基于最优潮流的阻塞管理

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1、现代电力系统分析基于最优潮流的阻塞管理方法学好姓名指导老师23摘要本文介绍了在目前电力市场环境下，电网阻塞的定义、其产生的原因，以及阻塞的发生对电网带来的危害，然后介绍了基于最优潮流的电网阻塞解决办法其原理及步骤，最后列举了运用最优潮流解决电网阻塞的实例。23目录一、课题背景3二、阻塞管理的基本理论31．定义32.原因33.危害44.解决方法4三、基于最优潮流的阻塞管理方法5四、案例分析71.符号说明82.模型假设93.问题分析94.出力分配预案的给出95.题目中各因素的关系106.对题目中一些说法的解释107.模型建立与求解1123一、课题背景随

2、着我国电力工业体制改革的进一步深化和发展，电力逐步走向市场化已经成为不可逆转的趋势。输电系统开放(TOA)就是为了向发电市场提一个规范、公平的竞争环境而提出的，其实质就是输电网的所有者允许卖电者(主要指电力公司、独力发电商、电力销售商等)和购电者(如供电局等)使用其输电容量互相传输电力，而且必须实现传输容量的公平分配和管理，同时通过各种辅助服务的交易和调度，保证系统的供需平衡和安全可靠。输电网开放对电力系统的结构、运行、规划等带来很大的影响。在开放的输电系统中有三个问题需要解决：输电损耗；输电定价；输电阻塞管理。输电阻塞管理是开放输电系统运行的关键

3、问题，它关系到电力市场的运行效益和健康发展，对发电、输电的规划发展也有重要影响。虽然阻塞问题不是一个新问题，但是在电力系统市场化的进程中，由于市场的主体的变化，使这个问题的解决变得相当复杂，公平对待各个市场参与者并最大化其利益成为阻塞管理面临的重要问题。输电费用主要由4个部分组成：电能费用、机会费用、电网设备使用费用和电网扩建费用。其中的机会费用就是受电网传输容量的限制使电能的传输产生阻塞而引发的利润损失。如何进行传输拥塞管理(transmissioncongestionmanagement)，如何做到公平地对待每一个电网用户，已成为电力市场中的一

4、个核心问题。因此输电阻塞管理就是研究建立一套合理的解除阻塞的市场运行规则，使电力市场在短期和长期两方面运行在安全范围内，同时促进电力市场的公平竞争，提高电力市场的运行效益，从而达到电力工业解除管制、建立电力市场的目的。二、阻塞管理的基本理论1．定义输电阻塞(transmissioncongestion)是指输电系统由于本身网络的容量限制，不能满足所希望输电计划的状态。它通常指输电系统在正常运行或进行事故安全检查时出现了以下几种情况：1)输电线路或变压器有功潮流超过允许极限；2)节点电压越限；3)超过输电线路的热容量限制和系统稳定性的限制。2.原因在

5、实际的电力市场运作中，随着发电、用电市场规模的增大，功率流动的随23意性增大，而电力交易以利润最大化为导向，不可避免地出现输电费用较低的线路传输功率较大，发电成本较低的机组出力较大的情况，增加了发生阻塞的机会，特别是对于网络中原先输电能力较薄弱的区域内输电线路、变压器以及跨区域联络线来说，如果不采取任何干预措施，将会出现潮流越限的电能交易组合，形成阻塞。3.危害阻塞现象的发生将会影响到输电网络的安全与稳定运行，对输电定价和电厂竞价策略均会带来显著影响。输电阻塞的出现可以造成以下后果:无法建立新的电力交易合同;使己有的合同不可行:出现预料之外的强迫停

6、运;局部地区的电价垄断等。4.解决方法由于输电阻塞是由网络输电容量与输电计划之问的矛盾引起的，因此要合理解决输电阻塞实际上应该分两步进行：1)尽可能通过调整网络结构和控制器参数改变网络潮流，以化解阻塞，从而避免更改发电计划及由此引起的附加阻塞费用，使发电方案最优。实际电网可以通过控制母线运行方式(拓扑结构调整)以及调节变压器抽头、移相器、操作FACTS装置，特别是串联装置等操作整合完成。2)当运行优化无法满足所希望的输电计划时，在公平竞争和资源优化的约束下，以经济性为目标，合理调整各市场参与者的输电计划，保证系统的安全可靠运行。具体可采用以下3种手

7、段：a．基于集中优化，用最优潮流(OPF)方法或依靠独立系统运行员(IS0)控制阻塞。采用此方法时，发电者按其所在区域的价格收费，负荷按其所在区域的价格付费。OPF方法就是通过区域价格的差异来控制系统的潮流和处理阻塞问题以维持系统安全。ISO在系统阻塞时收集了区域价格差异的余额，可以将其作为合同网络权(contractnetworkright)的来源，而合同网络权是用来作为控制阻塞时价格变化的金融手段。此方法易于实施，但是价格统一确定后，市场参与者无法根据当前的价格调整交易计划，缺少市场反馈。b．利用事前市场的价格信号，在实行运行前利用阻塞限制发电

8、机的计划发电量来延迟阻塞发生，当然，一些阻塞还是会实时产生并要通过集中控制来解决。此方法可以结合费率、定价区域和产品返销等