《电力市场中激励性电力竞价机制的研究.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力市场中激励性电力竞价机制的研究.pdf（56页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、国内图书分类号：T M 7 3国际图书分类号：6 1 2 3硕士学位论文学校代码：1 0 0 7 9密级：公开电力市场中激励性电力竞价机制的研究硕士研究E 三寸申请学学专所在学答辩日授予学位单生：徐东伟师：董雷副教授位：工学硕士科：电气工程业：电力系统及其自动化院：电气与电子工程学院期：2 0 1 2 年3 月位：华北电力大学掌羔：1 一!女、|，连1C l a s s i f i e dI n d e x：T M 7 3U D C：6 2 1 3T h e s i sf o r t h eM a s t e rD e g r e e1 U IIl ll UIll lUl lU IY 2 13
2、 9 6 0 6T h eR e s e a r c hO nI n c e n t i v eB i d d i n gM e c h a n i s mD e s i g nO fT h eE l e c t r i c i t yM a r k e tC a n d i d a t e：S u p e r v i s o r：S c h o o l：D a t eo f D e f e n c e：D e g r e e-C o n f e r r i n g I n s t i t u t i o n：X uD o n g-w e iA s s o c i a t eP r o f D
3、 o n gL e iS c h o o lo fE l e c t r i c a la n dE l e c t r o n i cE n g i n e e r i n gM a r c h，2 0 1 2N o r t h C h i n aE l e c t r i cP o w e rU n i v e r s i t y j 4 8一：矿华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文电力市场中激励性电力竞价机制的研究，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人己发表或撰写过的
4、研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：狰参弗J日期：矶Jp 年今月沙日华北电力大学硕士学位论文使用授权书电力市场中激励性电力竞价机制的研究系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版本，同意学校将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅，学校可以为存在馆际合作关系的兄弟高校
5、用户提供文献传递服务和交换服务。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于(请在以上相应方框内打“”)：保密口，在年解密后适用本授权书不保密口作者签名：导师签名：日期：7 们啤弓月弘日日期：-o D q 三弓月如日：o；0，善、-华北I U 力人学硕I：学位论文摘要随着电力市场化改革的深入推进，电力市场竞价机制作为市场化改革的核心问题之一，一直是众多专家学者的研究的重点。特别是在一些市场化改革失败造成的电力危机发生之后，传统的竞价机制暴露了它们在电力市场下不能有效地进行电价调节的弱点。结果导致发电报价虚高，电网企业购电成本不断增加
6、，严重影响了电力系统安全稳定运行，不利于电力工业资源优化配置。因此非常有必要研究电力市场环境下激励性电力竞价机制，并在此基础上进行输电阻塞管理。在电力市场激励性竞价机制的设计中，发电成本模型是整个机制设计的基础。现有研究中都将其处理为最为特殊且最简便的一次函数模型，但在实际中，二次函数模型更接近于生产机组中的发电成本，本文就是在二次曲线的发电成本模型基础上，并通过引入发电侧报价冒险系数把报价曲线的斜率和截距作为一个整体策略量来设计具有激励相容性的电力市场竞价机制，并通过I E E E l 4 节点算例的仿真分析来验证这种机制的特性：发电商上报其真实的报价参数时获得最大的利润，从而能有效地抑制发
7、电商的策略竞价行为，促使其上报真实的发电成本，尽可能地减少发电侧的市场力作用。最后通过E T A P 软件平台上最优潮流来考虑物理性约束对本竞价机制的影响，进而进行输电阻塞的管理，根据消除阻塞前后发电机出力的调整，得到发电商的信息补偿变化并进行对比分析，从仿真结果可以看出：在消除潮流约束的同时也有效地降低了大发电商的市场份额，这有利于消除和减少电力市场的垄断，有利于公平竞争，符合电力市场改革的初衷和目的。关键词：机制设计理论；信息补偿；个人理性约束；输电阻塞管理华北电力大学硕士学位论文A b s t r a c tW i t ht h ed e e p e n i n gr e f o 姗o
8、ft h ee l e c t r i c i t ym a r k e t，t h ee l e c t r i c i t ym a r k e ta u c t i o nm e c h a n i s ma st h ec o r ei s s u eo fm a r k e t-o r i e n t e dr e f o r mh a sb e e nt h es t u d yf o C U So fm a n ye x p e l sa n ds c h o l a r s E s p e c i a l l ya f t e rt h eo c c u r r e n c e
9、o fp o w e rc r I S I Sc a u s e db yt h ef a i l u r e so fm a r k e t o r i e n t e dr e f o r i l l，t h et r a d i t i o n a la u c t i o nm e c h a n i s m sh a v ee x p o s e dt h e i rw ea _ k n e s s e st h a tt h e yc a nn o tr e g u l a t et h ee l e c t r i c i t yp r i c ee f f e c t i v
10、e l y,R e s u l t i n gi na r t i f i c i a l l yh i g he l e c t r i c i t yp r i c e，c o s t so fp o w e rc o m p a n i e sc o n t i n u et oi n c r e a s e，i ts e r i o u s l ya f f e c t st h es e c u r i t ya n ds t a b i l i t yo fp o w e rs y s t e ma n dl Sn o tc o n d u c i v et ot n eo D t
11、 i m a la l l o c a t i o no fr e s o u r c e st ot h ee l e c t r i cp o w e ri n d u s t r y S oi ti sn e c e s s a r yt os t u d yt h ei n c e n t i v eb i d d i n gm e c h a n i s mi nt h ep o w e rm a r k e te n v i r o n m e n t，a n dt a k et h et r a n s m i s s i o nc o n g e s t i o nm a n
12、a g e m e n to nt h i sb a s i s I nt h ed e s ig no fe l e c t r i c i t ym a r k e ti n c e n t i v eb i d d i n gm e c h a n i s m，t h eb i d d i n gm o d e li st h eb a s eo ft h ew h o l em e c h a n i s md e s i g n E x i s t i n gs t u d i e sa l w a y st r e a ti ta st h em o s ts D e c i a
13、la n ds i m p l em o d e lo ft h el i n e a rf u n c t i o n，b u ti np r a c t i c e，q u a d r a t i cf u n c t i o no ft h em o d e li sc l o s e rt ot h eu n i tc o s to fe l e c t r i c i t yp r o d u c t i o n I nt h i sp a p e go nt h eb a s i s，ak i n do fi n c e n t i v e c o m p a t i b l ee
14、 l e c t r i c i t ym a r k e tb i d d i n gm e c h a n i s mi sd e s i g n e db yt h ei n t r o d u c t i o no ft h ep r i c er i s kf a c t o ro fp o w e rg e n e r a t i o ns i d ea n dc o n s i d e r i n gt h es l o p ea n di n t e r c e p to ft h ec u r v ea sa no v e r a l ls t r a t e g y T h
15、 es i m u l a t i o na n a l y s i so fI E E E14n o d en e t w o r kc o n f i r m st h eg o o dc h a r a c t e r i s t i c so ft h em e c h a n i s m：w h e np o w e rs u p p l i e r sr 印o r tt h e i rt r u ep a r a m e t e r s，t h e yg e tm a x i m i z ep r o f i t s，w h i c hc a ne f f e c t i v e
16、l yi n h i b i tt h es t r a t e g yo fb i d d i n gb e h a v i o ro fp o w e rs u p p l i e r st of a c i l i t a t et h e i rr e p o r t i n gt h et r u ec o s to fp o w e rg e n e r a t i o n，a n dr e d u c et h em a r k e tf o r c eo ft h eg e n e r a t i o ns i d e F i n a l l y,t h r o u g ht
17、h eo p t i m a lp o w e rf l o wm o d u l eo ft h eE T A Ps o f t w a r ep l a t f o r m，c o n s i d e rt h ei n f l u e n c eo fp h y s i c a lc o n s t r a i n t so nt h eb i d d i n gm e c h a n i s m，a n dc o n d u c tt h et r a n s m i s s i o nc o n g e s t i o nm a n a g e m e n t，a f t e re
18、l i m i n a t i n gt h ec o n g e s t i o n，a c c o r d i n gt og e n e r a t o ro u t p u ta d j u s t m e n t，c a ng e tt h ei n f o r m a t i o nc o m p e n s a t i o nc h a n g eo fp o w e rs u p p l i e r sa n dc a m e so nt h ec o n t r a s ta n a l y s i s，t h er e s u l t ss h o wt h a t：I n
19、t h ee l i m i n a t i o no ff l o wc o n s t r a i n t sb u ta l s oe f f e c t i v e l yr e d u c e st h el a r g ep o w e rg e n e r a t i o nm a r k e ts h a r e，w h i c hI Sc o n d u c i v et oe l i m i n a t ea n dr e d u c ep o w e rm a r k e tm o n o p o l Nc o n d u c i v et of a i rc o m p
20、 e t i t i o n,a n dc o n f i n nt ot h eo r i g i n a li n t e n t i o na n dp u r p o s eo ft h ep o w e rm a r k e tr e f o r m K e y w o r d s：m e c h a n i s md e s i g nt h e o r y；i n f o r m a t i o nc o m p e n s a t i o n；i n d i v i d u a lr a t i o n a lc o n s t r a i n t；t r a n s m i
21、s s i o nc o n g e s t i o nm a n a g e m e n tI I华北电力大学硕士学位论文目录摘要IA b s t r a c t I I第1 章绪论11 1 课题的背景与意义11 2 当前国内外研究现状21 2 1 发电侧市场力研究现状21 2 2 统一出清和按报价支付竞价机制分析41 2 3 激励性电力竞价机制的设计研究现状81 2 4 基于最优潮流的阻塞管理研究现状81 3 本论文的主要工作9第2 章基本理论及模型1 12 1 电力市场的基本概念1 12 1 1 电力市场的目标1 12 1 2 电价体系和竞价的各种模式1 12 1 3 竞价机制设计的依据
22、和原则1 22 1 4 我国现行的市场体制概述1 32 2 最优潮流理论分析1 32 2 1 最优潮流概述1 32 2 2 电力市场下的最优潮流1 42 3 本章小结1 6第3 章激励性电力竞价机制设计的研究183 1 机制设计模型研究1 83 1 1 机制设计理论简介1 83 1 2 激励性电力竞价机制设计的思想1 83 2 发电报价曲线研究1 93 2 1 发电成本分析2 03 2 2 平均成本与边际成本2 03 2 3 二次曲线成本特性的发电报价。2 03 3 基于二次曲线发电报价的激励性电力竞价机制的设计2 13 3 1 激励相容性约束2 l1 1 1华北电力大学硕士学位论文3 3 2
23、 个人理性约束2 33 4 本章小结2 5第4 章算例分析2 64 1 算例仿真分析2 64 1 1 系统描述2 64 1 2 仿真结果与分析2 84 2 基于E T A P 最优潮流输电阻塞管理3 04 2 1E T A P 仿真软件介绍3 04 2 2 仿真结果与分析3 34 2 3 结论3 84 3 本章小结3 8第5 章结论与展望3 95 1 结论3 95 2 展望3 9参考文献4 1攻读硕士学位期间发表的论文4 5致谢4 6I V华北电力大学硕十学位论文第1 章绪论自l8 8 2 年在世界上建立第一个电力系统以来，世界经济迅速发展，电力工业也在飞速前进，已经成为国民经济的基础和支柱行
24、业，“经济发展，电力先行”已经成为世界各国发展的共识。1 1 课题的背景与意义由于电力行业的自然垄断性使其一直在饱受非议之下，垄断的弊端也日益凸显：发电成本居高不下、电价飞涨、电力工业发展滞后于经济发展等，于是电力工业市场化改革已成为世界上各国电力行业的共识，在这个大的浪潮下许多国家就开始了自己的市场化改革的探索之路。我国共经历了数次重大电力工业改革，在1 9 9 7 年电力行业实行政企分开，以国家电力公司成立为标志，我国电力工业改革的正式启动。1 9 9 9 年4 月，当时的国家经贸委正式在浙江、东北三省、山东和上海一共五省一市地区启动厂网分开、竞价上网的试点。标志着我国开始对电力工业进行市
25、场化改革。在2 0 0 2 年4 月1 2 日，国务院出台了构建政府监管下的电力市场整体方案。1 2 月2 9 日，中国电力工业在此方案的框架下进行了重大重组，新成立了包括两家电网公司、五家发电公司以及四家辅业公司在内的1 1 家集团公司，国家电力公司被重组是我国电力体制改革的重要里程碑之一。为了使电力市场能够正常、有序的运行，电力监管必不可少。2 0 0 3 年3 月2 0日经国务院批准国家电力监管委员会电监会在京正式挂牌成立，标志着我国新一轮电力工业市场化改革已经步入实质启动阶段。2 0 1 1 年9 月2 9 日中国电力建设集团有限公司和中国能源建设集团有限公司揭牌仪式暨电网分离单位划转
26、移交大会在北京举行，这标志着历时多年的电网主辅分离改革重组取得重大进展，标志着中央电力企业布局结构调整迈出重要步伐。电力市场改革对电力的安全、经济、可靠运行有着至关重要的作用，加州电力危机就是电力市场化改革失败的典型案例 2 ，而它失败的一个重要原因就是竞价机制设计上有着严重的漏洞，为发电侧的市场参与者提供了大肆操作市场力从而进行策略性竞价的条件，最后发展到发电商不用囤积的天然气发电，而是在天然气市场上做现货交易，通过买卖天然气赚取暴利，发电量的锐减导致发电价格暴涨，上网电价的居高不下，而出售电价按规定不能变动，电网公司入不敷出，最终破产，导致了这次严重的电力危机。激励性电力竞价机制就是为了抑
27、制发电侧的市场力来设1华北电力大学硕士学位论文计的一种新的市场竟价机制，使得市场中发电侧参与者在按发电成本报价时获得最大的利润，在偏离成本报价时反而得不到额外的利润，从而有效的解决电力市场竞价机制设计不能有效控制上网电价的问题。同时，市场化改革要求电力商品充分自由的竞争，但是有时候充分自由竞争的电力商品在传输中又不满足网络物理约束，在某一节点或者区域产生输电阻塞，输电阻塞不仅仅是潮流越限等技术问题，某些时候输电阻塞可以通过分割市场从而改变发电公司在电力市场中所处的竞争地位。这样，预期的输电阻塞情况会对电力市场中的竞价机制及发电公司的报价策略产生重要的影响 6】。因此输电阻塞一直成为电力市场建设
28、的突出问题之一。缓解输电网络的阻塞是保证电力市场环境下电力系统运行安全的关键。19 6 2 年，法国学者J C a r p e n t i e r 首先提出建立在严格数学模型基础之上的最优潮流问题【J 7 1，该模型可以计及各种等式、不等式的约束，能够将电力系统的经济性和安全性有机地结合起来，引起了电力工程界的广泛关注，为阻塞管理提供了强有力的工具【1 0】。综上所述，研究电力市场环境下激励性电力竟价机制的设计，并在此基础上分析基于最优潮流的输电阻塞管理对电力市场中激励性电力竞价机制的影响对完善电力市场竞价机制，促进电力市场化改革，稳定电价，及保证电力系统安全、经济、可靠运行具有重大的理论和现
29、实意义。1 2 当前国内外研究现状1 2 1 发电侧市场力研究现状市场力特别是发电侧市场力作为经济学研究的主要内容及核心问题之一，在各种文献和行业组织内有着非常明确的定义，但同时其又在不同的环境下，应用市场力分析的具体问题和角度的不同，描述市场力的定义也是一项很复杂的工作。在各种市场机构、行业组织和经济学文献都有着互不相同的定义，但从其实质上来说都是一致的【8 1。市场力是从英文“M a r k e tP o w e r”翻译而来，在多种文献中也被译为市场势力、市场权力、市场支配力等。在“S t a t eo f t h eM a r k e t s2 0 0 0”中，美国联邦能源管制委员会(
30、F E R C)对电力市场中的市场力做了定义，如下：M a r k e tp o w e ri sd e f i n e da st h ea b i l i t yt ow i t h h o l dc a p a c i t yo rs e r v i c e s，t of o r e c l o s ei n p u tm a r k e t s，o rt or a i s er i v a lf i r m Sc o s t si no r d e rt oi n c r e a s ep r i c e st oc o n s u m e r so n as u s t a i n
31、e db a s i sw i t h o u tr e l a t e di n c r e a s e di nc o s t so rv a l u e(F E R C2 0 0 0)华北电力大学硕：卜学位论文市场力，有时也被称为市场势力，是指单个市场参与者或少数市场参与者控制某一特定产业的生产过程、决策和市场价格的程度一J。既然对市场力做了如上的定义，那么就应该有确定这种行为是否发生或者是否存在的标准，容量持留或经济持留就成为了确定市场力是否存在的两个根本要素，市场参与者是否有基于这两个要素形成的市场控制力为自己带来了超额的利润。电力市场中的发电侧市场力也即是通常所说的发电商的策略性竞
32、价行为来左右或控制市场出清价格，使其高于电力产品生产的边际成本，以保持发电商的市场垄断地位，从而获取超额利润的能力。按照我国现在的电力市场环境，电力主要由几家特定的大型发电集团提供，这样，在电力供应环节上就为寡头垄断创造了非常有利的客观条件，于是电力批发市场在某种程度上是一个近似于寡头垄断的市场。在这样的一个市场中，发电厂商必然要把自己的企业利益放在第一位，并通过各种措施实现企业利润的最大化，运用其发电侧市场力便成为其重要的手段之一，利用市场力来策略性投标增加利润。同时在当前我国经济形势下，电力缺口较大，供不应求，更加重了这种卖方市场力。因此发电侧市场力已经成为制约电力市场化改革的关键因素之一
33、。同时近年来，众多的专家学者对发电侧市场力进行了大量而卓有成效的科学研究、试验与探索。从现有的文献来看，发电侧市场力的研究主要集中在以下三种方法【l2】：(1)通过市场力指标研究发电侧市场力在经济学和实际应用的过程中，通过市场力指标研究发电侧市场力有多种量化指标，其中最常用的有两个，一个集中度指标，另外的就是H H I(H e m n d a l l H i r s c h m a nI n d e x)指标。集中度指标即C o n c e n t r a t i o nR a t i o-C R，采用占有市场中份额最大的4 个或8 个厂商的市场份额之和作为度量标准，而H H I 指标定义为发
34、电商的市场份额的平方和再乘以1 0 0 0 0，则是通过量化市场中所有厂商市场份额的平方和来进行市场力的量化。其中由于H H I 指标的简单实用性，成为实践应用最为广泛的指标，但仅仅通过市场份额量化，并不能反映出市场需求、市场参与者(主要是指发电侧)的策略行为及输电网阻塞状况。于是便有学者从其它角度来分析发电侧市场力，基于博弈论、均衡理论的发电侧市场力分析便是其中的一种。(2)基于博弈论、均衡理论的发电侧市场力分析基于博弈论、均衡理论对发电侧市场力进行分析研究，就是建立实际电力市场的模型，在此基础上对发电公司在电力批发市场上的策略行为进行详细模拟。进而分析市场力的存在性和程度大小。文献 1 4
35、 1 6 应用三种以产量竞争的策略模型来模拟电力市场中的竞价行为，分别为C o u r n o t(古诺)模型、S t a c k e l b e r g 模型和F o r c h h e i m e r 模型，并系统分析了需求侧的弹性、发电商的生产成本、市场参与者中作为主导者的发电商的发电容量限制和数量对发电侧市场力的影响。以上各种市场1华北电力大学硕士学位论文模型的优点是发电侧市场力的研究结合了实施市场力操纵后的利润，但缺点是无法完整地描述市场中各参与主体，而且必须假定市场参与者的报价策略都是公共信息，显然这些假设在不完全竞争的电力市场中无法完全满足。因此，文献1 7，1 9 1在C o
36、u r n o t 模型的基础上，通过引入不完全信息的情况对发电侧市场力进行分析，最终得出市场均衡结果。这种结果是基于理想的电网传输容量，在实际中往往有输电容量的限制，文献 2 1，2 3 贝,1 J 在C o u r n o t 模型中考虑输电阻塞这种实际的物理约束条件来更加精确地模拟电力系统的运行状态，并分析了线路阻塞的影响，使C o u m o t 模型得以进一步的发展和完善。(3)利用试验仿真分析发电侧市场力文献 2 0，2 2 给出了实验仿真法的定义及分类方法。实验分析方法可以既直观又实用的来分析发电侧的市场力打下及行使情况，但是这种的方法的前提是在发电侧的市场参与者的生产成本己知的
37、条件下，而实际的电力市场中的发电参数及成本作为私人信息不对外公布，并通过调节这些参数来行使市场力，因此使得该方法在在分析发电侧市场力时有一定的局限性。1 2 2 统一出清和按报价支付竞价机制分析电力市场竞价机制的设计是决定电力市场改革能否成功的关键之一，而统一出清和按报价结算两种机制是被普遍采用的两种竞价机制，同时也是在研究和实践过程中争议最多的竞价机制，在提出新的激励性竞价机制之前有必要对现有的这两种竞价机制进行分析。(1)统一出清竞价机制在我国，除上海和东北以外的其他的试点省(市)的电力市场均采用这种电价机制。许多研究者对统一出清价格电价机制进行了分析。文献 2 4 给出了统一出清竞价机制
38、的定义，统一出清竞价机制是指在满足特定的系统各种约束条件下，把发电机组的发电报价进行由低到高的排序，结合系统的负荷需求，最后总有一台满足系统负荷平衡的发电商机组的报价，所有比这个价格低的机组出力都被电网收购，但是在此基础上所有被电网收购的机组出力的交易价格统一采用按最后满足负荷平衡的机组报价。于是，在整个交易的过程中，就定义最后这台满足系统负荷机组报价为系统边际价格。文献 2 5 1 中详细描述了这种竞价机制的数学模型：o Lm i n P 艺q i(1 1)4华北电力人学硕I j 学位论文stqj=D(1-2)i=10 q f 占zs c 2；扫；。骛剑：j I“竹5m 翻l d i 6 i
39、 l i#：j5 镕口m d w i j j 却t-d 国s t h d滴堂耋|妻|m o“，藩盘h t m I _固癌1 蛰L i&,w l u 一I)I)lr女oc to o i60 2Ps w m g ao。“出1-*一i j 一黼黼黼黼豳潮黼潮黼黼黼翳潮尸学裁图4 7E T A P 仿真软件界面单独的母线负荷系数调整、连续或间歇及备用状态下不同的负荷系统调整、功率因素修正、变压器抽头自动调整和带载变压器的分接头位置调整、发电机调速器磁控制设置等，也可以以潮流分析计算结果更新数据库，计算结果可以用C r y s t a l 来自定义输出。(2)短路电流计算软件中计算短路故障类型有三相、相
40、间、单相接地和两相接地故障，正序及零序故障阻抗，1 2 周波至3 0 周波的故障等。可以计算遮断容量为断路器断开时间的函数的系统。在计算结果显示图上，可以图形化地显示过载设备、提供总结报告、直接更新保护配合程序的结果以及用C r y s t a l 报告来自定义输出报告等 4 9 1。(3)暂态稳定分析E T A P 中的暂态分析主要有以下三个优点：首先E T A P 对于各种电力系统设备在暂态下的模型参数均有集成，如：感应及同步电动机发电机动态模型、电机频率响应模型、系统频率响应模型、I E E E 和各个制造商的励磁器和调速器模型、电机负荷模型等；其次可以精确分析各种暂态：用电压和频率继电
41、器自动甩负荷，电机驱动，阀门启动，电机加速，临界故障清除时间，快速母线切换研究，冲击负荷和发电机切除分析等；最后是输出的人性化、多样化，E T A P 中可以用时间滑块工具条在单线图上连续地显示计算结果，用户可选择的输出响应曲线 4 9 1。(4)最优潮流模块E T A P 的优化潮流程序(O P F)是一个非常强大的模拟软件。它在分析电力系3 1华北电力大学硕士学位论文统潮流的同时，进行系统运行条件的优化，自动调节各种控制设置，并确保符合等式和不等式的约束条件。系统优化可以降低安装和运行成本，提高系统的整体性能，增强系统的可靠性和安全性。除了可以减少运行和安装成本，程序还提供了各种优化目标，
42、包括了一个整个电力系统所有的优化标准。电力系统的任何的一个实际控制都可以通过计算来模拟，如调整变压器带载调压分接头、发电机自动电压调节控制、串并联补偿、甩负荷等。您可以选择母线电压的约束、各种不同类型的支路潮流(视在功率M V A、有功M W、无功M v a r 和电流K A)、以及不同的控制、约束。O P F 采用最新的优化技术，结合最先进的和最有效的计算方法，得出可靠、有效的分析结果。经过2 0 0 0 0 母线以上大系统的测试，均能以极快的速度得出计算结果。E T A P 可供选择的优化目标函数如下：1)系统有功功率损耗最小；2)系统无功功率损耗最小；3)平衡母线功率最小；4)并联无功补
43、偿设备最少；5)燃料损耗最小；6)串联补偿最小；7)发电机成本最小；8)控制运动最小；9)控制调整最小；1 0)电压安全指标最大；1 1)潮流安全指标最大；1 2)电压曲线平坦化；1 3)用户自定义的目标函数；1 4)母线电压约束；1 5)支路潮流约束；1 6)控制限制约束；1 7)发电机无功限制约束；1 8)数据接口限制约束；1 9)任何变量的平滑函数；2 0)发电机有功M W 和无功M v a r 控制。优化潮流(O P F)程序中的主要特性总结如下：(1)通用和集成数据库；完全继承3 维数据结构包括无限显示图，无限的联接方式，多种数据版本。(2)可以处理环形，辐射型或组合系统、多个平衡节
44、点系统、带有零阻抗支 7华北电力大学帧士学位论文路系统、不带电母线及支路系统。(3)根据运行温度对电缆传输线电阻进行自动调节、根据容限自动调节变压器阻抗、根据容限自动调节限流电抗器阻抗、负荷类型选择、负荷调整系数。(4)控制精度参数、精确的交流建模、最新的内部点处理算法、对数阻尼功能(包括等式和不等式的约束)、一次侧的双向搜寻方式。4 2 2 仿真结果与分析本节在E T A P 软件平台上对I E E E 一1 4 节点系统按常规潮流和考虑输电阻塞的最优潮流分别进行潮流的仿真计算，首先按照4 1 1 的系统描述，在E T A P 软件平台上进行建模，常规潮流下的计算结果如表4 6 和表4 7
45、所示。表4-6I E E E l 4 节点系统正常运行时的节点电压和发电机出力华北电力大学硕士学位论文表4 7I E E E l 4 节点系统正常运行时的潮流数据1 21 52 32 42 53 44 54 74 95 66 1 l6 1 26 1 37 87 99 1 09 1 41 0 1 11 2 1 31 3 1 41 5 6 8 8 82 0 4 0 5一1 5 2 5 9 02 7 6 7 84 2 9 87 2 7 37 5 5 1 63 8 4 47 3 2 3 73 5 6 05 6 1 3 31 5 6 27 2 7 5 32 2 4 12 7 6 36 0 8 67 0
46、9 1 41 6 0 22 3 2 35 1 6 25 4 4 5 73 0 3 31 6 7 71 4 7 14 1 5 1 91 1 5 74 0 6 1 52 0 8 50 9 0 40 9 2 82 3 2 8 64 4 6 16 1 1 5 51 5 8 1 62 3 6 5 9。4 8 2 40 3 7 30 3 6 36 1 6 7 01 4 1 9 40 5 1 41 6 2 22 8 0 7 19 6 8 92 8 0 7 01 6 0 8 10 4 3 51 6 0 8 01 1 3 9 20 0 0 1 71 7 0 31 7 0 40 0 0 1 31 3 0 54 4
47、 0 9 91 2 4 3 74 4 0 9 48 0 1 60 0 0 4 44 4 2 17 3 5 73 5 6 47 7 8 72 5 0 41 7 7 5 07 2 1 87 3 0 23 4 4 80 0 5 5 40 1 1 67 7 1 52 3 5 40 0 7 1 80 1 5 01 7 5 3 86 8 0 10 2 1 2-2 8 5 5 01 7 1 7 42 7 9 8 41 7 6 3 50 4 6 12 8 0 7 05 7 8 25 2 2 44 2 1 69 4 2 43 6 0 83 7 8 9一1 6 0 81 6 1 50 7 5 45 6 4 71
48、7 4 92 8 0 7 04 9 8 00 8 0 25 2 l l一4 1 8 20 0 1 39 3 0 83 3 6 10 1 1 63 8 0 21 6 4 8O 0 1 3一1 6 0 90 7 4 90 0 0 65 5 9 21 6 3 90 0 5 40 4 1 80 1 0 60 1 6 20 0 3 40 2 4 50 0 2 930 0 0 5 70 1 1 0在得到系统潮流结果的基础上，运用最优潮流模块对系统进行分析，由4 2 1节对软件平台E T A P 的介绍可以知道，E T A P 上具有详细的最优潮流分析模块，提供丰富的目标函数，并根据式子(2 2)、(2 3
49、)、(2 4)和(2 5)所给出的最优潮流3 4华北电力大学颂i：学位论文优化目标函数和不等式约束条件，在E T A P 软件平台上选择燃料成本最小为目标函数结合母线电压约束和支路潮流约束组成了对输电阻塞管理模型。考虑输电阻塞，假设线路潮流约束为1 0 0 M W，在E T A P 软件平台上，在最优潮流分析案例编辑器的目标页中选中最小燃料成本这一目标函数，在支路潮流约束页中选择支路潮流最大约束为1 0 0 M W，最小约束为0 M W。在此基础上经过运算得出的最优潮流计算结果如表4 8 和表4-9 所示。表4-8I E E E l 4 节点系统计及输电阻塞时的节点电压和发电机出力华北电力大学
50、硕士学位论文表4-9I E E E l 4 节点系统计及输电阻塞时的潮流数据1 21 52 32 42 53 44 54 74 95 66 1 16 1 26 一1 37 87 99 1 09 1 41 0 1 l1 2 一1 31 3 1 49 9 9 0 04 51 24 9 7 7 64 7 8 44 6 6 2 71 2 1 03 8 2 8 30 6 9 22 8 7 7 91 5 4 71 1 9 2 65 2 6 14 0 3 2 510 9 7 67 8 3 l一2 0 1 91 0 1 6 11 8 2 52 8 7 5 91 7 6 5 76 0 0 73 7 9 47 6