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1、第26卷第11期东北大学学报(自然科学版)Vol126,No.112005年11月JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Nov.2005文章编号:1005-3026(2005)11-1033-03PJM节点边际电价计算方法及其应用1231张瑞友,韩水,张近朱,汪定伟(1.东北大学信息科学与工程学院,辽宁沈阳110004;2.国家电力监管委员会东北监管局,辽宁沈阳110006;3.东北电力科学研究院,辽宁沈阳110006)摘要:对PJM电力市场进行了研究#PJM能量市场使用基于直
2、流潮流的安全约束经济调度,节点边际电价(LMP)中不考虑输电损失#在PJM方法的基础上增加了关于多条支路传输功率之和的约束,提出了基于支路集的功率传输分配系数矩阵#应用该方法对某电网进行了试算,结果表明,这种方法能为市场各方提供正确的价格信号,可与固定输电权一起很好地管理拥塞成本,值得借鉴#关键词:PJM;电力市场;安全约束经济调度;节点边际电价;拥塞管理中图分类号:F40716文献标识码:A由于电力系统中潮流计算与系统可靠性分析导纳矩阵(本文以电抗xij的倒数为支路导纳),H的复杂性,随着电力工业体制改革的不断深入和[6]为节点电
3、压相位向量#进而支路(i,j)的有功潮电力市场的不断发展,国内外专家学者对输电价流PL为ij格的计算这一亟待解决的问题进行了大量的研NN究[1~4]6(Xik-Xjk)Pk#LHi-Hjk=1Pij==,(2)节点边际电价(locationalmarginalpricing,xijxij-1LMP)定义为节点负荷增加后的供应成本,是联其中,X=B为节点阻抗矩阵,N为独立节点个邦能源监管委员会提出的标准化市场设计的一部数#分,和固定输电权一起于2002年被联邦能源监管[5]1.2功率传输分配系数矩阵[4]委员会作为建立高效竞争市场的一
4、种机制#功率传输分配系数矩阵T表示节点功率改美国东部PJM(Pennsylvania,NewJersey,变对支路功率的影响#首先计算降阶的功率传输Maryland)电力市场中使用直流潮流模型进行安0分配系数矩阵T,全约束经济调度,节点边际电价中不包括输电损0-1FT=BB,(3)[5]F失成本#本文在PJM原数学模型的基础上,根其中,B为降阶节点支路关联导纳矩阵,然后用据实际电网的需要,增设了关于多条支路传输功零向量添上参考节点对应的行,得到T#率之和的约束#运用以上方法对某区域电网进行2PJM中节点边际电价的计了试算,并对计算结
5、果进行了分析#[5,7,8]算1直流潮流方程与功率传输分配系2.1安全约束经济调度数矩阵G已知节点i负荷Li#机组个数N,其中机组1.1直流潮流方程g对应节点Ng,报价pg,容量Cg#支路(i,j)电抗根据电力系统的特点,有Lxij#具有容量限制支路的集合为G,其中支路NP=BH,(1)(j,j)IGL最大传输有功功率PM设决策变量机ij#N其中,P为节点注入有功功率向量,B为节点定组g实际出力为ug,可得线性规划模型:收稿日期:2005-01-12基金项目:国家自然科学基金资助项目(70431003)#作者简介:张瑞友(1979-
6、),男,辽宁朝阳人,东北大学博士研究生;韩水(1957-),男,辽宁沈阳人,国家电力监管委员会东北监管局教授级高级工程师,博士;张近朱(1953-),男,辽宁沈阳人,东北电力科学研究院教授级高级工程师;汪定伟(1948-),男,江西彭泽人,东北大学教授,博士生导师#1034东北大学学报(自然科学版)第26卷GN加关于支路之和的约束,在节点边际电价的计算min6pgug,(4)中定义基于支路集的功率传输分配系数矩阵#g=1GNN3.1安全约束经济调度s.t.6ug=6Li,(5)已知具有传输容量约束的断面集为GS,其中g=1i=1GS
7、0[ug[Cg,g=1,,,N,(6)断面s中包含的支路集Ss,最大传输有功功率Ps#MLML-Pij[Pij[Pij,(i,j)IG,(7)这样式(7)成为LSS其中,式(4)为极小化总购电费用,式(5)为能量平6Pjk[Ps,sIG#(12)(j,k)ISs衡约束,式(6)为机组容量约束,式(7)为支路容量式(8)代入式(2),式(2)代入式(12),整理得约束#GN节点i的注入有功功率为节点i的所有机组1(X66xjNg-XkNg)ug[g=1(j,k)ISjk出力之和减去节点i的负荷,即sN+1NS1SPi=6ug-Li,i
8、=1,,,N+1#(8)Ps+66x(Xjm-Xkm)Lm,sIG#N=im=1(j,k)ISjkgs式(8)代入式(2),式(2)代入式(7),整理得(13)NG3.2节点边际电价的计算6(XiN-XjN)ug[Ccg=1gg设发生