数学建模论文-电力市场的输电阻塞管理

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1、电力市场的输电阻塞管理()摘要本文主要讨论电力市场的输电阻塞管理问题，即在给出一个各机组出力预案后，检查它是否会引起输电阻塞。在发生输电阻塞时，根据安全且经济的原则，调整各机组的出力分配预案。首先，我们根据各机组的出力和各线路上对应的有功潮流值，对数据进行分析，建立了一个多元线性回归模型，给出了有功潮流关于出力的回归方程。其次，在电力市场交易规则下，以购电费用最小为目标，考虑分时竞价和分段竞价两种交易机制，分别建立了模型，并求出不同机制下各机组的出力分配预案，再检查分配预案是否出现输电阻塞。在发

2、生输电阻塞时，我们充分考虑网方和发电方的经济利益，设计了一种有效的阻塞费用计算规则，并对序内容量不能出力的部分给出一个补偿系数（），力求公平地对待序内容量不能出力的部分和报价高于高于清算价的序外容量出力的部分。在输电阻塞管理原则下，以阻塞费用最小和安全系数最大为目标，建立了一个多目标规划模型。在考虑安全系数时，根据每条线路上不同的潮流限值可以给定一个安全系数，使目标值都小于等于，将此目标函数转化为一个约束条件，从而得到一个单目标的简化模型。我们采用遗传算法进行随机搜索求出近似解，运行0.907秒

3、钟，可以得到一个效果较好的近似解。当负荷需求为982.4时，取在分时竞价机制下：出力分配预案为：，清算价为306，经检验会引起阻塞，调整方案为：，阻塞费用为1455；在分段竞价机制下：出力分配预案为：，清算价为303，经检验会引起阻塞，调整方案为：，阻塞费用为1592.03。当负荷需求为1052.8时，具体方案见正文。最后，在模型的改进中，我们对多目标规划中的目标函数转化为阻塞费用与预案总费用的比值和安全系数，对这两个目标通过一个偏好系数用给出单目标的线性函数。当时，对的不同取值给出不同的目标值

4、，并进行曲线拟合。我们进一步讨论调整方案后阻塞可否消除。当负荷为982.4时，阻塞可消除；当负荷为1052.8时，阻塞不可消除，要使用线路的安全裕度输电。关键词：多元线性回归分析线性规划多目标规划遗传算法时间切片法模拟38一、问题的重述电力从生产到使用的四大环节——发电、输电、配电和用电是在瞬间完成的。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，同时要制定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。l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

5、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（

6、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。设某电网有若干台发电机组和

7、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制，限制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。l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

8、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）38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