数模论文集2004-电力市场的输电阻塞问题

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1、电力市场的输电阻塞问题参赛队员：臧海成（软件工程学院），蒋文（软件工程学院），吴正华（软件工程学院）指导教师：刘琼芳参赛单位：重庆大学参赛时间：2004年9月17∼20日1电力市场的输电阻塞问题【摘要】本问题考虑当电力系统中的发电侧在各条线路上的输电产生阻塞时，如何对各线路的输电量进行优化安排，使输电以既安全又经济的方式进行，安全即各线路传输尽量在限值内（尽量少用安全裕度），经济即产生的阻塞费用尽量小，该问题可归结为一个带约束的组合优化问题，是NP难题。首先对于问题一，我们根据提供的数据建立线性回归模型，得出各线路上

2、的有功潮流值关于各发电机组出力值的近似表达式。对于问题二，设计简明、合理的计算阻塞费用的规则，根据序内容量与序外容量的变化得出三种产生阻塞费用的方式，①序内容量减少时的阻塞费用为∆p*C*k；②序外容量i01增加时的阻塞费用为()p+∆pC*(−C)*k；（k,k网方决定赔偿的比例系数）③序内iib0212容量和序外容量无变化时阻塞费用为零。针对问题三，在考虑爬坡速率和各线路上的潮流限制的约束下，建立了网方总购电费用最小为目标函数的优化模型，利用贪婪算法思想设计了求解的方法。我们还建立了一个关于线性规划的模型，利用l

3、indo进行求解得出划分三种调度方案的阀值点983.4828，1094.6，当预测负荷小于983.4828时，采用输电阻塞管理原则（1）进行调度；当预测负荷介于983.4828与1094.6，在输电阻塞管理原则（2）进行调度；当预测负荷大于1094.6时，只能采用输电阻塞管理原则（3）拉闸减少负荷后再进行调度。对于问题四，建立了在输电阻塞管理原则（1）情况下，以调度后阻塞费用最小为目标建立模型，为了易于计算将目标函数进行转化，变为各个机组出力的变化值的绝对值之和最小，在预测负荷为982.4MW，得出阻塞费用最小为20

4、208.23元。同样对于问题五，我们建立了在采用输电阻塞管理原则（2）情况下，以各条线路上的潮流绝对值超过限值的百分比之和最小为目标建立模型，我们以安全为主要考虑因素，阻塞费用其次，作为该模型的约束条件，并用贪婪法和逐步优化方法设计出求解的算法，得到了较好的结果。作为模型的推广，我们考虑输电阻塞管理原则（3）的情况，强制用电方拉闸限电，这时仍然以输电的安全作为第一原则，所以拉闸的限电量要使用电负荷减到第一个阀值点983.4828。然后采用问题四建立的模型进行求解。关键词：条件约束线性规划阻塞费用贪婪算法2一问题的重述

5、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）取决与电网结构和各发电机组的出力情况。电网每条线路上的有功潮流的绝对值——安全限值，限值还具有一定的相对裕度。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，就出现了输电阻塞。当发生输电阻塞时，需要研究如何制定既安全又经济的调度方案。需要解决的问题如下：1．设某电网有8台发电机组，6条主要线路，根据已给出的各机组的当前出力和线路上对应的有功潮流值，有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

6、、合理的阻塞费用计算规则，除考虑电力市场规则外，还要注意在输电阻塞发生时公平的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部分。3．假设下一个时段预报的负荷需求是982.4MW，根据题目中给出的各机组的段容量、段价和爬坡速率的数据，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．检验各线路上是否会出现输电阻塞（潮流值是否超过潮流限制），如果发生输电阻塞，根据安全且经济的原则，调整各机组的出力分配预案，并给出相应的阻塞费用。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。二问题的假

7、设1．发电、输电、配电和用电瞬间完成。2．不考虑电网的网损。3．发电方的机组的费用三均按清算价结算。4．假设在解决发电方和网方的利益冲突时，他们协商了一个赔偿系数k位于0.6—0.8。5．在考虑安全和经济的情况下，必须遵循电网原则，即“安全第一”。6．各机组工作互不影响。7.各机组和电网正常工作。三符号说明1．P：表示机组i在下一时段内出力值的下限值。imin2．P：表示机组i在下一时段内出力值的上限值。imax3．P：表示机组i在某一时段内出力值。i4．P：表示机组i在当前时段内的出力值。0i5．V：表示机组i的爬

8、坡速率。i36．∆t：一交易时段的长度（本题目中∆t=15）。7．C：某时段的清算价。08．C：机组某段容量的报价。b9．W：机组i的赔偿费用。i10．G：机组的个数。11．G：线路的条数。0'12．P：机组ｉ在调整后的出力。i13．y：线路j的潮流值。j14．M：预测负荷值。四问题的分析、建模及求解1.问题（一）1.1问题的分析设某电网是由若