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1、第!卷第#期$%&!(%#!)*青 岛 理 工 大 学 学 报+%,-./&%0 12.34/%5678.%&%327/&9.2:6-;2)?）摘 要：首先编写 AB5CBD 程序，直接利用各机组的报价方案表和爬坡速率以及段容量得出出力分配初始方案；然后，建立了简明的阻塞费用计算公式；最后，建立了双目标非线性规划进行阻塞管理，并编写了相应的 AB5CBD 计算程序对问题进行求解关键词：电力市场，有功潮流，多元线性回归，非线性规划，输电阻塞管理中图分类号：5E#F 文献标志码：B 文章编号：#*?G)!（!)*）)#)H#)F&问题重述设某电网有若干台发电机组和若干条主要线路，每条线路上的有功潮
2、流（输电功率和方向）取决于电网结构和各发电机组的出力 电网每条线路上的有功潮流的绝对值有一安全限值，限值还具有一定的相对安全裕度（即在应急情况下潮流绝对值可以超过限值的百分比的上限）如果各机组出力分配方案使某条线路上的有功潮流的绝对值超出限值，称为输电阻塞 当发生输电阻塞时，需要研究如何制订既安全又经济的调度计划&电力市场交易规则（#）以#FI2.为一个时段组织交易，每台机组在当前时段开始时刻前给出下一个时段的报价 各机组将可用出力由低到高分成至多#)段报价，每个段的长度称为段容量，每个段容量报一个价（称为段价），段价按段序数单调不减 在最低技术出力以下的报价一般为负值，表示愿意付费维持发电以
3、避免停机带来更大的损失（!）在当前时段内，市场交易J调度中心根据下一个时段的负荷预报，每台机组的报价、当前出力和出力改变速率，按段价从低到高选取各机组的段容量或其部分，直到它们之和等于预报的负荷，这时每个机组被选入的段容量或其部分之和形成该时段该机组的出力分配预案（初始交易结果）最后一个被选入的段价（最高段价）称为该时段的清算价，该时段全部机组的所有出力均按清算价结算（?）输电阻塞管理原则：!调整各机组出力分配方案使得输电阻塞消除 如果!做不到，还可以使用线路的安全裕度输电，以避免拉闸限电（强制减少负荷需求），要使每条线路上潮流的绝对值超过限值的百分比尽量小#如果无论怎样分配机组出力都无法使每
4、条线路上的潮流绝对值超过限值的百分比小于相对安全裕度，则必须在用电侧拉闸限电$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（称序内容量）不能出力；而一些在竞价中未取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 网方应该为因输电阻塞而不能执行初始交易结果，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&(要解决的问题（#）某电网有 台发电机组，条主要线路，表#和表!中的方案)给出了各机组的当前出力和各线收稿日期：!)G#
5、万方数据青 岛 理 工 大 学 学 报第!卷表!各机组的出力分配预案机组号#!$%&(负荷)!*%+,#&-()#-)*&#!&#%-)&#$*)负荷#-&!*+,#&-#!#*!)*&#$&#&-#-!*#(表#有功潮流值线路名#!$%&负荷)!*%+,潮流#($*%#!#%#*-!$-.#&-*)!&$#!-*)!(%#$*!&#*&!&(负荷#-&!*+,潮流#(*$(&#%#*#)&#.#&*#-$#!)*()#$%*$%$#(*-()限值#&#&-#-#&#$!#!路上对应的有功潮流值，方案#/$!给出了围绕方案-的一些实验数据，试用这些数据确定各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近
6、似表达式*（!）设计一种简明、合理的阻塞费用计算规则，除考虑上述电力市场规则外，还需注意在输电阻塞发生时，公平地对待序内容量不能出力的部分和报价高于清算价的序外容量出力的部分*（$）假设下一个时段预报的负荷需求是)!0%+,，表$、表%和表&分别给出了各机组的段容量、段价和爬坡速率的数据，试按照电力市场规则给出下一个时段各机组的出力分配预案*表$潮流限值范围内的机组出力调整方案机组号#!$%&(负荷)!*%+,#&-!-*%#&!)(-*#(表%潮流限值范围内线路的潮流值线路名#!$%&负荷)!*%+,潮流#&#%)*%(!.#&%*)()#!*!()#$#*)(#&)*&!$表&各线路的安全
7、裕度线路名#!$%&负荷#-&!*+,安全裕度-*-&$!-!(&#(.-*-$%!)$)!&$.-*-!)#-)%&-(%.-*-#%$&%-*-#(-&!$()%)&-*-#-!)!)#)(（%）按照表 给出的潮流限值，检查得到的出力分配预案是否会引起输电阻塞，并在发生输电阻塞时，根据安全且经济的原则，调整各机组出力分配方案，并给出与该方案相应的阻塞费用*表 使用安全裕度后潮流限值范围内的机组出力调整方案机组号#!$%&(负荷#-&!*+,#%)*(!)$*#&-*&#$(*!#(（&）假设下一个时段预报的负荷需求是#-&!0+,，重复（$）/（%）的工作*#模型建立与计算#*!模型一：有
8、功潮流关于各机组出力的近似表达式模型&假设!与各机组的出力#，!，有如下近似线性关系：!1!-2!#2!2 2!，其中!-，!)万方数据第!期 胡京爽，等：电力市场的输电阻塞管理模型与#$%&$编程计算!，!(，!)是各线路有功潮流关于各机组出力的线性关系系数!下面根据所给数据求上面线性模型的未知参数!假设第 条线路上的有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式为：#*!+（）,!（）$!,!(（）$(,!)（）$)（*!，(，-，.，/，0）其中：#表示第 条线路上的潮流值；$%（%*!，(，)）表示各机组的出力值；由#$%&$程序得到了上述参数值1计算程序!2345%6748%$，9(，:*;
9、+.!=*1 1 1 ；6?8（）；%*；A*；27B C*!：4D，%!，%(，%-，%.*B8EB8（：，C），748（%*%；%.；A*A，D；84F8%$*A；9(*%（：，!）；:*%（：，-）；计算结果如下：#（!）*!+!(G0/,+!+)()$!,+!+.)-$(,+!+/-$-,+!GG$.H+!+(/.$/,+!(+$0,+!(!0$IH+!+!($)，#（(）*!-!(G)H+!+/.0$!,+!(IG$(,+!+-$.,+!+)0)$/H+!(.$0H+!+!)G$I,+!+G)I$)，#（-）*H!+)!)I-(H+!+0G/$!,+!+0!0$(H+!/00$-H+
10、!+GG$.,+!(./$/,+!+(!$0H+!+(/$IH+!(+!.$)，#（.）*II!.)!H+!+-./$!H+!+(.$(,+!(+/($-H+!+(+)$.H+!+!)$/,+!+0+$0,+!.G$I,+!+I0/$)，#（/）*!-(!GI./,+!+/$!,+!(.-$(H+!+0.0$-H+!+.!$.H+!+0/($/,+!+I+-$0H+!+.-$IH+!+)G$)，#（0）*!(+!00-,+!(-I)$!H+!+0+($(H+!+IIG$-,+!+G-+$.,+!+.0G$/,+!+!$0,+!0/G$I,+!+I$)!1#模型二：出力分配预案模型根据电力交易规
11、则给出如下既安全又经济的分配预案计算方法-，.，0，按照购电费用最小的经济目标，通过直接编写#$%&$!J(程序得到分配方案1计算程序 2345%674A，:B658*;+.(（#）=*1 1 1 K 各机组段价；H/+/+!(.；*1 1 K 各机组段容量 I+1 1 1 ；L*；646%*!(+，I-，!)+，)+，!(/，!(/，)!1!，G+；$M*(1(，!，-1(，!1-，!1)，(，!1.，!1)；M&*646%H!/*$M；M3*646%,!/*$M；$NM$&*（)，!）；4*264F（*+）；=（4）*6?=*6?8（=）；27B CR*!：6?=（!）27B C&*!：6
12、?=（(）62 3（CR，!：C&）S*M&（CR）645*（CR，C&）；A（CR）*A（CR）,645；=（CR，C&）*862 3338 62（3338 62 3（CR，!：C&H!）U M3（CR）=（CR，C&）*3*3（6?=，64F3）；:B658*=（CR，C&）；645*（CR，C&）；62 645 U#645*#；84F A（CR）*A（CR）,645；#*#H 645；=（CR，C&）*$NM$&；84F计算程序$8%$*;+.!；#*G)(1.；K或#*!+/(1)；A*;+.(（#）；M$&*!，A *8%$可以得出当下一个时段预报的负荷需求为 G)(W.#X 和!+
13、/(W)#X 时，各机组的出力分配预案及两种出力方案对应的 0 条线路上的有功潮流值，结果见表!、表(1同时，可得到两种出力分配方案的清算价分别为&+*-+-元和&+*-/0 元1 可见这两种方案均发生输电阻塞现象11$#模型三：阻塞费用计算模型%，&序外阻塞费用()!.#)%)!*%+%+&%,&+，序内阻塞费用-)!.#)%)!（!,*%）+%+&%,&+，总阻塞费用：)(.-，其中：（!）&%是调整后的方案第%个机组的出力$%所在段对应的段价，%)!，(，)，是一个分段函数，当-G 万方数据青 岛 理 工 大 学 学 报第!卷#!#$%&#!&(#!#$%&#时，)&$)&（&）$)&!
14、，%&#，&$#，!，#$#，!，#$表示第&个机组第#段段容量；（!）!&是发生阻塞后第&个机组调整后的方案出力相对于初始方案出力的改变量，&$#，!，；（%）#&$#!&$；（&）*&$#，!&+$，!&!$,模型简化：由于!&与)&)$同正负，因此阻塞费用为-$-./-0$#&#&$#*&!&（)&)$）/#&#&$#（#*&）!&（)&)$）$#&#&$#!&（)&)$）$#&#&$#!&)&!,#模型四：发生阻塞以后的调整模型!,&,#在潮流限值范围内调整分配方案模型()*-$#&#&$#!&)&+,-1&!&!2&；#&$#&$%，%为电网预报负荷；!&$&-，&$#，!，；#&$
15、#!&$；$（!）/#（!）#/（!）!3!，!$#，!，.，3!表示各线路上潮流的限值,求出的解#，!，即是各机组的出力分配方案，最小值-即为阻塞费用,用上述模型可计算出负荷为/!0&12 时，按照输电管理原则!，在潮流限值范围内的机组出力调整方案和各线路的潮流值,计算程序 34*5-)6*764-，864-，39:8;%，；(，*;+)?（=）；=;6*+（(，#），=；A;=BC；)*)-;#!$；%；#$；$；#!D；#!D；#,#；/$；:9;!,!；#；%,!；#,%；#,；!；#,&；#,；98E;)*)-F#D*:9；94E;)*)-G#D*:9；H5;:：+-L$：E J;1
16、 F J#F J!F J%F J&F JD F J.F J；)3（J M;98E（*K）N（J O;94E（*K）H;#；J#；J!；J%；J&；JD；J.；J；J；-+-;=*H；)3-+-O;C H;H（!：*K）；3-+-;L（#，H（#）*（H（#）F H5（#）G L（!，H（!）*（H（!）F H5（!）G L（%，H（%）*（H（%）F H5（%）G L（&，H（&）*（H（&）F H5（&）G L（D，H（D）*（H（D）F H5（D）G L（.，H（.）*（H（.）F H5（.）G L（，H（）*（H（）F H5（）G L（，H（）*（H（）F H5（）；)3 3-+-O 3
17、9:8 39:8;3-+-；764-;H；864-;#，H *A；*K*K*K*K*K*K*K*K*K*K各条线路的有功潮流均未超过限制，表明该方案符合输电阻塞管理!的要求,价格补偿：-;#!/元!,&,!使用安全裕度时的重新调整分配方案模型()*-$#&#&$#!&)&，()*4$(:H#!.5!3!3()!+,-1&!&!2&；#&$#&$%；!&$&-，&$#，!，#&$#!&$；$（!）/#（!）#/（!）!3!（#/6!），6!，!$#，!，.为各线路上潮流限值相对安全裕度,该问题可采用两种方法求解：一是将双目标规划化为单目标规划问题，即在原限制条件下求()*#-/$4&/万方数据第
18、!期 胡京爽，等：电力市场的输电阻塞管理模型与#$%&$编程计算其中：!，!#(，#(，!$%二是在控制&)$*!+()*()的水平基础上，使得+!,#-,!#,-,达到优化，最终得到最优解%基于上述第二种解法的#$&$程序（略），可计算出负荷为!(./0-#1 时，按照输电管理原则!，得到各线路的安全裕度和最大安全裕度，在安全裕度范围内的各机组出力调整方案和线路的潮流值见表.、表+、表 23表!各线路的潮流值线路名!/4,.+负荷!(./3-#1潮流!243225,!,3-.56!.3/5,!/-3-5/(!4,3 4/45!+43+.参 考 文 献!刘则毅3 计算技术与#$%&$#3 北京
19、：科学出版社，/(!3/刘宏友，李莉，彭锋3#7897:+基础及应用#3 重庆：重庆大学出版社，/(/34 何仰赞，温增银3 电力系统分析#3 武汉：华中科技大学出版社，/(43,程理民，吴江，张玉林3 运筹学模型与方法教程#3 北京：清华大学出版社，/(3.姜启源，谢金星，叶俊3 数学模型#3 北京：高等教育出版社，/(43+杨洪明，段献忠，何仰赞3 阻塞费用的计算和分摊方法;，电力自动化设备，/(/（.）：!(!/32 胡京爽3 一类指派问题的数学模型及解法;3 青岛理工大学学报，/(+，/2（,）：!/.;?A 9?I H?OGPB?%Q，M?AN$K/+(44）76.$%+.：#789
20、7:RPKJGNDPG?B SP?%G$N%CG?%?$&KD%RD%BJCG)G?B K%$?GN Q D%?&?T?A%CG UDK%$%?K KLG$JC)$JC?G$N J&?)?A BRGGN$B SG&$B%CG BGJ%?K J$R$J?%Q N?PGJ%&Q3 7N%CG，%CG LKP)D&$KL J$&JD&$%?AJKAGB%?K JKB%?B GB%$&?BCGN3 V?$&Q，?KWGJ%?OG K&?G$P RPKAP$)?A?B BG%DR%K J$PPQ K%CG RKSGP JKAGB%?K)$AG)G%$N%CG JKPPGBRKN?A#7897:J$&JD
21、&$%?K RPKJGNDPG?B JK)R?&GN%K PGBK&OG%C?B RPK&G)38-1 9*$3：G&GJ%P?J?%Q)$PXG%B，GLLGJ%?OG RKSGP L&KS，)D&%?O$P?$%G&?G$P PGAPGBB?K，K&?G$P RPKAP$)?A，RKSGP JKAGB%?K)$AG)G%作者简介：胡京爽（!5+,），男，副教授，应用数学方向.5 万方数据电力市场的输电阻塞管理模型与Matlab编程计算电力市场的输电阻塞管理模型与Matlab编程计算作者：胡京爽，周丽美，隋思涟，HU Jing-shuang，ZHOU Li-mei，SUI Si-lian作者
22、单位：青岛理工大学,理学院,青岛,266033刊名：青岛理工大学学报英文刊名：JOURNAL OF QINGDAO TECHNOLOGICAL UNIVERSITY年，卷(期)：2007，28(1)被引用次数：2次 参考文献(7条)参考文献(7条)1.刘则毅 计算技术与Matlab 20012.刘宏友.李莉.彭锋 MATLAB6基础及应用 20023.何仰赞.温增银 电力系统分析 20034.程理民.吴江.张玉林 运筹学模型与方法教程 20005.姜启源.谢金星.叶俊 数学模型 20036.杨洪明.段献忠.何仰赞 阻塞费用的计算和分摊方法期刊论文-电力自动化设备 2002(05)7.胡京爽 一
23、类指派问题的数学模型及解法期刊论文-青岛理工大学学报 2006(04)相似文献(10条)相似文献(10条)1.学位论文 丁剑 电力市场输电费用分配理论及其应用系统的开发研究 2002 当前，我国电力行业的市场化改革正在促使电力工业体制发生深刻变革，同时也带来了一系列新的急待解决的技术问题。本文着重从两个方面对电力市场环境下的输电服务费用问题进行了深入探讨：输电网损分摊和输电费用分配。本文首先分析了几种常见的网损分摊方法，指出了它们的不足；并在此基础上提出了基于严格数学推导的复功率电源的支路功率分量理论。针对当前输电费用只按有功潮流进行分配，无法计及无功潮流交叉影响的缺陷和基于传统的电路理论无法
24、结合有功无功潮流来定义元件使用份额的问题，本文又在复功率电源的支路功率分量理论基础之上，基于发电机和负荷的复功率在支路上引起的有功损耗分量，给出了发电机和负荷对元件使用份额的新定义。该定义既直接考虑了有功和无功潮流的耦合作用，又消除了已有定义中电力元件首末两端甚至多端使用份额不一致的矛盾。本文还提出了一种将输电费用同时分配给发电机和负荷用户的输电费用分配新方法。该方法彻底消除了发电机和负荷自身之间的输电费用补贴现象，为电力市场的公正运营提供了有力的技术保障。2.期刊论文 董永权.DONG Yong-quan 电网输电分配与阻塞管理的数学模型-数学的实践与认识2009,39(8)研究发电机组供电
25、与电网各线路的有功潮流之问的输电分配和阻塞管理的优化问题.用多元线性回归理论拟合各线路上的有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式,建立关于电力市场输电阻塞管理的二次规划数学模型.分别以预报电荷982.4MW和1052.8MW为例进行实证分析.3.期刊论文 吴杰康.李月华.张宏亮.陈国通.Wu Jiekang.Li Yuehua.Zhang Hongliang.Chen Guotong 负荷转移因子及其在网损计算中的应用-现代电力2008,25(3)针对目前对负荷变化与支路潮流变化关系的研究,提出了一个反映由负荷有功功率变化引起支路有功潮流变化量的系数,即负荷转移因子(LoadShift Fac
26、tor,LSF).根据功率传输分配的特点,从电流传输分配系数(CTDF)的推导入手,通过直流潮流法,将对电流的研究转化为对功率的研究,并得出了LSF值.为提高计算精度,还提出了一种改进的直流潮流算法,改善了LSF的计算结果.另外,在LSF的拓展应用中,根据叠加原理,实现了对支路有功潮流、支路有功功率损耗以及节点最大负荷量的算法推导,并对以上结果进行了实例应用与分析.4.会议论文 杨帮宇.彭建春.龚演平 兼顾不同交易模式的输电网固定成本分摊 2008 探讨了电力市场多种交易模式下输电网固定成本的分摊问题。直接以交易功率为自变量，运用支路策动功率，推导了将线路潮流同时自然地转归给各个交易的精确解析
27、方法，从而 在物理层面上建立了交易量与线路潮流之间的量值关系。结合输电网固定成本及交易对线 路有功潮流的使用份额，进一步提出了将输电网固定成本转归给各个交易的具体策略。该文方法适用于混合交易模式的电力市场。它既满足电网的物理特性，又给出了良好的经济 信号。仿真结果验证了文中方法的有效性。5.期刊论文 陈以平.李永亮.CHEN Yi-ping.LI Yong-liang 电力市场输出电阻塞管理问题的数学模型-湖北民族学院学报（自然科学版）2005,23(1)就全国大学生数学建模竞赛2004B电力市场的输电阻塞管理问题,利用多元线性回归分析,给出了各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式;通
28、过引入阻塞费用补偿价格因子,给出了阻塞费用计算公式;按照安全性、经济性目标,建立了输电阻塞管理问题的规划数学模型;对利用MATLAB优化工具箱求解的结果进行了分析与检验,验证了所建模型及所提算清的正确性和有效性.6.期刊论文 邓秋华.蓝梅城.朱楷.钟一兵.黄民海.DENG Qiuhua.LAN Meicheng.ZHU Kai.ZHONG Yibing.HUANGMinhai 电力市场的输电阻塞管理模型-肇庆学院学报2006,27(5)以由8个机组出力、6条线路组成的电网输电系统为例,讨论了输电阻塞管理的有关问题.用线性关系表示各线路的有功潮流关于各机组出力的关系;考虑到序内容量不能出力的部分
29、以及序外容量出力的部分,给出了阻塞费用的计算规则;此外,给出了下一时段各机组出力分配预案的计算规则;对出现输电阻塞的线路,采用有约束的优化模型予以调整.7.期刊论文 黄泽荣.龚演平.HUANG Ze-rong.GONG Yan-ping 基于线路潮流转归分量的阻塞成本分摊-能源技术经济2010,22(11)基于线路潮流转归分量理论从物理层面上明确了系统各交易(联营、双边交易)与线路潮流之间的量值关系,结合交易量对阻塞线路有功潮流的贡献程度,提出了一种阻塞成本分摊的新方法.此方法既满足电网的物理特性,同时也适应多种交易模式共存的电力市场,且能提供有效的经济激励信号,仿真结果验证了方法的有效性.8
30、.期刊论文 李昊.褚宝增.赵雅跃.LI Hao.CHU Baozeng.ZHAO Yayue 电力市场的输电阻塞问题研究-科技导报2008,26(12)在开放的电力市场中,输电网络起着十分重要的作用.电力市场的输电阻塞管理是一个有约束的规划问题.本文运用多元线性回归分析得出各线路上有功潮流关于机组出力的函数表达式;给出一种简明、合理的阻塞费用计算规则;应用规划模型.得到优化的分配方案及清算价格.9.期刊论文 邹符波.刁强.艾琳.ZOU Fu-bo.DIAO Qiang.AI Lin 大用户直购电中网损分摊问题的研究-机电工程2008,25(5)研究了电力市场中大用户直购电的特点,并针对电力市场
31、中直购电大用户在网损计算时遇到的分摊问题,提出了一种顺流分摊方法.该方法基于电网潮流分布的比例共享基本原则,设定负荷应承担的网损系数,并通过顺流跟踪有功潮流将电网网损分摊到各个直购电的大用户.基于该方法开发了相应的大用户直购电网损分摊计算软件包.最后,通过一个测试系统算例验证了所提出算法的可行性和有效性.10.学位论文 苏健 考虑P-Q耦合的输电阻塞费用分摊 2007 电力工业的市场化改革，给整个电力行业创造了新的发展机遇，但同时也给电力行业提出了许多新的挑战和问题，其中，输电阻塞就是一个非常关键的问题。输电资源的有限性给电力市场的自由竞争造成了输电瓶颈，在一定程度上限制了市场的自由竞争力度。
32、要想真正体现市场的竞争本质，达到提高整个行业效率、优化资源配置的目的，就必须对输电阻塞进行有效的管理，其中阻塞费用的合理分摊是一项重要的工作。本文对近年来提出的阻塞管理方法进行了综合分析。目前常用的阻塞定价方法是节点电价法和费用分摊法。节点电价法往往会导致销售盈余；而费用分摊法往往无法提供明确的经济信号，且计算比较繁琐。作为典型费用分摊法的潮流追踪法虽然能确保收支平衡，但它只考虑了有功潮流。由于电力系统的非线性，用这些方法分摊阻塞费用达到绝对公平是不可能的。在这样的基础上，本文提出了已有方法在考虑P-Q 耦合和使用度的定量化方面的不足；基于复功率电源的支路分量理论，运用用户对电力元件的有功损耗分量给出了一种用户对电力元件使用份额的新定义；基于电力元件使用份额新定义，提出了一种电力联营体模式和双边交易模式下的输电阻塞费用分摊方法。这种方法先将阻塞费用分给相应的线路，然后利用使用份额分摊到各市场参与者。该方法不产生销售盈余，通过网损来综合考虑有功和无功的交叉作用对阻塞成本分摊的影响。理论分析和两个输电系统的仿真计算结果表明，用本文方法分摊阻塞费用公平、合理，分配结果能提供明确的经济激励信号，更符合电网的实际运行情况。引证文献(1条)引证文献(1条)1.李昊.褚宝增.赵雅跃 电力市场的输电阻塞问题研究期刊论文-科技导报 2008(12)本文链接：http:/