電力市場輸電阻塞管理模型數(shù)學(xué)建模全國賽優(yōu)秀論文

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1、電力市場輸電阻塞管理模型（軒轅楊杰整理）木文通過設(shè)計合理的阻塞費用計算規(guī)則，建立了電力市場的輸電阻塞管理模型。首先通過對各機組岀力方案實驗數(shù)據(jù)的分析，用最小二乘法進(jìn)行擬合，得到了各線路上有功潮流關(guān)于各發(fā)電機組出力的近似表達(dá)式。按照電力市場規(guī)則，確定各機組的出力分配預(yù)案。如果執(zhí)行該預(yù)案會發(fā)生輸電阻塞，則調(diào)整方案，并對引起的部分序內(nèi)容量和序外容量的收益損失，設(shè)計了阻塞費用計算規(guī)則。我們引入危險因了反映輸電線路的安全性，根據(jù)安全且經(jīng)濟(jì)的原則，把輸電阻塞管理問題歸結(jié)為：以求解阻塞費用和危險因子最小值為目標(biāo)的雙目標(biāo)規(guī)劃問題。采用

2、“兩步走”的策略，把雙目標(biāo)規(guī)劃轉(zhuǎn)化為兩次單目標(biāo)規(guī)劃：首先以危險因子為目標(biāo)函數(shù)，得到其最小值；然后以其最小值為約束，找出使阻塞管理費用最小的機組出力分配方案。當(dāng)預(yù)報負(fù)荷為982.4MW時，分配預(yù)案的清算價為303元餉必，購電成本為74416.8元，此時發(fā)生輸電阻塞，經(jīng)過調(diào)整后可以消除，阻塞費用為3264元。當(dāng)預(yù)報負(fù)荷為1052.8MW時,分配預(yù)案的清算價為356元/MW/?,購電成木為93699.2元，此時發(fā)生輸電阻塞，經(jīng)過調(diào)整后可以使用線路的安全裕度輸電，阻塞費用為1437.5丿Lo進(jìn)一步，我們分析了各線路的潮流限值調(diào)

3、整對最大負(fù)荷的影響，并據(jù)此給電網(wǎng)公司提出了建議O最后，我們對模型進(jìn)行了評價，并提岀了模型的改進(jìn)方案。一、問題的重述我國屯力系統(tǒng)的市場化改革正在積極、穩(wěn)步地進(jìn)行，隨著用電緊張的緩解，屯力市場化將進(jìn)入新一輪的發(fā)展，這給有關(guān)產(chǎn)業(yè)和研究部門帶來了可預(yù)期的機遇和挑戰(zhàn)。電網(wǎng)公司在組織電力的交易、調(diào)度和配送時，必須遵循電網(wǎng)“安全第一”的原則，同時按照購電費用最小的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，制訂如下電力市場交易規(guī)則：1、以15分鐘為一個時段組織交易，每臺機組在當(dāng)前時段開始時刻前給出下一個時段的報價。各機組將可用出力由低到高分成至多10段報價，每個段的

4、長度稱為段容量,每個段容量報一個段價，段價按段序數(shù)單調(diào)不減。2、在當(dāng)前時段內(nèi)，市場交易■調(diào)度小心根據(jù)下一個時段的負(fù)荷預(yù)報、每臺機組的報價、當(dāng)前出力和出力改變速率，按段價從低到高選取各機組的段容量或其部分，直到它們Z和等于預(yù)報的負(fù)荷，這時每個機組被選入的段容量或其部分Z和形成該時段該機組的岀力分配預(yù)案。最后一個被選入的段價稱為該吋段的清算價，該時段全部機組的所有出力均按清算價結(jié)算。電網(wǎng)上的每條線路上有功潮流的絕對值有一安全限值，限值述具有一定的相對安全裕度。如果各機組出力分配方案使某條線路上的有功潮流的絕對值超出限值，稱

5、為輸電阻塞。當(dāng)發(fā)生輸電阻塞時，需要按照以下原則進(jìn)行調(diào)整：1、調(diào)整各機組出力分配方案使得輸電阻塞消除；2、如果1做不到，可以使用線路的安全裕度輸電，以避免拉閘限電，但要使每條線路上潮流的絕對值超過限值的百分比盡量小；3、如果無論怎樣分配機組出力都無法使每條線路上的潮流絕對值超過限值的百分比小于相對安全裕度，則必須在用電側(cè)拉閘限電。調(diào)整分配預(yù)案后，一些通過競價取得發(fā)電權(quán)的發(fā)電容量不能出力；而一些在競價中未取得發(fā)電權(quán)的發(fā)電容量要在低于對應(yīng)報價的清算價上出力。因此，發(fā)電商和網(wǎng)方將產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)利益沖突。網(wǎng)方應(yīng)該為因輸電阻塞而不能執(zhí)行

6、初始交易結(jié)果付出代價，網(wǎng)方在結(jié)算時應(yīng)該適當(dāng)?shù)亟o發(fā)電商以經(jīng)濟(jì)補償，由此引起的費用稱之為阻塞費用。網(wǎng)方在電網(wǎng)安全運行的保證下應(yīng)當(dāng)同時考慮盡量減少阻塞費用。現(xiàn)在需要完成的工作如下：1、某電網(wǎng)有8臺發(fā)電機組，6條主要線路，附件1中表1和表2的方案0給出了各機組的當(dāng)前出力和各線路上對應(yīng)的有功潮流值，方案1?32給出了圍繞方案0的一些實驗數(shù)據(jù)，試用這些數(shù)據(jù)確定各線路上有功潮流關(guān)于各發(fā)電機組出力的近似表達(dá)式。2、設(shè)計一種簡明、合理的阻塞費用計算規(guī)則，除考慮電力市場規(guī)則外，還需注意:在輸電阻塞發(fā)生吋公平地對待序內(nèi)容量不能出力的部分和報

7、價高于清算價的序外容量出力的部分。3、假設(shè)下一個時段預(yù)報的負(fù)荷需求是982.4MW,附件1屮的表3、表4和表5分別給出了各機組的段容量、段價和爬坡速率的數(shù)據(jù)，試按照電力由場規(guī)則給岀下一個時段各機組的出力分配預(yù)案。4、按照表6給出的潮流限值，檢查得到的出力分配預(yù)案是否會引起輸電阻塞，并在發(fā)生輸電阻塞時，根據(jù)安全口經(jīng)濟(jì)的原則，調(diào)整各機組出力分配方案，并給岀與該方案相應(yīng)的阻塞費用。5、假設(shè)下一個時段預(yù)報的負(fù)荷需求是1052.8MW,重復(fù)3?4的工作。二、問題的分析市場交易■調(diào)度中心在一個時段內(nèi)的工作流程如圖1所示。首先根據(jù)電

8、力市場交易規(guī)則及負(fù)荷預(yù)報需求確定下一時段各機組出力的分配預(yù)案，再通過計算各線路潮流值判斷是否會出現(xiàn)輸電阻塞。若出現(xiàn)，則按輸電阻塞管理原則對預(yù)案進(jìn)行調(diào)整。前時段開始Y當(dāng)前時段結(jié)束進(jìn)入下一時段圖1市場交易■調(diào)度屮心工作流程圖根據(jù)功率的疊加原理，各線路上有功潮流應(yīng)為各發(fā)電機組出力的線性組合，考慮對所有實驗數(shù)據(jù)采用最小二乘法進(jìn)行線性擬合，