电力市场的输电阻塞管理 (1)

• 101•本文提出新的阻塞费用计算方法来解决目前电力市场出现的输电阻塞现象，利用实验数据建立各路线上有功潮流的多元线性回归模型，各机组出力分配模型和出力方案调整模型。

各模型均具有较强的通用性，能针对不同的实验数据、预测负荷需求，给出各机组出力分配预案的算法和出现输电阻塞后重新调整预案的模型。

当下，电力市场化将进入新一轮的发展，用电紧张缓解的市场形势也使有关产业及研究部门面临着新的挑战。

电力从生产到使用需要经过发电、输电、配电和用电共计四个步骤，并且这四个步骤是瞬间完成的。

电网公司在规划设计、施工安装时，必须遵守“安全第一”的原则。

考虑到线路走廊、电源点的分布、经济条件和社会基础的约束，电网要制订合理的规划，即实现购电费用最小的经济目标。

通常来说，输电阻塞是指制定的各机组出力分配方案使某条线路上有功潮流的绝对值超出其限值。

当出现这种现象时，电网亟需研究出既安全又经济的出力方案调整模型。

1 电网阻塞费用计算当出现输电阻塞，需要改变原有的各机组出力分配预案，一部分通过竞价获得发电权的发电容量（称序内容量）不能出力；而另一部分在竞价中未获得发电权的发电容量（称序外容量）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，由此产生的费用称为阻塞费用。

网方应在电网安全运行的前提下同时尽可能减少阻塞费用。

阻塞费用包括两部分：(1)对不能出力或者少出力的序内容量的补偿；(2)对在低于对应报价的清算价上出力的序外容量的补偿，分别称之为欠发电补偿和过发电补偿。

1.1 序内容量不能出力的补偿设机组属于欠发电补偿情况，则其未出力的序内容量为 x i －x i ' ( x i ' ≤ x i )。

相对于方案调整前，机组少赚的钱为(x i －x i ' )×c 。

那么这些序内容量不能出力或者少出力导致发电商应得的利益损失的，为了公平合理，按照原价补偿，即欠发电补偿为：(1)其中x i 为第i 台发电机组的出力，x i '为第i 台发电机组在方案调整后的出力，c 为预案清算价。

浅析市场环境下的阻塞管理曾宗跃，张鑫（成都电业局龙泉驿供电局）引言电能无法在输电网络里自由传送，除了遵循Kirchoff定律之外，还需满足各种复杂的物理约束以确保网络的安全稳定。

一旦约束得不到满足，系统的安全稳定性被破坏，电能就无法从发电厂输送到负荷中心，从而引发阻塞现象。

阻塞可以在制定发电计划时通过各种安全稳定评估计算让系统保留一定的裕度来避免，也可以通过新建输电通道来避免。

阻塞发生时，可以通过调度人员向各个发电厂发出调度指令调整机组出力来消除。

传统的垄断监管体制下，电力系统的发输配供电各环节垂直管理，这些行为属企业内部行为，虽然也考虑了经济性，但由于缺乏外部竞争无法做到资源的最优配置。

打破行业垄断，引入竞争机制，建立电力市场，早已成为世界各个国家电力行业发展的总趋势，也已经在一些国家实行。

市场环境下，电力系统的各个环节分属于不同企业，即使同一环节也存在不同的企业，各个企业之间的关系是纯粹的经济利益关系。

传统垂直垄断体制下企业内部行政命令方式消除阻塞的方法已不再奏效，必须在市场经济的框架内对市场参与的各个成员进行协调。

另一方面市场经济要求商品自由流通。

然而电能不同于普通的商品，传送受到约束。

阻塞的存在使得电力系统中任意节点的发电机无法自由地向任意节点的负荷供电，限制了电能流通的自由度，影响了电力市场开发的充分性。

因此，阻塞管理成为电力行业实现市场经济最为关键的环节之一。

电力市场环境下，阻塞是指输电网络由于自身容量的限制，无法完成交易计划的状态。

阻塞不但不利于系统的高效运行，还可能引入额外的市场力，使得电力市场比一般的商品市场脆弱得多。

阻塞管理的任务就是制定一系列有效的规则来控制发电和负荷，使得系统的短期运行具有一定的安全稳定裕度，同时为系统的长期投资规划提供有效的激励信号。

阻塞管理是电力市场研究领域的热点和难点之一，国内外已经发表了大量的文献。

作为综述，文献[1]系统介绍了通过调整网络结构及其参数进行阻塞管理和在各种交易模式下调整输电计划进行输电阻塞管理的模型与算法，并对输电管理中费用分摊、动态安全和弹性负荷等问题进行了简要讨论；文献[2]分类阐述了阻塞管理的关键问题：不同交易模式下的阻塞调度、跨区阻塞管理、动态阻塞管理问题以及阻塞定价和阻塞成本分摊，阻塞管理的其他相关问题，如阻塞管理对电力系统长期规划的影响、负荷弹性对阻塞管理的影响以及对于利用FACTS装置进行网络参数优化和控制而引起的阻塞管理等没有涉及；文献全面概括了发电机再调度、区域阻塞、基于灵敏度系数阻塞调度、FACTS优化、阻塞定价、需求侧阻塞管理、输电权等阻塞管理方法；文献将各种阻塞管理方法划分为四类进行阐述：基于灵敏度的阻塞管理、基于拍卖的阻塞管理、基于节点电价的阻塞管理以及基于再调度和支付意愿的阻塞管理，同时还介绍了阻塞成本的分摊方法和阻塞管理相关的其他问题如机组组合、备用容量安排、市场力等；文献从阻塞管理的诸要素出发，分析不同类型与不同时间尺度的阻塞问题，评述在阻塞定价和分摊等方面的研究现状及发展动向。

电力市场的输电阻塞管理摘要电网公司在组织交易、调度和配送时，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。

我们采用多元线性回归的方法建立线路潮流值与各机组出力之间的近似方程，单目标规划确定机组分配预案，公平对待序内外容量建立阻塞费用计算规则，双目标规划确定机组调整分配方案，进行电力市场的输电阻塞管理。

问题一：首先，我们建立多元线性回归方程，采用SPSS软件求出线路上的潮流值与各个机组处理预案之间的近似方程，再根据求解出的复相关系数得出自变量与因变量之间的线性关系明显，用F检验与均方差检验判断近似方程回归较为精确，进一步提高了模型的严谨性。

问题二：为设计合理的阻塞费用计算规则，我们考虑了两种方法，方法一是直接将调整后的机组总出力与对应清算价之积与调整前的总费用相减差值作为阻塞费用，但根据题目要求需公平地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，这两部分我们用清算价与对应报价之差来结算。

问题三：我们首先根据电力市场交易规则费用最小的交易要旨确定目标函数，根据清算价、系统负荷、爬坡速率的限制条件确定约束条件，建立单目标规划模型。

然后用MATLAB求解对应的系数分配矩阵与段容分配矩阵，得出分配预案如下：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。

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。

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。