结果。最后求得6条线路中仅有1条超出潮流值的限值，这非常符合输电线路的安全原则，且阻塞费用不是很大，远小于负荷需求是982.4MW得到的结果。这也是合理的，因为首先它的分配预案中各机组的出力变大，那么调整方案时可调整的段容量就会减小，而且它使用了安全裕度输电，这样就大大的减小了阻塞费用。但是，长期在这种情况下输电，必然会给输电线路带来危险和损坏，所以应该避免。

九、模型评价

虽然把问题(1)和问题(2)看作是建模前的准备工作，但是能否正确、合理的

解决它们，将直接影响到后期的建模及求解。所以首先通过分析，对问题(1)采用线性拟合，得到了拟合优度很好的各线路有功潮流表达式，然后建立了公平合理的阻塞费用计算规则。

对题目中两个基本问题建立模型。首先建立了各机组出力分配预案模型，严格遵循电力市场交易规则，考虑爬坡速度的限制，先满足各机组出力的下限值，然后按段价从低到高选取未选满的段容量。这种方法不同于题中所给的选取方法，但效果是一样的。而这种方法的优点是减少了比较和求和的次数，提高了程序运行速度。

然后建立了各机组出力分配方案的调整模型。依次考虑输电阻塞管理原则中的三种情况建立了三个模型来求解不同的负荷要求。每个模型中都是把安全问题放在首位，然后考虑使得阻塞费用最小。这样就简化了模型，从实际意义来说也是合理的。在输电线路阻塞无法消除时，以每条线路上潮流的绝对值超过限值的百分比为优化目标，从不同的角度建立了两个优化模型，在得到结果后进行比较，选择更具有安全且经济原则的方案。这样求解可以更接近最优值。

模型的缺点：在模型二中当输电阻塞无法消除，就有输电的安全和经济两个原则，但二者又是矛盾的，不可能同时达到最优。所以，我们只是重点考虑了安全原则，经济原则其实并未作太多的考虑。但在模型改进中，给出了优化方案。

十、模型改进

在模型二中，当输电阻塞无法消除，要使每条线路上潮流的绝对值超出限值的百分比尽量小且阻塞费用尽量少。可以先以超出的百分比为优化目标，得到一组解，然后以这组解为限值条件，阻塞费用最小为目标函数再进行优化，这样就可以得到尽可能安全且经济的分配方案。

还可以考虑，先分析各线路上潮流值的关于分配方案的灵敏度，然后以灵敏度大的潮流值的绝对值超出限值的百分比为限值条件，阻塞费用最小为目标函数，进行求解。因为灵敏度差的潮流值，在方案改变很大时，它的变化很小，这样就极大的影响了阻塞费用，所以对它不做硬性限制。

十一、参考文献

[1] 叶其孝，大学生数学建模竞赛辅导教材，湖南：湖南教育出版社，1999

[2] 张永平等，电力市场阻塞管理综述，网址：https://www.doczj.com/doc/dc12238066.html,,2004.9.18

十二、附件清单

[1].Matlab程序：给定预报负荷需求时，求各机组出力的分配预案

[2].lingo程序：预报负荷需求为982.4MW时，求解调整后的方案

[3].lingo程序：预报负荷需求为1052.8MW时，用原模型求解调整后的方案

[4].lingo程序：预报负荷需求为1052.8MW时，用改后模型求解调整后的方案

附件

附件[1]：给定预报负荷需求时，求各机组出力的分配预案的程序load current.txt

load volumn.txt

load speed.txt

load price.txt

lowlimit=current-speed.*15;

uplimit=current+speed.*15;

next=zeros(1,length(current));

remain=zeros(1,length(current));

segment=zeros(1,length(current));

nextprice=zeros(1,length(current));

destination=input('destination=');

sum=0;

currentprice=0;

for i=1:length(current)

j=0;

while next(i)

j=j+1;

next(i)=next(i)+volumn(i,j);

end

remain(i)=next(i)-lowlimit(i);

segment(i)=j;

nextprice(i)=price(i,j);

if price(i,segment(i))>currentprice

currentprice=price(i,segment(i));

end

next(i)=lowlimit(i);

sum=sum+next(i);

end

minprice=0;

[minprice,j]=min(nextprice);

max=remain(j);

while sum

if sum+max<=destination

if next(j)+max<=uplimit(j)

sum=sum+max;

next(j)=next(j)+max;

else

sum=sum+uplimit(j)-next(j);

next(j)=uplimit(j);

end

else

if next(j)+destination-sum<=uplimit(j)

next(j)=next(j)+destination-sum;

sum=destination;

else

sum=sum+uplimit(j)-next(j);

next(j)=uplimit(j);

end

end

nextprice(j)=inf;

[minprice,j]=min(nextprice);

max=remain(j);

if minprice==inf

break;

end

end

min=0;

segment=segment+ones(1,length(segment));

if sum

for i=1:length(remain)

remain(i)=volumn(i,segment(i));

nextprice(i)=price(i,segment(i));

end

while sum

[min,j]=min(nextprice);

currentprice=nextprice(j);

if sum+remain(j)<=destination

if next(j)+remain(j)<=uplimit(j)

next(j)=next(j)+remain(j);

sum=sum+remain(j);

else

sum=sum+uplimit(j)-next(j);

next(j)=uplimit(j);

end

else

if next(j)+destination-sum<=uplimit(j) next(j)=next(j)+destination-sum;

sum=destination;

else

sum=sum+uplimit(j)-next(j);

next(j)=uplimit(j);

end

end

if segment(j)

segment(j)=segment(j)+1;

nextprice(j)=price(j,segment(j));

remain(j)=volumn(j,segment(j));

else

nextprice(j)=inf;

end

end

end

next

currentprice

current.txt:

120 73 180 80 125 125 81.1 90

volumn.txt

电力市场的输电阻塞管理(总8页)

电力市场的输电阻塞管理(总 8页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除

摘要 输电线路的革新主要取决于输电和配电的工业化。本文通过数据分析得到发电机组的负荷的改变量与各条线路上的潮流值的改变近似的成线性关系，利用题目中给定的数据计算出它们近似关系。 根据输电阻塞的限值和相对安全裕度，我们利用LINGO软件分别算出在输电阻塞限值条件和相对安全裕度下的各机组的最大负荷总量。 根据这两个值我们将负荷分为三个档次：阻塞可消除档次、安全限度内有阻塞档次和拉闸限电档次。在安全限度有阻塞档次内，我们以安全和经济作为两个目标，先分别考虑这两个目标，然后将他们综合起来考虑，使这两个目标最优化。我们还对输电阻塞的费用作了简单的化假设，用偏差率作为衡量阻塞费用的一个标准。得到了如下的结果： 以及清算值为356。 一、问题重述与分析

电网中心每条线路上的有功潮流（输电功率和方向）取决于电网结构和各发电机组的出力。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，就造成了输电阻塞。根据 电力市场交易规则，有一种调配方案需要没有发电权的机组出力，电网公司在这种方案中需要支付阻塞费用，如何使阻塞费用达到最小，并且让竞争双方觉得公平，是要解决的中心问题，再就是如何运用我们所制定的阻塞费用规则。 任务一： 通过对表1和表2 的分析，看出了各个组的变化呈现出一定的规律，相对于方案0，这八个发电机组中的一个组的出力值变化四次，其余组保持出力值不变。当一个组发生变化时，就会导致六条线路的有功潮流发生某些变化。 任务二： 因为电网公司要满足安全又经济的原则，我们采用三步法，第一步只考虑安全问题，第二步只考虑经济问题，第三步是将安全和经济结合起来考虑制定了这种阻塞费用规则。 任务三： 当前时段各机组负荷量总和为KW 874，而下个时段的负荷需求为 1. 108，因为负荷量发生了改变，所以就得 3. 982，总的负荷量改变了KW KW 4. 改变分配方案，并尽可能使得购买费用最小。

电力场的输电阻塞管理

电力市场的输电阻塞管理 摘要： 随着电力系统改革的进行和用电紧张的缓解，电力市场化将进入新一轮的发展。本文根据电力市场交易规则和阻塞管理原则，运用统计学、数学规划等工具建立了一个电力市场输电阻塞管理的数学模型，同时对于给定的题设条件，对模型进行了求解和讨论。 首先，运用逐步回归的方法拟合了各线路潮流值关于机组出力的实验数据，得出了6个线路潮流值的经验回归公式。 其次，主要解决本文的两个核心问题：阻塞费用的计算；阻塞时如何调整出力以满足最大的安全和负荷需求。为了便于数学上处理和计算，我们采用的阻塞费用() i U计算 公式是最简单的线性形式，然后以 8 1 () i i U = ∑最小为目标函数建立一个规划模型，然后分别根据问题3——问题5的条件，分别计算求解。结果发现，在负荷需求为时，基本上 可以通过阻塞管理可以较安全地满足需求，出力分配为 1150 x=， 279 x=， 3180 x=， 499.5 x=， 5125 x=， 6140 x=， 795 x=， 8113.9 x=，但是负荷需求为时是无论如何都 不可能满足的，所以必须拉闸限电。此时是可以看成一个双目标规划，即要安全性尽量高，出力和又要尽可能大。求解时，采用列举不同安全裕度的形式，得到一个相对较优 的解： 1153 x=， 288 x=， 3228 x=， 499.5 x=， 598 x=， 6100.1 x=， 7102.1 x=， 8117 x= 一条经验性的规律是：线路潮流上限是模型的最主要的约束，是电力运营的瓶颈。 本文通过一定的合理的简化和假设，建立了一个较为简单的优化（规划）模型，并借助Matlab程序提供了简单的求解方法，最后给出了建议和评价。 , 、 关键词：线形回归数学规划阻塞费用

电力市场大用户直购电分析与策划

龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/dc12238066.html, 电力市场大用户直购电分析与策划 作者：焦鸿斌 来源：《中国新技术新产品》2015年第09期 摘要：本文分析了电力市场大用户直购电中输电模式选择和电价体系构建等问题，并阐 述了电力市场大用户直购电中存在的风险以及规避策略，以期为推动电力市场发展，提高大用户直购电工作的质量和效率提供参考价值。 关键词：电力市场；大用户直购电；分析策划 中图分类号：F426 文献标识码：A 大用户直购电作为新型的供电模式，打破了由电网企业单一购买电力的局面，降低了用户的购电成本，维持了电力市场的稳定，使电力大用户直接从中受益，是电力市场未来发展的必然趋势。因此，分析和策划大用户直购电对加快电力市场的改革有着积极的意义。 1 电力市场大用户直购电中的基本问题 1.1 直购电输电模式的选择问题 大用户直购电存在两种输电模式：专线直购和电网转供直购。前者为电力大用户或者供电企业建立的专用线路，供电企业通过专用线路向电力大用户直接输电，而不需要经过电网的转供。双方的电力交易为合同形式，线路维修和供电服务统一由双方共同协商解决。后者为电力大用户的电力输送需要通过电网转供，供电企业与电力大用户双方在签订完直购电的合同后，将其提交给电网公司进行备案，并通过电网调度中心进行电力的调配。随着电力市场的发展，跨区域进行电力直供不可避免，而架设长距离的专用输电线路则不太现实。因此，电力市场大用户直购电输电模式的未来发展方向为电网转供直购模式。 1.2 直购电价体系的构建问题 电网直购的电价为输配电价、上网电价、政府性基金和输配电损耗等各项的总和，其中关键性的影响因素是输配电价与上网电价。 1.2.1 输配电价定价。输配电价的定价对电力大用户至关重要，在没有确定输配电价之 前，电力大用户无法对直购电进行比较与选择。从电网的垄断性角度分析，输配电价需要受到国家的严格管控，只能通过国家定价方式完成。从供电企业和电力大用户双方的利益考虑，定价方法采用联动电价较为合适，供电企业和电力大用户共同承担风险，平均分配利润，对双方建立长期良好的合作关系，推动双方的发展最为有利。

电力市场的输电阻塞管理-w

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） 其中第1、5、6线路产生输电阻塞。 塞现象。阻塞费用为15分钟内的值。 第1、5、6线路产生输电阻塞，超过限值最大百分比为7.42%。 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 0102030405060708(,,,,,,,)x x x x x x x x =0X ，0i x ：第i 台机组的初始出力 12345678(,,,,,,,)x x x x x x x x =X ，i x ：第i 台机组的实际出力； 123456(,,,,,)T y y y y y y =Y ，j y ：第j 条线路的有功潮流； 123456(,,,,,)ππππππ=π，j π：第j 条线路的有功潮流的限值； 123456(,,,,,)εεεεεε=ε，j ε：第j 条线路的实际超过限值的百分比； 123456(,,,,,)ββββββ=β，j β：第j 条线路的最大超过限值的百分比即相对安全裕度； ()F X ：总费用； ()G X ：输电阻塞费用； Q ：下一时段的实际交易的负荷； s Q ：下一时段预报的负荷需求； is C ：第i 台机组的第s 段容量的段价； f ：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； q 失：序内容量没有得到预案中的承诺量总和； q 得：序外容量超过预案中的承诺量总和； e ：下一时段的清算价； Γ ：预案选择端容量的集合； α ：段容量； v ：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：

电力市场期货交易的分析与应用

电力市场期货交易的分析与应用 发表时间：2019-05-20T16:43:34.267Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：荣泽 [导读] 摘要：随着我国各方面市场化的不断深入，电力产业也逐步实现市场化。 (广东电力交易中心有限责任公司广东广州 510080) 摘要：随着我国各方面市场化的不断深入，电力产业也逐步实现市场化。电力期货的引入和推广，在一定程度上促进了电力价格稳定，减少价格波动，并且提供了一个公平竞争的市场环境；同时它也具有风险预警功能。在促进电力工业的发展与保障社会经济的健康有序发展上有巨大作用。 关键词：电力市场；期货交易；套期保值 前言：电力市场概念自提出后，引起了各国的高度重视，电力市场即在市场中电力成为一种普通商品, 通过价值规律可以充分发挥它应有的作用，鼓励竞争, 提高效率。但是市场主体也面临着前所未有的风险, 特别是市场价格波动。我国电力市场化改革的初期 , 运用远期合同提供了绝大多数交易市场电量，最终目的是实现全面放开的自由电力市场。 一、电力市场交易方式的分析 1.1 交易分类及对象 通常电力市场交易方式按时间可分为四种：长期交易、中长期交易、短期交易、超短期交易；按数量可以分为两种：批发交易、零售交易；按交易形式则可以分为三种现货交易、远期合约交易和期货交易。 电力市场中交易对象主要有三部分：①电力电量商品。②输电服务③电力交易服务。这三者共同构成了电力交易的商品 , 同时消费者实际购电价也由这三部分构成。 1.2 现货交易 现货交易一般是指交易提前一天的电力商品交易。这种交易的特点在于预测性较高，因为现货交易在交易时间上更具有时效性，消费者更易预测。在我国通常称现货交易为预调度计划交易。在现行电力市场上进行现货交易因为其实时报价短，因此也可以归于短期交易，具有价格易波动，幅度较大的特点。其作用在于首先可以满足临时性的付款需要，实现货币购买力国际转移; 其次通过外汇交易调整多种外汇的头寸比例，保持外汇头寸平衡，以避免经济波动的风险; 最后利用即期外汇交易与远期交易的配合，进行外汇投机，谋取投机利润。 1.3 合约交易 远期合约交易是指交易双方通过签订合约并交付执行来完成。远期合约主要有两种：一种是固定的协议 , 其作用是保障供电和执行;另一种是可选择的协议。电力远期合约交易的合约内容 ,一方面规定了交易参与者的责权明细 ,另一方面明确了时间、数量、价格等双方买卖细节。合约体现的是一个市场的公平，因此合约的内容制定就更值得仔细考量其内容的合理性。当前市场主要的远期合约有双边协商、竞价拍卖和指令性计划。双边协商是由买卖双方接触，无中介机构，直接达成合约协议；竞价拍卖则参考了拍卖方式来确立合约；买卖双方通过双边协商谈判而直接达成年、月或星期的远期合约。指令性计划类似计划经济，由主管部门按计划实施。 二、电力市场期货交易模式分析 2.1 单边开放电力市场模式 单边开放的电力市场中买方相对于卖方是唯一的，买方称作电力联营体，因此这个模式下电力期货交易是由电力联营体来统筹管理。发电公司与电力联营体通过制定长期合约来完成交易，所谓单边就是发电公司单边提出相对合理的电价进行竞价上网。然后用户根据自身需求向电力联营体购买电力产品，电力联营体提供配电输电服务。该模式以远期合约的形式来可以保障发电公司收入的稳定和运营安全，同时作为用户也可以享受到连续稳定的电力服务；同时辅以短期的现货交易形式作为应急预案。 2.2 双边开放电力市场模式 双边开放的电力市场是较单边开放的电力市场更为完善、成熟的市场模式。在双边开放的电力市场中，生产者出现细化，对于大用户有独立发电厂；地区电网则配套区域电网；发电集团通过配电公司与用户对接；此外还有更大范围的跨区域电能供应商。 在这个模式中电力联营体作用减弱，其功能由电力交易所以及负责输电服务和维护作用的独立系统操作机构来代替。虽然电力现货交易比较灵活,但是其超出远期合约部分成本较高，价格不容易控制，因此需要期货交易来调整平衡，进行有效缓冲。期货交易存在风险，由买卖双方承担，期货市场可以采用短期合约的方式调整合同，合同要素灵活调整，利于买卖双方购买和调度。 2.3 基于期货的新型交易模式 新型的电力交易机制是在电力期货市场这个大平台上进行交易。通过日前期货与现货市场相配合，在系统调度中心制定的交割计划下组织现货交易，在接下来的交易过程中，系统调度中心组织实时调度从而完成期货与现货结算。 在这个交易模式中，买卖双方提交申报的电力价格，并通过数学模型来进行运作。系统调度中心并不参与期货交易，其职责在于更新现货价格和公布交易计划。在现有的交易中，电力合约不涉及最终电能实物交易，因此投资者有较为平稳的投资空间。 三、电力期货市场期货交易的应用 国际方面北欧、美国、澳大利亚、新西兰均有电力期货市场，英国电力市场采用物理交割，因此连续性差陷入呆滞，直到后来电力改革才重新引入。我国以前采用政府统一定价，后来随着电力市场化改革，通过市场定价使电力市场价格风险加强，而期货的套期保值和风险转移功能可以减少价格波动带来的巨大市场风险。 过去，电力产品通常又电力企业负责生产，由于技术等原因，电力产品通常具有垄断性，其垄断标志在于买卖双方一方是发电企业，而另一方则是大型电力需求者，因此买卖双方相对固定，哪怕放眼世界范围内也是这样。后来随着现代高新技术的发展应用，发输电设施更多地偏向数字化、信息化，出现了计算机辅助管理(CAM)和管理信息系统(MIS)等应用。因此为电力市场进去期货交易成为了可能，将电力产品的交易及时性大大提高了。买卖双方也有以前的垄断变为开放，在发电与输电、输电与供电、供电与用户之间均改变成买卖关系。国内电力期货市场发展较快并且效果显著。随着电力市场化改革，电价波动频繁，电力期货起到了维持电力市场稳定的作用。在改革过程中我国市场参与者增多，期货市场通过公平竞争决定了电价符合大多数人接受范围。而且电力输送方便快捷，保障了电力期货市场平稳运行。就目前而言，电力期货在我国广泛运用还存在着许多需要解决的问题，未来还有很多需要完善的内容，无论是法律法规的完善还是交

电力市场的输电阻塞管理数学模型

电力市场的输电阻塞管理数学模型 郑碧珍1 何敏洪2任冠峰2 (1.韶关学院2001级数学系数学与应用数学(1)班，广东韶关512005 2.韶关学院2002级数学系数学与应用数学班，广东韶关512005;) [摘要]:本文探讨的是电力市场的输电阻塞管理问题.通过对表1和表2的数据分析以及实际情况.得出各 线路潮流关于各发电机组出力的近似表达式为线性的,用最小二乘法求得了6条线路的线性近似表达式;其次考虑各机组出力分配预案,以最小购电费用为目标,以爬坡速率、负荷要求等为约束,建立了一个数学规划 模型,通过排序选取段容量或其部分的原则,得出负荷需求为MW MW 8.10524.982和 的清算价分别为MW h MW h /356/303元和元,以及对应的出力分配预案用向量表示成为 ()9.113 95 40 125 5.99 180 79 150和（150 81 218.2 99.5 135 150 102.1 117）同时考虑阻塞管理问 题.分各种情况及权重值给出了阻塞费用的计算规则;再考虑潮流值的限制.讨论出力方案的调整.得出了该方案的相应的阻塞费用. 关键词:最小二乘法;阻塞管理;数学规划模型;负荷预报 1 问题的提出 当前电力系统管理正向市场化方面发展.电网公司在组织交易、调度和配送时,必须遵循电网“安全第一”的原则,同时要制订一个电力市场交易规则,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,考虑某电网有n 台,m 条主要线路,每条线路的有功潮流的绝对值都有一个相对安全裕度,各发电机组都有一个爬坡速率,讨论如何进行输电阻塞管理: （1）.给出有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式. （2）.对N=982.4兆瓦及1052.8兆瓦时给出下一个时段各发电机组的出力分配预案. （3）.当某条或几条主要线路发生输电阻塞时给出阻塞费用的计算规则. 2 模型的假设 1. 在各机组无输电阻塞时,各机组均按出力分配方案出力 2. 15分钟为一个交易时段,每个时段按各机组的可用出力由低到高分成至多10个段 3. 某电网有8台发电机组,6条主要线路 4. 爬坡速率是指每台机组单位时间内能增加或减少的出力,各个机组的爬坡速率可以不同 5. 拉闸限电是指在用电侧拉闸限电使得每条线路的潮流绝对值不超过限值 3 符号约定 i x :第i 个机组的出力 n y :第n 条线路的有功潮流的绝对值 n b :第n 条线路的限值 ij B :机组i 第j 段的段容量 ij B :机组i 第j 段实际上取得的段容量或其部分 S :网方在某个时段里的购电费用 k p :第k 段的清算价

国际各类型电力市场比较

江思和 清华大学电机系 引言[1] 电力行业是一个典型的“自然垄断”的产业，具有“集中生产，集中运输，集中零售”的特点，所以最初的时候电力市场基本都是垄断的计划经济，由政府制定发电以及用电计划，政府根据发输配用电的整个过程制定电价。可是由于自然垄断有一些先天缺点：没有动因鼓励生产者提高工作效率以及发展新技术，所以随着科技的发展，电网更加坚强和灵活了，这样就给电力市场的改革创造了条件。所以，世界各国都开始结合自己的国情适度改革本国的电力市场，使其达到发电效率更高、总体能耗更少、经济利益更高、电价制定更合理等不同的目的。本文将简略介绍英国、北欧、西欧、美国、新加坡、俄罗斯、印度、日本、澳大利亚及新西兰等国的电力市场运行制度，并比较分析其优劣，得出一般性结论。 英国[2][3][4] 从1989年开始，英国着手电力体制改革，当年颁布了电力工业白皮书，全国实行电力库（POOL）模式，进行电力市场自由竞争的尝试，厂网分开，竞价上网，并且成立了国家电力公司，实行电力工业的私有化。后来，政府不仅解散了中央发电局，而且拍卖了电厂的股份，朝着私有化更近了一步。在2001年，英国实施新电力交易协议（NETA），引进了新的双边合同分散交易模式，进一步推进市场化进程。在这种模式下，电力市场以双边交易为基础，不再由国家调度，并且有长期、中期、短期等多个市场，使这种方式更加稳定。此次改革取得了很大的成功，不仅扩大了用户范围，而且提高了市场效率，促进了生产者的良性竞争。2005年，英国政府又建立了英国交易输电协议（BETTA），解决了苏格兰地区市场被垄断的问题，并将英格兰和苏格兰连成了一个大的电网，市场更大更开放了。最近，在2013年，英国又开始了以低碳电力为核心的新一轮改革，将差价合约和容量市场纳入已有的电力市场范畴，并且致力于降低用户的用电支出。 差价合约的制度是由供电商和发电商提前以某一固定的价格签订合约，当实际电价高于此合约时，发电商需要向用户返还差价；当实际电价低于此合约价时，政府向发电商补偿差价。在这种制度下，既一定程度上保证了发电商的收入较为稳定，也防止了用户的电价波动，并且政府的补贴也更有针对性，减少了一些支出。而容量市场采用拍卖的形式，在两级市场上提前四年拍卖系统所需要的发电容量。容量市场需要考虑的最大问题就是系统的可靠性，只有在拍卖中合理分配份额，才能保证满足每天最大负荷时期的用电供应。所以，政府的有效监管是很重要的，一旦把电力产业完全投放到市场中自由竞争，那么不确定性因素必然增加，所以需要更加高效有力的监管，才能保证电网不出问题，运行稳定。 整体上讲，英国电力市场从日前电力池集中交易模式演变成分散交易模式，日前交易模式有一些缺点：发电侧竞争不充分，发电商存在一定的市场操控力，电力供应紧张时发电商反而会减少发电机组来提高电价。分散交易模式下，发用双方直接交易，中长期和日前交易

电力市场的输电阻塞管理

电力市场的输电阻塞管理 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.

电力市场的输电阻塞管理 摘要 输电线路的革新主要取决于输电和配电的工业化。本文通过数据 分析得到发电机组的负荷的改变量与各条线路上的潮流值的改变近似的成线性关系，利用题目中给定的数据计算出它们近似关系。 根据输电阻塞的限值和相对安全裕度，我们利用LINGO软件分别算出在输电阻塞限值条件和相对安全裕度下的各机组的最大负荷总量。 根据这两个值我们将负荷分为三个档次：阻塞可消除档次、安全限度内有阻塞档次和拉闸限电档次。在安全限度有阻塞档次内，我们以安全和经济作为两个目标，先分别考虑这两个目标，然后将他们综合起来考虑，使这两个目标最优化。我们还对输电阻塞的费用作了简单的化假设，用偏差率作为衡量阻塞费用的一个标准。得到了如下的结果： 以及清算值为356。 一、问题重述与分析

电网中心每条线路上的有功潮流（输电功率和方向）取决于电网结构和各发电机组的出力。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，就造成了输电阻塞。根据 电力市场交易规则，有一种调配方案需要没有发电权的机组出力，电网公司在这种方案中需要支付阻塞费用，如何使阻塞费用达到最小，并且让竞争双方觉得公平，是要解决的中心问题，再就是如何运用我们所制定的阻塞费用规则。 任务一： 通过对表1和表2 的分析，看出了各个组的变化呈现出一定的规律，相对于方案0，这八个发电机组中的一个组的出力值变化四次，其余组保持出力值不变。当一个组发生变化时，就会导致六条线路的有功潮流发生某些变化。 任务二： 因为电网公司要满足安全又经济的原则，我们采用三步法，第一步只考虑安全问题，第二步只考虑经济问题，第三步是将安全和经济结合起来考虑制定了这种阻塞费用规则。 任务三： 当前时段各机组负荷量总和为KW 874，而下个时段的负荷需求为 1. 108，因为负荷量发生了改变，所以就得 3. 982，总的负荷量改变了KW KW 4. 改变分配方案，并尽可能使得购买费用最小。

电力市场现货交易的分析与应用

电力市场现货交易的分析与应用 发表时间：2019-07-05T12:38:10.133Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：谭期文[导读] 摘要：随着我国整体经济的快速发展，我国电力行业发展迅速。（广西大学电气工程学院广西壮族自治区南宁市 530004）摘要：随着我国整体经济的快速发展，我国电力行业发展迅速。社会主义市场经济逐渐趋向于新常态化发展，为电力行业实现自身运营模式及管理机制的进一步完善与优化奠定了坚实的基础。电力现货市场是完整电力市场体系的重要组成部分，与中长期市场共同发挥着电力商品价格发现的作用，有助于优化电力系统资源、有效控制电力市场经济交易过程中的风险。本文主要分析电力市场现货交易现状及 相关交易模式，为。关键词：电力市场；现货交易；分析与应用引言电力行业的快速发展为我国经济建设奠定了非常坚实的基础。根据交易持续时间长短，电力市场可划分为中长期双边市场、现货市场，其中中长期市场也被称之为合同市场。相比而言，我国电力市场建设滞后了许多，但随着“新电改九号文”颁布，我国电力市场改革进入了“提速”阶段。“新电改九号文”明确指出，“建立以中长期交易规避风险，现货市场发现价格的电力市场”。其中电力现货市场的建设是关键，没有现货市场的建设，发用电计划就不能彻底放开，零售市场也无法开放。电力现货市场如何去建也就成为了学界所关注的焦点。 1电力市场交易方法和交易对象的分类（1）电力市场交易方法分类，一方面，根据交易时间的不同，电力市场交易可以分为长线交易，中长线交易和超短线交易三种类型。另一方面，根据交易次数，电力市场交易可以进一步分为两种类型：批发交易，零售交易；不同形式的交易实现形式，电力市场交易可分为现货交易，远期合约交易和期货交易三种类型，下文将会对这三种不同的交易方式进行详细的探讨与比较。（2）电力市场交易对象，一般而言，电力商品交易过程中的相关交易对象可以分为以下三部分：①供电电子商品，它的价格主要体现在通过电力交易直接向发电企业提供购电费用的方式；②电力产品进一步转化为电力服务，包括管理服务和交付服务等。它的价格主要体现在通过电力交易为相应的输电服务商支付所需的输电服务费用，进而维持输电网络的正常运行；③电力交易服务，它的价格主要体现在支付给相关交易所的交易费用。对于电力电量商品以及输电服务、交易对象这三部分来说，它们一起构成了电力商品。 2期货交易以特定价格进行买卖电力资源，在将来的某个时间进行交易，就是所谓的电力期货。由于电力商品本身具有交易价格波动频繁，传输便利，交易规模大的特性。并且可以根据用户的要求，进行不同的电压传输。这就导致多元化的电力产品能够被电力商品提供，一旦电力商品具备例如期货交易所需条件，就可以完全实现电力产品期货交易。不过电力产品有其独特性，一是电力产品不能存储；二是电力产品的产生与消费是同时进行的。这两个不同之处是其他期货所不具备的。基本不参与市场竞争是我国电力消费方的现状，因此，让交易双方的平等性失真。我国的电力行业依然很大程度是国家管控，市场化只是在发展阶段。个体私营的电力供应企业还很少，要保证电力市场竞争的有效性，必须要拥有足够的电力供应商参与电力市场。 3交易规模用多少电量来进行现货交易，换句话说就是现货市场的规模如何确定，是电力现货市场设计者必然会想到的一个问题。现货市场是市场成员进行电量交易的一个重要平台，其交易规模主要受市场成员先期签订的双边合约（包括自供应合约）的交易量的影响。从国外主要电力市场的运行实践看，各国现货市场的交易规模相差悬殊，北欧电力市场现货交易规模超过电力市场总交易的80%（北欧），而美国PJM 及英国电力市场现货交易规模则在30%以下。北欧电力市场对中国开展区域间现货交易的参考价值较大，但对省内现货交易的参考价值并不大。初期现货市场的规模还是需要按照国内电力市场建设的路径来，采用逐步放开的方式，比如先放开110kV的用户参与现货交易，这样初期的规模可能较小。但随着用户电压等级的逐步放开，电力现货交易的占比会逐步提升。由于中长期交易具有降低风险的作用，当现货交易达到一定规模后也逐步稳定于一个较小的区间。需要注意的是，纵观成熟电力市场的经验，现货交易规模的大小，需要由市场自己去形成，强行划分一个规模大小会降低市场资源配置效果。同时市场组织者可以在市场正式运营前开展仿真实验，对市场合理规模有一个初步预估，防止规模过小使得现货市场的资源优化配置作用打折扣，也要防止规模过大增加市场的风险。 4价格机制电力现货市场交易周期较短，网络约束对交易结果也有一定影响，因此价格机制相对复杂，一是要反映电价在不同时段随需求波动的特点，实现市场发现价格的目标；二是要反映在网络条件影响下电价随空间变化的情况，依靠价格引导减轻网络阻塞；三是要维护市场稳定，防止市场主体的投机行为。电力现货市场价格机制主要有统一边际电价、节点边际电价、分区边际电价3种。现货交易中，市场主体对不同时段进行报价，不同时段的出清价格即可反映电价随时间和需求的变化。由于这3种价格机制都是采取边际电价成交而非报价成交的方式，发电企业会趋于按照各自边际成本报价以保证交易成功，因此都可以在一定程度上防止发电企业哄抬电价的投机行为。这3种价格机制的适用范围有所不同，各有其优缺点。统一边际电价机制主要用于没有网络阻塞的系统，系统内所有成交交易都按照出清点对应的价格成交，电价不随空间变化。这种方法虽然操作简单，但是当系统内出现阻塞时，阻塞地区的高价机组可能会被调用，造成统一边际电价上升，抬高系统总购电成本。节点边际电价主要用于网络阻塞比较严重的系统。节点边际电价可以反映不同位置电力供需形势和网络阻塞情况，为电厂、电网的规划布局提供参考，局部阻塞也不会拉高全系统的购电成本。但是节点边际电价算法较为复杂，必须根据实际网络模型精确计算。分区边际电价主要适用于网络阻塞发生比较确定的系统。按照网络阻塞将系统分为若干分区，采用分区边际电价对各分区进行结算，可以在一定程度上反映电价随空间变化的情况，某一分区的边际电价不会影响其他分区的购电成本，其操作难度介于前两者之间。在现货市场的建设过程中应因地制宜选择价格机制。存在网络阻塞的地区应根据具体的阻塞情况，尽早建立分区边际电价或节点边际电价机制，在SUCU、SCED程序中集成节点边际电价计算功能。对于目前不存在阻塞的地区，可以采取从简到繁的方法，先采用统一出清电价机制，后期有需要时再过渡到分区边际电价和节点边际电价，也可以采用一步到位的方式，先建立节点边际电价机制，然后根据网络特性将其简化为分区边际电价或节点边际电价。由于节点边际电价机制与现行电价机制差异非常大，其复杂的算法也需要有成熟的技术支持系统支撑，因此具体实施时应该采用试点先行的方式。结语

电力市场跟输电安全

2004高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 （请先阅读“对论文格式的统一要求”） B题电力市场的输电阻塞管理 我国电力系统的市场化改革正在积极、稳步地进行。2003年3月国家电力监管委员会成立，2003年6月该委员会发文列出了组建东北区域电力市场和进行华东区域电力市场试点的时间表，标志着电力市场化改革已经进入实质性阶段。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，这给有关产业和研究部门带来了可预期的机遇和挑战。 电力从生产到使用的四大环节——发电、输电、配电和用电是瞬间完成的。我国电力市场初期是发电侧电力市场，采取交易与调度一体化的模式。电网公司在组织交易、调度和配送时，必须遵循电网“安全第一”的原则，同时要制订一个电力市场交易规则，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。 设某电网有若干台发电机组和若干条主要线路，每条线路上的有功潮流（输电功率和方向）取决于电网结构和各发电机组的出力。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： 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，每个段容量报一个价（称为段价），段价按段序数单调不减。在最低技术出力以下的报价一般为负值，表示愿意付费维持发电以避免停机带来更大的损失。 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（见下面注释），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（初始交易结果）。最后一个被选入的段价（最高段价）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。 注释： （a）每个时段的负荷预报和机组出力分配计划的参照时刻均为该时段结束时刻。 （b）机组当前出力是对机组在当前时段结束时刻实际出力的预测值。 （c）假设每台机组单位时间内能增加或减少的出力相同，该出力值称为该机组的爬坡速率。由于机组爬坡速率的约束，可能导致选取它的某个段容量的部分。 （d）为了使得各机组计划出力之和等于预报的负荷需求，清算价对应的段容量可能只选取部分。 市场交易-调度中心在当前时段内要完成的具体操作过程如下： 1、监控当前时段各机组出力分配方案的执行，调度AGC辅助服务，在此基础上给出各机组的当 前出力值。 2、作出下一个时段的负荷需求预报。 3、根据电力市场交易规则得到下一个时段各机组出力分配预案。 4、计算当执行各机组出力分配预案时电网各主要线路上的有功潮流，判断是否会出现输电阻塞。 如果不出现，接受各机组出力分配预案；否则，按照如下原则实施阻塞管理：

电力市场的输电阻塞管理模型

１问题的分析 电力市场交易规则：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，每个段容量报一个价（称为段价），段价按段序数单调不减。在最低技术出力以下的报价一般为负值；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（最高段价）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。 输电阻塞管理原则：调整各机组出力分配方案使得输电阻塞消除；如果做不到，还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；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；当改变根据电力市场交易规则得到的各机组出力分配预案时，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。 ２问题的假设 （１）所给的数据基本无误差；（２）在电力网络结构确定及投入运行各机组的出力已定的条件下，电力系统的潮流是最优的；（３）每个时段的负荷预报和机组出力分配计划的参照时刻均为该时段结束时刻；（４）机组当前出力是对机组在当前时段结束时刻实际出力的预测值；（５）假设每台机组单位时间内能增加或减少的出力相同，该出力值称为该机组的爬坡速率；（６）由于机组爬坡速率的约束，可能导致选取它的某个段容量的部分。为了使得各机组计划出力之和等于预报的负荷需求，清算价对应的段容量可能只选取部分；（７）各线路上的有功潮流与各个机组的出力是线性关系，在模型准备中我们会作简要的说明；（８）各个机组按同一个报价清算；（９）各线路上的有功潮流与各个机组的出力是线性关系。 ３符号说明 ：各机组出力方案矩阵；：对应于的各线路的有功潮流值矩阵；Ｃ：排序选出的段容量向量；Ｄ：排序选出的段价向量；Ｆ：排序选出的段容量的位置向量；ｔ：一个时段的时间（１５分钟）；：第个机组的出力；：第个线路的有功潮流；：第ｉ个机组在一个时段的爬坡速率；：时段清算价；：序外容量中报价与清算价的差值；第个线路的潮流极限；：第个线路的安全裕度；：第ｒ个线路上的有功潮流的限值。 ４模型建立与求解 ４．１问题一的模型 对于问题１，利用统计软件ＳＰＳＳ进行多元线性回归分析，可以得到各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式， 其中系数矩阵为：４．２问题二的模型与解答 （１）模型Ⅰ 记 将按施密特正交化过程规范正交化得正交矩阵，Ｂ，记，根据施密特正交化过程可知，存在下三角阵Ｐ，满足 设 可得无阻塞的情况下的模型Ⅰ： （２）模型Ⅱ 在模型Ⅰ的基础上，建立在“调整各机组出力分配方案无法使得输电阻塞消除”情况下的模型Ⅱ： （下转第９９页） 电力市场的输电阻塞管理模型 □戴胜坤 （湖北黄冈职业技术学院机电工程系湖北?黄冈４３８００２） 摘要：本文利用多元线性回归方法、正交变换和优化理论，针对电力市场的输电阻塞问题建立了数学模型，并进行了数值实验。 关键词：电力系统正交变换阻塞费用安全度 中图分类号：ＴＭ文献标识码：Ａ文章编号：１００７－３９７３（２００７）１０－００３－１

电力市场的输电阻塞管理

电力市场输电阻塞管理问题 一、摘 要 本题为解决实际生活中电力市场交易与调度一体化管理的问题。问题核心是预测下一个时间段各机组的出力分配预案并能够及时解决输电阻塞管理问题。 问题一：分析题意，建立多元线性回归模型，得各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式。具体表达式见模型的建立与求解。 问题二：在了解阻塞费用构成的基础上，建立阻塞费用与出力改变量以及清算价与调整后报价之差之间的关系，得表达式8 1 i i i Z p F A == D -? 问题三和问题五:遵循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的原则，我们给出了求解分配预案的模型。运用此模型解得负荷需求是982.4MW 的分配预案为：（150，79，180，99.5，125，140，95，113.9），清算价为303元；负荷需求是1052.8mw 的分配预案为：（150，81，218.2，99.5，135，150，102.1，117），清算价为356元。 问题四:分别求出问题三、五中的预案对应在各线路上的潮流值，经比较，两种情况下线路1，5，6均出现输电阻塞。在考虑线路安全的条件下对预案进行调整，调整后负荷需求是982.4MW 的分配预案为（150.16，88，228，80，152，97.26，70.00,117），阻塞费用为2905.6元；负荷需求是1052.8mw 的分配预案为（153，88，228，99.5，152，153.75，61.55，117），阻塞费用为1881元。 二、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。电网公司在组织交易、调度和配送时，必须遵循电网“安全第一”的原则，同时要制订一个电力市场交易规则，按照购电费用最小的经济目标来运作。 设某电网有若干台发电机组和若干条主要线路，每条线路上的有功潮流（输电功率和方向）取决于电网结构和各发电机组的出力。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： 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，每个段容量报一个价（称为段价），段价按段序数单调不减。在最低技术出力以下的报价一般为负值，表示愿意付费维持发电以避免停机带来更大的损失。 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（见下面注释），直到它们之和等于预报的负荷，这时每个机组被选入的段

国外电力市场简介

国外电力市场介绍 一、国外电力体制改革的推进 电力市场化改革是世界各国电力工业发展的大趋势。实行电力市场化最早的国家是智利，起步于20世纪70年代末，随后英国、北欧、美国、澳大利亚、新西兰、阿根廷、日本等相继进行了市场化改革，其中比较典型的是英国、北欧、美国和澳大利亚的改革过程。 （一）英国的电力体制改革 1、英国电力工业概况 英国包括英格兰、威尔士、苏格兰和北爱尔兰，国土总面积24.4万平方公里，人口为5878.9万（2001年数据）。至2003年底英国发电装机总容量为7852.4万kW，其中火电为6079.7万kW，核电1209.8万kW，水电146.8万kW。2003年发电量为3958.86亿kWh。英国输电系统按地理位置分布可划分为3大系统：英格兰和威尔士系统、苏格兰系统和北爱尔兰系统。1990年以前，英国电力工业由地方政府在各自的管辖区域统一管理经营，对发电、送电、配电和售电实施纵向一体化垄断式管理模式。在英格兰和威尔士，原中央发电局拆分为3个发电公司和1个输电公司，3个发电公司分别是国家电力公司（National Power）、电能公司（Powergen）和核电公司（Nuclear Electric），输电公司为国

家电网公司（National Grid Company），国家电力公司和电能公司于1992年实行私有化，成为股份公司。 2、英国电力体制改革过程 自1950年以来，英国电力工业的发展可以划分为两大阶段：第一阶段是1990年以前，即实行私有化以前，第二个阶段是1990年后。其中，第二阶段又可以分为三个时期：第一个时期是以电力库（POOL，即电力联营的集中交易）运行模式为特征，称为电力库时期；第二时期是以实施新电力交易协议（the New Electricity Trading Arrangement,以下简称“NETA”）为标志，以发电商与用户可签订双边合同为特征，称为NETA时期；第三个时期是以实施英国电力贸易和传输协议（BETTA）为标志，以全英国的电力系统归一家公司统一经营为特征，称为BETTA时期。 1990年电力工业私有化之前，英格兰和威尔士（E&W）的电力系统采用垂直一体化的运行模式。随着电力私有化的进行，英格兰和威尔士的POOL电力市场应运而生。按照POOL的设计思想，所有的电力交易应该在POOL中进行。从1998年起，英国政府引入了电力零售市场，允许用户自由选择电力供应商，从而在售电侧引入了竞争。POOL是一个日前市场，它的核心是一个被称为《联营和结算协议》（PSA）的法律文件。该文件由发电商和供电商共同签署，它为电力批发市场提供了市场交易规则，并且规定了发电机组所必需遵守的竞价规则。此外，该协议还规定了POOL中

电力市场概论试题及答案

《电力市场概论》试题及答案 一、填空题(每空1分，共32分) 1.电力市场的基本特征是：________、________、________、 ________。 2.我国电力市场改革的首要目标是：________、________、 ________、________。 3.电力工业生产是由许多环节构成，它们被习惯称为________、 ________、________、________环节。 4.电力市场的目标模式包括：________、________、________、 ________。 5.完整的电力市场一般划分为哪几个市场：________、________、 ________、________、________。 6.电力市场的基本要素包括：________、________、________、 ________、________、________。 7.我国《电力法》中所说的电价，是指由、、等类型的电价。 8.电力期货交易的主要功能包括：________、________。 二、选择题(每题2分，共20分) 1.下列哪些不属于发达国家的电力市场改革的首要目标（） A.吸引电力投资 B.建设充足的发电容量 C.提高电力工业效率 D.为客户提供更多选择 2.下列哪些属于造成加州电力市场危机的原因（）。

A.电力市场容量建设不足 B.水电受到气候的影响 C.电力市场电价的结构性不合理 D.发电商的投机行为 3.下列哪些不属于早期英国电力市场所取得的成功（） A.增强了电网的输电能力 B.工业用户和家庭用户的电价下降 C.少数发电公司不能操纵市场 D.鼓励发电厂进入市场 4.下列哪些不属于采用限量竞争模式的我国首批试点省市（） A.浙江 B.山东 C.上海 D.吉林 5.下列哪些属于电力市场强壁垒性的表现（） A.发、输、配、售同时性 B.资金、技术密集性 C.结构区域性 D.不可储存性 6.下列哪些属于电力商品可以进行期货交易的主要特征（） A.交易价格波动频繁 B.传输、转运便利 C.交易规模大 D.交易者数量多 7.电力期货市场的风险主要表现在（） A.交易者的投机行为 B.市场信息不对称 C.市场不完全引发市场失灵 D.市场门槛过高 8.下列哪些属于全国性联网取得的效益（） A.大规模开发利用西部的水电和煤炭资源 B.各区域电网形成互补效益 C.东西部时差效益 D.南北部温差效益 9.各国电价核定遵循的基本原则包括（） A.成本补偿 B.合理报酬 C.公平负担 D.价格优先 10.辅助服务包括（） A.自动发电控制 B.旋转备用 C.黑启动 D.无功及电压支持