电力市场的输电阻塞管理—全国数学建模大赛
电力市场的输电阻塞管理
摘要
针对问题一，即对各线路上有功潮流关于各发电机组出力的研究，我们通过线性回归分析的思想，建立了()87654321,,,,,,,x x x x x x x x f y i =的数学模型。然后利用MATLAB 得到具体参数，从而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。通过对置信区间的分析，检查回归变量对因变量的影响的显著程度。
针对问题二，在输电阻塞发生时，阻塞费用计算应包括两部分：一、通过竞价取得发电权的发电容量（称序内容量）不能出力所引起的发电的成本提高和利润减少的部分；二、因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所引起的额外出力的费用。为了公平起见，第一部分的阻塞费用不应由网方全部承担，具体折扣由买卖双方协定，此处我们假定为50%，而第二部分的阻塞费用由网方全部承担。
针对问题三，根据题目给出的电力市场交易原则，下一个时段预报的负荷需求和各机组的段容量、段价和爬坡速率的数据，可以得到下一个时段各机组的出力分配预案。
针对问题四，按照题目给出的潮流限值，有问题一得到的各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式可以检测问题三的出力分配预案是否会引起输电阻塞；在检测到发生输电阻塞时，根据各机组出力对各线路潮流值的影响比例大小，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。
针对问题五，根据对问题三和问题四的分析方法，可以得到相应结论。
关键词：回归分析 出力分配预案 阻塞费用
一、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：
●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。
（4）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。
你需要做的工作如下：
1.某电网有8台发电机组，6条主要线路，表1和表2中的方案0给出了各机
组的当前出力和各线路上对应的有功潮流值，方案1~32给出了围绕方案0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似表达式。
2.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。
3.假设下一个时段预报的负荷需求是982.4MW，表3、表4和表5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。
4.按照表6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。
5.假设下一个时段预报的负荷需求是1052.8MW，重复3~4的工作。
二、问题分析
我们进行了如下的分析：
Step1: 首先我们明确问题中所需做的几个任务：
1.各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式；
2.一种简明、合理的阻塞费用计算规则；
3.假设下一个时段预报的负荷需求是982.4MW，给出下一个时段各机
组的出力分配预案；
4.检测并调整分配预案，并计算相应的阻塞费用。
Step2: 即对各线路上有功潮流关于各发电机组出力的研究，我们通过线性回归分析的思想，建立了公式○1的数学模型。然后利用MATLAB得到具体参数，从而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。通过对置信区间的分析，检查回归变量对因变量的影响的显著程度。
Step3: 在输电阻塞发生时，阻塞费用计算应包括两部分：一、通过竞价取得发电权的发电容量（称序内容量）不能出力所引起的发电的成本提高和利润减
少的部分；二、因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所引起的额外出力的费用。为了公平起见，第一部分的阻塞费用不应由网方全部承担，具体折扣由买卖双方协定，此处我们假定为50%，而第二部分的阻塞费用由网方全部承担。
Step4: 根据题目给出的电力市场交易原则，下一个时段预报的负荷需求和各机组的段容量、段价和爬坡速率的数据，可以得到下一个时段各机组的出力分
配预案。
Step5: 按照题目给出的潮流限值，有问题一得到的各线路上有功潮流关于各发电
机组出力的近似表达式可以检测问题三的出力分配预案是否会引起输电阻塞；在检测到发生输电阻塞时，根据各机组出力对各线路潮流值的影响比例大小，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。 Step6: 根据对问题三和问题四的分析方法，可以得到相应结论。
三、符号设定
i y 第i 条线路的有功潮流 i x 第i 个机组的出力
W 各部分阻塞费用的总和 发电厂每度电的变动成本
0C 发电厂发电的固定成本 0a 给定的各机组的段容量
i a 出力预案中具体的各机组中的段容量 0p 给定的各机组的清算价
i p 出力预案中具体的各机组中的清算价
四、模型建立与求解
(一)、问题一的求解
5.1 记第i 条线路的有功潮流为i y ，第i 个机组的出力为i x ，根据题目给出的32种方案的各机组的出力值及相对应的各线路的潮流值，基于上面的分析，我们首先利用87654321,,,,,,,x x x x x x x x 来建立1y 的近似表达式。 模型准备
为了大致分析1y 与87654321,,,,,,,x x x x x x x x 的关系，首先利用表1和表2的数据可以做出1y 对1x 的散点图，依此类推可分别得到1y 对8765432,,,,,,x x x x x x x 的散点图。
图1 1y 对1x 的散点图
模型建立
从图1可以发现，随着1x 的增加，1y 的值有比较明显的线性增长趋势，图中的直线是用线性模型
εββ++=1100x y （5.1.1）
拟合的，（其中ε是误差）
同样经过分析，发现随着8765432,,,,,,x x x x x x x 的增加，1y 的值有比较明显的线性增长趋势，图中的直线是用线性模型
εββ++=i x y 10 （5.1.2）
综合上面的分析，结合上述模型简历如下的回归模型
εβββββββββ+++++++++=88776655443322110x x x x x x x x y （5.1.3） （5.1.3）右端的87654321,,,,,,,x x x x x x x x 称为回归变量（自变量），
88776655443322110x x x x x x x x βββββββββ++++++++是给定机组出力
87654321,,,,,,,x x x x x x x x ，第一条线路的潮流值1y 的平均值，其中的参数876543210,,,,,,,,βββββββββ称为回归系数，
由表1、表2的数据估计，影响1y 的其他因素作用都包含在随机误差ε中。如果模型选择得合适，ε应大致服从均值为零的正态分布。
依此类推，我们可以用同样的方法得出8765432,,,,,,y y y y y y y 分别对
87654321,,,,,,,x x x x x x x x 的基本模型
εβββββββββ+++++++++=88776655443322110x x x x x x x x y i （5.1.4）
模型求解
直接利用MATLAB 统计工具箱中的命令regress 求解，使用格式为：
[b,bint,r,rint,stats]=regress(y1(:),[x0(:) x1(:) x2(:) x3(:) x4(:) x5(:) x6(:) x7(:) x8(:)]) 其中输入y 为模型（5.1.3）中y 的数据，x 为对应于回归系数
876543210,,,,,,,,βββββββββ的数据矩阵，置信水平5.0=α。
得到模型（5.1.3）的回归系数估计值及其置信区间（置信水平5.0=α）的结果见下表（5.1）。
参数 参数值估计 参数置信区间
β0
110.4775 [109.5421 111.4129] β1
0.0826 [0.0808 0.0844] β2
0.0478 [0.0437 0.0518] β3
0.0528 [0.0514 0.0542] β4
0.1199 [0.1166 0.1231] β5
-0.0257 [-0.0277 -0.0237] β6
0.1216 [0.1190 0.1243] β7
0.1220 [0.1189 0.1251] β8
-0.0015 [-0.0037 0.0007] 表（5.1） 模型（5.1.3）的计算结果
同样，以此类推我们可以得出其他各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式：
88776655443322110x x x x x x x x y i βββββββββ++++++++= （5.1.5）
y i : β=[β0 β1 β2 β3 β4 β5 β6 β7 β8]
其中，
y 1: β=[110.4775 0.0826 0.0478 0.0528 0.1199 -0.0257 0.1216 0.1220 -0.0015] y 2: β=[131.3521 0.0547 0.1275 -0.0001 0.0332 0.0867 -0.1127 -0.0186 0.0985] y 3: β=[-108.99281 -0.0694 0.0620 -0.1565 -0.0099 0.01247 0.0024 -0.0028 -0.2012] y 4: β=[77.6116 -0.0346 -0.1028 0.2050 -0.0209 -0.0120 0.0057 0.1452 0.0763] y 5: β=[133.1334 -0.0003 0.2428 -0.0647 -0.0412 -0.0655 0.0700 -0.0039 -0.0092] y 6: β=[120.8481 0.2376 -0.0607 -0.0781 -0.0929 0.0466 -0.0003 0.1664 0.0004]
结果分析
表（5.1）的回归系数给出了模型（5.1.3）中8
76543210,,,,,,,,βββββββββ的估计值，检查他们的置信区间发现，只有β8置信区间包含零点，表示回归变量β8（对因变量1y 的影响）不是太显著，但我们仍将β8保留在模型中。
(二)、问题二的求解
5.2 在输电阻塞发生时，阻塞费用（记为W ）计算应包括两部分：一、通过竞价取得发电权的发电容量（称序内容量）不能出力所引起的发电的成本提高（记为W 1）和利润减少的部分（记为W 2）；二、因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所引起的出力的额外费用（记为W 3）。记给定的各机组的段容量为0a ，记出力预案中具体的各机组中的段容量为i a ，记给定的各机组的清算价为0p ，记出力预案中具体的各机组中的清算价为i p 。
模型准备
为了公平起见，第一部分的阻塞费用不应由网方全部承担，具体折扣由买卖双方协定，此处我们假定为50%，而第二部分的阻塞费用由网方全部承担。
即 ()321%50W W W W +?+= （5.2）
模型建立
5.2.1 计算发电的成本提高W 1 发电厂的发电成本分为两部分：
固定成本0C ：包括厂房设备、保险、材料存贮、设备运行等，不随发电 度数的变化而变化；
平均变动成本α：包括原材料、燃料、工资等，随发电度数的变化而变化。
所以由给定的各机组的段容量为0a ，出力预案中具体的各机组中的段容量为i a ，发电的成本提高W 1的值确定为
1001a a C W ????
?
??+=α （5.2.1） 5.2.2 计算发电的利润减少W 2
由给定的各机组的段容量为0a ，出力预案中实际的机组中的段容量为i a ， 故少发电为()10a a -
则发电的利润减少W 2的值确定为
()0102p a a W ?-= （5.2.2）
5.2.3 计算出力的额外费用W 3
由给定的各机组的清算价为0p ，出力预案中具体的各机组中的清算价为i p ， 故多出的费用为()01p p -
则发电的出力的额外费用W 3的值确定为
()0102p a a W ?-= （5.2.3）
5.2.4 计算阻塞费用W
由（5.2）可得阻塞费用的值为
()()[]101010100%50a p p p a a a a C W ?-+???
?????-+?????
??+=α （5.2.4） (三)、问题三的求解
5.3 已知下一阶段的负荷量，我们根据电力市场交易规则给出相应的出力分配预案。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。
以下表格中的红色部分就是按照电力市场交易规则所取的各机组的段容量对应的段价。
机组\段 1 2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 -505 0 124 168 210 25
2 312 330 36
3 489 2 -560 0 182 203 245 300 320 360 410 495 3 -610 0 152 189 233 258 308 356 415 500
4 -500 150 170 200 25
5 302 325 380 435 800
5 -590 0 11
6 146 188 215 250 310 396 510 6 -607
0 159 173 205 252 305 380 405 520
7 -500 120 180 251 260 306 315 335 348 548 8
-800 153 183 233 253 283 303 318 400 800
因考虑到各机组的最后出力总和应该在最低出力和到最高出力这个范围内，以及最后的总负荷量的大小，所以可能有些段容量只能取其中的一部分。以下就是按照上面的两个约束条件作出调整后的结果。
因为第四机组的最高出力只能是99.5，所以第四机组的第六段只能出力9.5，这样才能保证不超过最高出力。当清算价为302（第四机组第六段）时，段容量之和为978.5，离目标负荷只差3.9，所以在下一段段价为303（第八机组第七段）只要取3.9就能达到目标值了。
机组 1 2 3 4 5 6 7 8 总出力 当前出力 120 73 180 80 125 125 81.1 90 最高出力 153 88 228 99.5 152 155 102.1 117 最低出力 87 58 132 60.5 98 95 60.1 63 第一出力 70 30 110 55 75 95 50 70 555 第二出力/段 5/2 15/3 20 第三出力/段 15/2 15 第四出力/段 50/3 40/3 5/2 95 第五出力/段 20/3 10/3 10/4 15/5 10/3 20/4 5/3 20/3 110 第七出力/段
30/6
8/4
30/5
10/4
15/6
15/6
15/4
20/5
158
15/5
出力和一150 73 180 90 125 140 85 110 953
第九出力/段6/6 9.5/6 3.9/7 10/5 29.4
出力和150 79 180 99.5 125 143．9 95 110 982.4
所以下一阶段出力分配预案为：
机组 1 2 3 4 5 6 7 8
出力150 79 180 99.5 125 143．9 95 110
清算价为：303
(四)、问题四的求解
5.4.1判断是否有输电阻塞现象
利用问题一中求出的各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式，将各机组出力的具体数据代入计算，得出各线路上的潮流值。然后与题目所给的各线路潮流限值相比较，观察是否有输电阻塞现象。
计算线路一上的有功潮流：
y1=110.4775+0.0826*150+0.0478*79+0.0528*180+0.1199*99.5-0.0257*125+0.1216*143.9+0.1 220*95-0.0015*110
y1 =173.7885 > 165
则线路一上有阻塞现象。
依次我们可以得出
y2=131.3521-0.0547*150+0.1275*79-0.0001*180+0.0332*99.5+0.0867*125-0.1127*143.9-0.018 6*95+0.0985*110
y2=140.1930<150
所以线路二上无阻塞现象
y3=-108.99281-0.0694*150+0.0620*79-0.1565*180-0.0099*99.5+0.01247*125+0.0024*143.9-0. 0028*95-0.2012*110
y3 =-164.1538 <160
所以线路三上无阻塞现象
y4=77.6116-0.0346*150-0.1028*79+0.2050*180-0.0209*99.5-0.0120*125+0.0057*143.9+0.1452 *95+0.0763*110
y4 =120.6281<155
所以线路四上无阻塞现象
y5=133.1334-0.0003*150+0.2428*79-0.0647*180-0.0412*99.5-0.0655*125+0.0700*143.9-0.003 9*95-0.0092*110
y5 =137.272>132
所以线路五上有阻塞现象
y6=120.8481+0.2376*150-0.0607*79-0.0781*180-0.0929*99.5+0.0466*125-0.0003*143.9+0.16 64*9+0.0004*110
y6 =135.7147<162
所以线路六上无阻塞现象
综上所述，线路一和线路五会出现输电阻塞现象
5.4.2.1调整出力分配方案
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。首先我们根据各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式得出各机组出力对线路潮流值的影响大小，如下表（表中1代表影响最大，8代表影响最小）
机组 1 2 3 4 5 6 7 8
线路1 4 6 5 3 7 2 1 8
线路2 5 1 8 6 4 2 7 3
线路3 4 5 2 6 3 8 7 1
线路4 5 3 1 6 7 8 2 4
线路5 8 1 4 5 3 2 7 6
线路6 1 5 4 3 6 8 2 7
因为我们调整出力分配方案的原则是做尽量少的调整而能使得输电阻塞消除，所以我们要进行调整的首要对象是对线路一和五影响较大而对其他线路影响较小的机组。其中线路一超出范围较大，所以优先考虑对线路一的调整。
由表可看出机组6、7的出力大小对线路一的潮流值的影响最大。所以可以使机组6、7的出力减小来达到线路一的潮流值变小。而要保持最后的出力总和不变，则应有相应机组的出力增加。机组5、8的变化对线路一潮流值的影响较小，并且是负相关的。所以我们可以相应的增加机组5,、8的出力来保持出力总和不变，同时还可以减小线路一的潮流值。在调整的过程中，应时刻注意各机组的出力总和应该在最小出力和最大出力范围内，并且相对考虑一下段价的大小，尽量避免段价过高，使得阻塞费用变大。
在调整的过程中，我们发现调整后使得线路一的潮流值小于潮流限值，相应的线路五的潮流值也会小于潮流限值，反而线路二很容易就超出潮流限值的范围。所以接下来还需要做微小的调整，使得所有线路的潮流值都在潮流限值的范围内，即无输电阻塞。
所以调整后的出力方案为：
机组 1 2 3 4 5 6 7 8
调整
150 79 180 99.5 125 140 95 113.9 前
调整
153 86.5 228 90.8 152 95 60.1 117
后
最高
153 88 228 99.5 152 155 102.1 117
出力
最低
87 58 132 60.5 98 95 60.1 63
出力
5.4.2.2 检验是否存在输电阻塞现象
y1=110.4775+0.0826*153+0.0478*86.5+0.0528*228+0.1199*90.8-0.0257*152+0.1216*95+0.1220*60.1-0.0015*117
y1 =164.9776<165
y2=131.3521-0.0547*153+0.1275*86.5-0.0001*228+0.0332*90.8+0.0867*152-0.1127*95-0.0186*60.1+0.0985*117 y2 =149.8820<150
y3=-108.99281-0.0694*153+0.0620*86.5-0.1565*228-0.0099*90.8+0.01247*152+0.0024*95-0.0028*60.1-0.2012*117 y3 = -172.4142<160
y4=77.6116-0.0346*153-0.1028*86.5+0.2050*228-0.0209*90.8-0.0120*152+0.0057*95+0.1452*60.1+0.0763*117 y4 = 124.6390<155
y5=133.1334-0.0003*153+0.2428*86.5-0.0647*228-0.0412*90.8-0.0655*152+0.0700*95-0.0039*60.1-0.0092*117 y5 =130.9803<132
y6=120.8481+0.2376*153-0.0607*86.5-0.0781*228-0.0929*90.8+0.0466*152-0.0003*95+0.1664*60.1+0.0004*117 y6 =142.8104<162
所以六条线路的潮流值都没有超过相应的潮流限值，所以调整后的方案没有引起输电阻塞。
5.4.3阻塞费用的计算
根据对问题二的求解，得到阻塞费用的算法：
()()[]101010100%50a p p p a a a a C W ?-+???
?????-+????? ??+=α
可以算得到阻塞费用：
机组 出力改变差值 阻塞费用
1 3 （312-303）×3
2 7.5 （495-303）×5.5+（320-303）×2
3 48 （356-303）×28+（308-303）×20
4 -8.7 （C 0／9.5+α）×0.8+8.7×303
5 27 （510-303）×7+（396-303）×10+（310-303）×10
6 -45 0+45×303
7 -34.9 （C 0／15+α）×10.1+34.9×303
8 3.1 0
总费用 31995.8+（C 0／9.5+α）×0.8+（C 0／15+α）×10.1
(五)、问题五的求解
5.5.1出力分配预案
已知下一阶段的负荷量为1052.8MW，我们根据电力市场交易规则给出相应的出力分配预案。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，方法与问题三相同。
以下表格中的红色部分就是按照电力市场交易规则所取的各机组的段容量对应的段价。
机组\段 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 -505012416821025231
2 330 363489
2 -5600182203245300320 360 410 495
3 -6100152189233258308356 415 500
4 -50015017020025530232
5 380435800
5 -5900116146188215250310 396510
6 -6070159173205252305 380405520
7 -500120180251260306 315 335 348 548
8 -800153183233253283303318 400800
因考虑到各机组的总出力应该在最低出力和最高出力这个范围内，以及最后的总负荷量的大小，所以有些段容量只能取其中的一部分。以下就是按照上面的两个约束条件作出调整后的结果。
机组 1 2 3 4 5 6 7 8 总/还需出力
当前出力120 73 180 80 125 125 81.1 90
最高出力153 88 228 99.5 152 155 102.1 117
最低出力87 58 132 60.5 98 95 60.1 63
第一出力70 30 110 55 75 95 50 70 555/497.8
第二出力/段5/2 15/3
第三出力15/2 第四出力50/3 40/3 5/2
第五出力20/3 10/3
10/4
15/5
10/3
20/4
5/3 20/3
第六出力30/6 8/4
15/5
30/5 10/4 15/6 15/6 15/4 20/5
出力和一150 73 180 90 125 140 85 110 953/99.8
第七出力6/6 20/7 9.5/6 10/8 10/7 10/5
7.1/6
7/7 79.6/20.2
第八出力2/7 18.2/8 20.2/0 总出力150 81 218.2 99.5 135 150 102.1 117 1052.8/0
所以下一阶段出力分配预案为：
机组 1 2 3 4 5 6 7 8
出力150 81 218.2 99.5 135 150 102.1 117
清算价为：356
5.5.2 判断是否有输电阻塞现象
利用问题一中求出的各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式，将各机组出力的具体数据代入计算，得出各线路上的潮流值。然后与题目所给的各线路潮流限值相比较，观察是否有输电阻塞现象。
计算线路一上的有功潮流：
y1=110.4775+0.0826*150+0.0478*81+0.0528*218.2+0.1199*99.5-0.0257*135+0.1216*150+0.1 220*102.1-0.0015*117
y1 =177.2415 >165
则线路一上阻塞现象
依次我们可以得出
y2=131.3521-0.0547*150+0.1275*81-0.0001*218.2+0.0332*99.5+0.0867*135-0.1127*150-0.018 6*102.1+0.0985*117
y2 =141.1811 <150
所以线路二上无阻塞现象
y3=-108.99281-0.0694*150+0.0620*81-0.1565*218.2-0.0099*99.5+0.01247*135+0.0024*150-0. 0028*102.1-0.2012*117
y3 =-171.2970 <160
所以线路三上无阻塞现象
y4=77.6116-0.0346*150-0.1028*81+0.2050*218.2-0.0209*99.5-0.0120*135+0.0057*150+0.1452 *102.1+0.0763*117
y4 =129.7333 <155
所以线路四上无阻塞现象
y5=133.1334-0.0003*150+0.2428*81-0.0647*218.2-0.0412*99.5-0.0655*135+0.0700*150-0.003 9*102.1-0.0092*117
y5 =134.7212 >132
所以线路五上有阻塞现象
y6=120.8481+0.2376*150-0.0607*81-0.0781*218.7-0.0929*99.5+0.0466*135-0.0003*150+0.16 64*102.1+0.0004*117
y6 =148.5687 <162
所以线路六上无阻塞现象
综上所述，线路一和线路五会出现输电阻塞现象
5.5.3. 调整出力分配方案
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。首先我们根据各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式得出各机组出力对线路潮流值得影响大小，如下表（表中1代表影响最大，8代表影响最小）机组 1 2 3 4 5 6 7 8
线路1 4 6 5 3 7 2 1 8
线路2 5 1 8 6 4 2 7 3
线路3 4 5 2 6 3 8 7 1
线路4 5 3 1 6 7 8 2 4
线路5 8 1 4 5 3 2 7 6
线路6 1 5 4 3 6 8 2 7
因为我们调整出力分配方案的原则是做尽量少的调整而能使得输电阻塞消除，所以我们要进行调整的首要对象是对线路一和五影响较大而对其他线路影响较小的机组。其中线路一超出范围较大，所以优先考虑对线路一的调整。
相比于问三，对线路一影响最大的6.7机组的出力增加地太多，但要减小6、7机组的出力，其他机组的出力则要相对增多。当其余机组都达到最大出力值时，6、7机组出力仍然很大，一线路的潮流值始终比潮流限值大，所以不能用输电阻塞管理原则一改变。
现在我们使用线路的安全裕度输电,目标是使每条线路上潮流的绝对值超过限值的百分比尽量小。
由于线路一和五的潮限超过最大限度，从上图可以看出减小七机组最能减小线路一的潮限，减小六机组次之，对于线路五来说，减小七机组会增大潮限，减小六机组能减小潮限，且六机组对五线路的影响仅次于二机组，经过计算，减小六机组和七机组对一线路的影响不大，但对线路五的影响巨大。
减小六机组：
y1=110.4775+0.0826*153+0.0478*88+0.0528*228+0.1199*99.5-0.0257*152+0.1216*113.2+0.1 220*102.1-0.0015*117
y1 = 173.4296
减小七机组：
y1=110.4775+0.0826*153+0.0478*88+0.0528*228+0.1199*99.5-0.0257*152+0.1216*150+0.122 0*65.3-0.0015*117
y1 =173.4149
减小六机组：
y5=133.1334-0.0003*153+0.2428*88-0.0647*228-0.0412*99.5-0.0655*152+0.0700*113.2-0.003 9*102.1-0.0092*117
y5 = 132.0963
减小七机组：
y5=133.1334-0.0003*153+0.2428*88-0.0647*228-0.0412*99.5-0.0655*152+0.0700*150-0.0039 *65.3-0.0092*117
y5 =134.8158
综合考虑，应减小六机组的出力，以使一线路和五线路能得到相对最小的潮限。
在总出力一定的条件下，当除六机组外的其他机组都达到最大潮流限值时，六机组能减小的最多。
所以调整后的处理方案为：
机组 1 2 3 4 5 6 7 8
改变
150 81 218.2 99.5 135 150 102.1 117
前
改变
153 88 228 99.5 152 113.2 102.1 117
后
差值 3 7 9.8 0 17 -36.8 0 0
最高
153 88 228 99.5 152 155 102.1 117
出力
最低
87 58 132 60.5 98 95 60.1 63
出力
5.5.4. 检验是否存在输电阻塞现象
y1=110.4775+0.0826*153+0.0478*88+0.0528*228+0.1199*99.5-0.0257*152+0.1216*113.2+0.1 220*102.1-0.0015*117
y1 =173.4296 >165
y2=131.3521-0.0547*153+0.1275*88-0.0001*228+0.0332*99.5+0.0867*152-0.1127*113.2-0.018 6*102.1+0.0985*117
y2 =147.5298 <150
y3=-108.99281-0.0694*153+0.0620*88-0.1565*228-0.0099*99.5+0.01247*152+0.0024*113.2-0. 0028*102.1-0.2012*117
y3 =-172.4812 <160
y4=77.6116-0.0346*153-0.1028*88+0.2050*228-0.0209*99.5-0.0120*152+0.0057*113.2+0.1452 *102.13+0.0763*117
y4 =130.5095 <155
y5=133.1334-0.0003*153+0.2428*88-0.0647*228-0.0412*99.5-0.0655*152+0.0700*113.2-0.003 9*102.1-0.0092*117
y5 =132.0963 >132
y6=120.8481+0.2376*153-0.0607*88-0.0781*228-0.0929*99.5+0.0466*152-0.0003*113.2+0.166 4*102.1+0.0004*117
y6 =148.8944 <162
各线路的潮流限值为：
线路 1 2 3 4 5 6
潮流最大限值165 150 160 155 132 162
186.45 177 174.4 172.05 151.8 184.68
满足安全裕度
的最大限值
改变前潮值
177.2415 141.1811
-171.2970 129.7333 134.7212 148.5687 超过限值百分比
7% 0 0 0 2% 0 改变后潮值 173.4296 147.5298
-172.4812 130.5095 132.0963 148.8944
超过限值百分比
5% 0 0 0 0.07% 0 观察到，各线路的潮流限值的确比未调整前更接近潮流最大限值。调整方案可以采纳。
5.5.5阻塞费用的计算
根据对问题二的求解，得到阻塞费用的算法：
()()[]101010100%50a p p p a a a a C W ?-+???
?????-+?????
??+=α 可以算得到阻塞费用：
机组 出力改变差值 阻塞费用
1 3 （489-356）×3
2 7 （495-356）×7
3 9.8 0
4 0 0
5 17 （510-356）×7+（396-356）×10
6 -36.8 （C 0／20+α）×8.2+36.8×356
7 0 0
8 0 0
总费用 15950.8+（C 0／20+α）×8.2
五、模型分析
一．模型评价
本文利用线性回归模型，分别求解出六条线路潮流值与八个机组出力之间的近似表达式。此模型理论性强，具有一般性，在一定精度下具有可行性，简化运算，使之广泛应用。
在求解出力分配方案时，根据电力市场规则，精确求解，但计算较为繁琐，实用性较弱。
二．模型改进
对于各限路潮流值与各机组出力的近似表达式，我们采用了一次线性回归方程模型，如果采用完全二次多项式模型，计算会更复杂一些，但是结果会更精确。
对于阻塞费用的表达式，在对通过竞价取得发电权的发电容量（称序内容量）不能出力所引起的发电的成本提高和利润减少的部分进行补偿时，比例可以根据实际市场的需求和网方，发电方的协议进一步做精确的调整。
六、参考文献
[1]姜启源，谢金星，数学模型，高等教育出版社
[2]叶其孝，数学建模，机械工业出版社
[3]林雪松，周靖，MA TLAB 7.0应用集锦，机械工业出版社
七、附录
>> x0=[1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1];
>> x1=[120 133.02 129.63 158.77 145.32 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120];
x2=[73 73 73 73 73 78.596 75.45 90.487 83.848 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73];
x3=[180 180 180 180 180 180 180 180 180 231.39 198.48 212.64 190.55 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180 180];
x4=[80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 75.857 65.958 87.258 97.824 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80];
x5=[125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 150.71 141.58 132.37 156.93 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125];
x6=[125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 138.88 131.21 141.71 149.29 125 125 125 125 125 125 125 125];
x7=[81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 81.1 60.582 70.962 64.854 75.529 81.1 81.1 81.1 81.1];
x8=[90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 104.84 111.22 98.092 120.44];
>> y1=[164.78 165.81 165.51 167.93 166.79 164.94 164.8 165.59 165.21 167.43 165.71 166.45 165.23 164.23 163.04 165.54 166.88 164.07 164.27 164.57 163.89 166.35 165.54 166.75 167.69 162.21 163.54 162.7 164.06 164.66 164.7 164.67 164.69];
>> y2=[140.87 140.13 140.25 138.71 139.45 141.5 141.13 143.03 142.28 140.82 140.82 140.82 140.85 140.73 140.34 141.1 141.4 143.03 142.29 141.44 143.61 139.29 140.14 138.95 138.07 141.21 141 141.14 140.94 142.27 142.94 141.56 143.84];
>> y3=[-144.25 -145.14 -144.92 -146.91 -145.92 -143.84 -144.07 -143.16 -143.49 -152.26 -147.08 -149.33 -145.82 -144.18 -144.03 -144.32 -144.34 -140.97 -142.15 -143.3 -140.25 -144.2 -144.19 -144.17 -144.14 -144.13 -144.16 -144.21 -144.18 -147.2 -148.45 -145.88 -150.34];
>> y4=[119.09 118.63 118.7 117.72 118.13 118.43 118.82 117.24 117.96 129.58 122.85 125.75 121.16 119.12 119.31 118.84 118.67 118.75 118.85 119
118.64 119.1 119.09 119.15 119.19 116.03 117.56 116.74 118.24 120.21 120.68 119.68 121.34];
>> y5=[135.44 135.37 135.33 135.41 135.41 136.72 136.02 139.66 137.98 132.04 134.21 133.28 134.75 135.57 135.97 135.06 134.67 133.75 134.27 134.88 133.28 136.33 135.81 136.55 137.11 135.5 135.44 135.4 135.4 135.28 135.16 135.29 135.12];
>> y6=[157.69 160.76 159.98 166.81 163.64 157.22 157.5 156.59 156.96 153.6 156.23 155.09 156.77 157.2 156.31 158.26 159.28 158.83 158.37 158.01 159.12 157.59 157.67 157.59 157.65 154.26 155.93 154.88 156.68 157.65 157.63 157.61 157.64];
>> [b,bint,r,rint,stats]=regress(y1(:),[x0(:) x1(:) x2(:) x3(:) x4(:) x5(:) x6(:) x7(:) x8(:)])
b =
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r =
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1.0e+003 *
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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.360docs.net/doc/9d2763335.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