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电力市场的输电阻塞管理—全国数学建模大赛.doc
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电力市场的输电阻塞管理—全国数学建模大赛.doc
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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,建立了的数学模型。然后 ,,
y , f x , x , x , x , x , x,x , x i 1 2 3 4 5 6 7 8
利用 M A T L A B 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 5 0 % , 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
1
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 1 5 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 A G C 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。
2
( 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。
,表 3 、 表 4 和 表 5 分 别 给 出 了 各 3 . 假 设 下 一 个 时 段 预 报 的 负 荷 需 求 是
98 2 . 4 MW
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 10 5 2 . 8 MW , 重 复 3 ~ 4 的 工 作 。
二、问题分析
我们进行了如下的分析 :
S t e p1 : 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 98 2 . 4 M W ,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 。
S t e p2 : 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 M A T L A B 得 到 具 体 参 数,
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