（電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)論文）電力市場(chǎng)下的無功電價(jià)研究.pdf

天津大學(xué)碩士學(xué)位論文a b s t r a c t a bs t r a c t t h ei s s u e so fr e a c t i v ep o w e ro p t i m i z a t i o n ，r e a c t i v ep o w e rs e r v i c e sc o s t i n ga n d p r i c i n ga r eo fg r e a ts i g n i f i c a n c e e s p e c i a l l y , i ti sc l o s e l yr e l a t e dt ot h es e c u r i t ya n d s t a b i l i t yo fp o w e rm a r k e to p e r a t i o n h o w e v e r , a st h er e s e a r c ho ni th a sn o tr e c e i v e d s i g n i f i c a n ta t t e n t i o nu n t i lr e c e n t l y , t h et h e o r yo ni ti ss t i l ln o tw e l ld e f i n e dt h i st h e s i s p r e s e n t st h ep r e l i m i n a r ya n a l y s i sa n dr e s e a r c ha b o u tt h er e a c t i v ep o w e rc o s t i n ga n d p r i c i n gi nt h ep o w e rm a r k e te n v i r o n m e n t em a i nc o n t r i b u t i o n so ft h et h e s i sa sf o l l o w ： a tf h s t ，t h et h e s i ss y s t e m a t i c a l l yr e v i e w sa n ds u m m a r i z e so fr e a c t i v ep o w e r s e r v i c ea n dt h er e a c t i v ep o w e r p r i c i n gi n s i d ea n d o u t s i d et h ec o u n t r y ； t h es e c o n d ，i nv i e wo ft h ee l e c t r i c i 移g e n e r a t i o nm a r k e t ，an e wm e t h o dt od r a w u pt h et w o p a r tt a r i f ff o rr e a c t i v ep o w e ri sp r o p o s e d t a k i n gt h ep o w e rf l o we q u a t i o n a 8t h ee q u a l i t yc o n s t r a i n ta n dt h eo p e r a t i o na n ds e c u r i t yc o n s t r a i n t sa st h ei n e q u a l i t y c o n s t r a i n t s ，t h eo p t i m a lr e a c t i v ep o w e rc o s ti st h eo b j e c t i v ef u n c t i o ni nt h ep r o p o s e d m o d e l t h em a i ni d e ao ft h ep r o p o s e dr e a c t i v ep o w e rm o d e li sa sf o l l o w i n g ：o nt h e o n eh a n di ne l e c t r i c i t ym a r k e te n v i r o n m e n tt h er e a c t i v ep o w e rs o u r c ep a r t i c i p a t e st h e c o m p e t i t i o nb yi t sc o s tt o s o l v et h ed e f i c i e n tc o m p e n s a t i o no fr e a c t i v ep o w e r o p e r a t i o nc o s tu n d e re x i s t i n go n e p a r te l e c t r i c i t yp r i c i n gm o d e ，o nt h eo t h e rh a n da n e wc a p a c i t yp r i c ed e c o m p o s i t i o ns c h e m ef o rr e a c t i v ep o w e ri sp u tf o r w a r dt os o l v e u n s t r u c t u r e dp r o b l e mo fc o s tr e c o v e r yf o rr e a c t i v ep o w e ri n v e s t m e n ti ne x i s t i n g o n e - p a r te l e c t r i c i t yp r i c i n gm o d e t h u san e wt w o - s t e pr e a c t i v ep o w e rp r i c i n gm o d e l t h a tc o n s i s t so fe n e r g yp r i c ea n dc a p a b i l i t yp r i c ei sf o r m e d 。o nt h eb a s eo ft h i s ，t h e t h e s i sp r o p o s e san e wa n a l y s e sm e t h o d sa n da r i t h m e t i ca b o u tt h ec o s t i n go f c o m p e n s a t e ds e r v i c e sa n dt h ep r i c i n go f e l e c t r i cp o w e r a tl a s t , as o f t w a r ei sp r o g r a m m e dt oc a l c u l a t et h ec o s t so fc o m p e n s a t e dr e a c t i v e p o w e re l e c t r i c i t yp r i c e t h er e s u l t sg a i n e db ym a k i n ge x a m i n a t i o n0 1 1d i e5a n di e e e 14 s y s t e m sa r es a t i s f a c t o r y k e y w o r d s ：e l e c t r i c i t ym a r k e t ，p r i c i n go f r e a c t i v ep o w e r s ，o p p o r t u n i t yc o s t s ， s p o tp r i c e ，o p t i m a lp o w e rf l o w ，e n e r g yp r i c e 、c a p a b i l i t yp r i c e 薹l 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表 或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得丞童盤堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證 書而使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中 作了明確的說明并表示了謝意。 靴糍輒牌期：炒j 7 年多卵日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解墨奎盤堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。 特授權(quán)鑫鎣盤堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢 索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校 向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明) 文作：炒 簽字日期：砂即7 年多月尸日 導(dǎo)師虢l 李六牛導(dǎo)師簽名：l 考六半 簽字日期： d 1 年6 月2 9 日 ， 天津大學(xué)碩學(xué)位論文 第一章緒論 1 1 電力市場(chǎng)概述 1 1 1 電力市場(chǎng)的定義 緒論 電力市場(chǎng)是采用法德、經(jīng)濟(jì)等手段，本著公平競(jìng)爭(zhēng)、自愿互利的原則， 對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、供電、用戶等各成員組織協(xié)調(diào)運(yùn)行的管理機(jī)制和執(zhí)行 系統(tǒng)的總和。 根據(jù)以上定義，電力市場(chǎng)首先是一種管理機(jī)制。這種機(jī)制與傳統(tǒng)的行政 命令的機(jī)制不同，主要采用經(jīng)濟(jì)的手段進(jìn)行管理。所以電力市場(chǎng)的基本原則是公 平競(jìng)爭(zhēng)、自愿互利。同時(shí)，電力市場(chǎng)還是體現(xiàn)這種管理機(jī)制的執(zhí)行系統(tǒng)，包括貿(mào) 易場(chǎng)所、計(jì)量系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。 1 , 1 。2 電力市場(chǎng)的基本特征 電力市場(chǎng)的基本特征是：開放性、競(jìng)爭(zhēng)性、計(jì)劃性和協(xié)調(diào)性。與傳統(tǒng)的壟斷 電力系統(tǒng)相比，電力市場(chǎng)具有開放性和競(jìng)爭(zhēng)性；與普通的商品市場(chǎng)相比，電力市 場(chǎng)又具有計(jì)劃性和協(xié)作性。電力系統(tǒng)是相互緊密聯(lián)系的，任一成員的操作，均將 對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生影響。所以要求電力市場(chǎng)中的電力生產(chǎn)、使用、交換具有計(jì)劃性。 同時(shí)由于電力系統(tǒng)要求隨時(shí)做到供需平衡，所以要求電力市場(chǎng)中的供應(yīng)者之間、 供應(yīng)者與用戶之間能相互協(xié)調(diào)。 1 1 3 電價(jià)是電力市場(chǎng)的杠桿和核心內(nèi)容 電力市場(chǎng)要采用經(jīng)濟(jì)手段管理各成員，電價(jià)則是體現(xiàn)管理思想的工具。所以 確定電價(jià)原則、計(jì)算交易電價(jià)是電力市場(chǎng)的重要內(nèi)容。 l 。1 4 用戶 電力市場(chǎng)與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，提高了用戶的地位。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中， 用戶被視為被動(dòng)的負(fù)荷；而在電力市場(chǎng)中，用戶具有主動(dòng)性。 電力市場(chǎng)的成員，往往同時(shí)具有供應(yīng)者和用戶的雙重身份。當(dāng)某成員( 例如 某電力公司) 有富裕的電能向其他電力公司傳送時(shí)，它具有供應(yīng)者的身份，而當(dāng) 它從其他電力公司購(gòu)電時(shí)，又具有了用戶的身份。 天津大學(xué)磺學(xué)佼論文 第一章緒論 1 1 5 電力市場(chǎng)的基本原則 建立電力市場(chǎng)的目的是在電力系統(tǒng)中引進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。一個(gè)充滿競(jìng)爭(zhēng)的電力市 場(chǎng)中，參與者之間都是平等的。所以電力市場(chǎng)最基本的原則是公平。對(duì)予發(fā)電廠， 平等的市場(chǎng)環(huán)境能夠促進(jìn)競(jìng)爭(zhēng)，激勵(lì)各發(fā)電廠提高生效率，降低成本，增加活力。 對(duì)于用戶，按真實(shí)的供電成本收費(fèi)，盡量減少用戶間補(bǔ)貼是保證用戶間平等的根 本點(diǎn)。為了保證電力市場(chǎng)公平競(jìng)爭(zhēng)的原則，必須做到：( 1 ) 電力市場(chǎng)要有公開性 ( 包括成本、定價(jià)、計(jì)量、計(jì)劃等) ，以便監(jiān)督；( 2 ) 擴(kuò)大自由選擇權(quán)力，保證 電網(wǎng)的開放；( 3 ) 必須建設(shè)有關(guān)法令、規(guī)約，以便使競(jìng)爭(zhēng)規(guī)范化。 1 發(fā)電廠間的平等競(jìng)爭(zhēng) 在電力市場(chǎng)中，發(fā)電廠最關(guān)心的問題有兩個(gè)：發(fā)電計(jì)劃和上網(wǎng)電價(jià)。所謂上 網(wǎng)電價(jià)，是指電網(wǎng)向發(fā)電廠購(gòu)電時(shí)，在電網(wǎng)相應(yīng)計(jì)量點(diǎn)的電價(jià)。 美圜的獨(dú)立發(fā)電廠通過合同的形式確定發(fā)電計(jì)劃翻電價(jià)結(jié)算辦法。發(fā)電廠和 電力公司聞簽訂貿(mào)易合同，在合同中明確規(guī)定發(fā)電廠的發(fā)電計(jì)劃、結(jié)算電價(jià)、計(jì) 量點(diǎn)及違約處罰辦法等。擁有發(fā)電廠、用戶和翰、配電網(wǎng)的各電力公司之閱的電 力貿(mào)易，也采用合同的形式。8 0 年代出現(xiàn)的巍力經(jīng)紀(jì)人機(jī)構(gòu)，實(shí)際是一種交易 中介入，在買、賣方之間進(jìn)行貿(mào)易匹配，并分配利潤(rùn)，貿(mào)易仍由合同來完成，特 殊的是，經(jīng)紀(jì)人機(jī)構(gòu)要負(fù)責(zé)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行、分配備渭、協(xié)調(diào)維修等。 英國(guó)電力市場(chǎng)，既有集中買賣型，也有合同型。集中買賣型，是指由電力聯(lián) 合運(yùn)營(yíng)中心購(gòu)買所有參與電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心貿(mào)易的發(fā)電廠的電量，再賣給地區(qū)供 電公司或大用戶( 1 m w 及以上) 。其具體做法為：首先由各發(fā)電廠提前向電力聯(lián) 合運(yùn)營(yíng)中心上報(bào)機(jī)組邊際運(yùn)行成本，再由電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心根據(jù)系統(tǒng)的負(fù)荷預(yù)測(cè) 值，按照全網(wǎng)成本最低的尋優(yōu)條件，確定發(fā)電機(jī)組的起、停及其發(fā)電量，并根據(jù) 邊際機(jī)組的上報(bào)運(yùn)行成本，確定統(tǒng)一上網(wǎng)電價(jià)即市場(chǎng)購(gòu)買電價(jià)p p p ，以此結(jié)算運(yùn) 行機(jī)組的電費(fèi)。另外，電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心還允許發(fā)電廠與大用戶直接簽訂合同， 確定交易方式。 電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心必須實(shí)事求是地依照各發(fā)電廠邊際運(yùn)行成本編制發(fā)電計(jì) 劃，不能有所偏向。為此，不允許電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心擁有發(fā)電廠。 按統(tǒng)一上網(wǎng)電價(jià)結(jié)算，有利于皴勵(lì)各發(fā)電廠降低運(yùn)行成本，挖掘潛力，提高 效率。如果某發(fā)電廠的邊際運(yùn)行成本比上網(wǎng)電價(jià)低得越多，則獲剝?cè)蕉?；如果運(yùn) 行成本高于上網(wǎng)電價(jià)，則將失去發(fā)電機(jī)會(huì)；如果運(yùn)行成本大致等于上網(wǎng)電份( 如 邊際機(jī)組) ，則將無利可圖。 天津大學(xué)頸士學(xué)譴論文第一章緒論 2 用戶闖的平等 在電力市場(chǎng)中，必須保證用戶是平等的。但這并不意味著用戶的電價(jià)是絕對(duì) 一樣的。由于用戶用電水平和性質(zhì)的不同，對(duì)不同釉類的用戶收取相同的電費(fèi)實(shí) 際上是將供電費(fèi)用絕對(duì)平攤。這樣，供電成本低的用戶補(bǔ)貼了供電成本高的用戶。 這是不公平的。 真正的平等，必須按用戶的實(shí)際供電成本收費(fèi)，對(duì)不同爝電種類，進(jìn)行公正 合理的成本分?jǐn)?，盡量減少耀戶問的補(bǔ)貼。 ( 1 ) 按電壓等級(jí)分類。不同電壓等級(jí)的用戶，因其所需的網(wǎng)絡(luò)移交、配電主 設(shè)備不同，應(yīng)區(qū)別對(duì)待。一般說來，電壓等級(jí)高的用戶，所需交、配電設(shè)備較少， 電價(jià)較低；反之，電壓等級(jí)較低的用戶，電價(jià)應(yīng)較高。 ( 2 ) 電價(jià)中應(yīng)考慮需量要求。由于各種用戶用電情況的不兩，有的容量大、 負(fù)荷率低、用電量少，有的負(fù)荷率高，用電量大，所以應(yīng)該將供電成本分成固定 費(fèi)和可變費(fèi)。固定費(fèi)是按供電設(shè)備容量大小而定的費(fèi)用，可變費(fèi)是按使用的電量 而定的費(fèi)用。在電價(jià)中，相應(yīng)地分為電力電價(jià)和電量電價(jià)兩部分，以此構(gòu)成兩部 制電價(jià)。 ( 3 ) 無功的影響。用戶受荷的無功功率對(duì)供電設(shè)備的充分利用和電壓質(zhì)量影 響很大。因此，對(duì)大工業(yè)用戶采用根據(jù)功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的辦法。這種方法雖簡(jiǎn) 便易行，但是對(duì)用戶的費(fèi)用分?jǐn)偛槐M合理。對(duì)大用戶來說，由予有功消耗大，即 使消耗較大無功功率，其功率因數(shù)只要大予0 8 5 ，就可以不用為所消耗的無功繳 納電費(fèi)；相愛，對(duì)于小用戶來說，由于有功消費(fèi)小，當(dāng)消耗較小豹無功功率時(shí)， 其功率因數(shù)可能小于o 8 5 ，就必須繳納相應(yīng)的無功罰款。制定無功電價(jià)j 按用戶 實(shí)際消耗的無功電覆計(jì)算無功電費(fèi)，可以合理地分?jǐn)傁到y(tǒng)的無功供電成本。 ( 蓮) 按供電可靠性的不同兩分類。由予電能的不可存貯性，決定了電力商品 的特殊性，即電力生產(chǎn)必須與負(fù)荷相匹配。但由子負(fù)荷交化的隨機(jī)性和發(fā)、輸、 配電設(shè)備故障的隨機(jī)性，不可能保證絕對(duì)連續(xù)不斷的供電，可熊會(huì)斑現(xiàn)緊急停電、 有計(jì)劃拉閘限電。 根據(jù)用戶對(duì)供電可靠 生的不同要求，將用戶負(fù)荷分為蘭類。第一類負(fù)荷指的 是重要的電力用戶，如醫(yī)院、政府機(jī)關(guān)等，享有最高的可靠性水平；第二類負(fù)荷 指中斷供電會(huì)引起嚴(yán)重減產(chǎn)或停工、交通阻塞和大部居民生活被打亂，第三類用 戶的可靠性最低，一般指短時(shí)停電造成的損失不大的用戶。 但是，在電價(jià)上，這三類負(fù)荷卻沒有區(qū)別，這是不公平的。在電力市場(chǎng)中， 3 天津大學(xué)頊圭學(xué)位論文第一搴緒論 要體現(xiàn)對(duì)用戶的公平性，就必須對(duì)不同供電可靠性的用戶，制定不同的電價(jià)。 對(duì)用戶進(jìn)行供電可靠性分類的依據(jù)是用戶的停電損失。一般說來，停電可以 分為突然停電和預(yù)先安排停電，它們的停電損失是不一樣的。一般所說的停電損 失，是攢突然停電聯(lián)造成約損失。停電損失的評(píng)估，除對(duì)直接經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估釙， 還應(yīng)考慮到些非經(jīng)濟(jì)性的因素，諸如醫(yī)院停電可能造成醫(yī)療事赦，煤礦停電可 能威脅人的生命，體育比賽或政府部門的籜毫可能造成政治影響等。在停電損失 值的基礎(chǔ)上，對(duì)用戶進(jìn)行分類，并給出定量豹可靠性指標(biāo)。對(duì)不同可靠性水平的 用戶，應(yīng)收取不同的電費(fèi)，因?yàn)椴煌煽啃缘墓╇姵杀臼遣灰粯拥摹?對(duì)用戶來說，增加了選擇的余地。用戶可以選擇通過支付較高的電費(fèi)獲取較 高供電可靠性的電能( 這可能沈使用自備發(fā)電機(jī)或不停電電源合算) ；也可選擇 較低可靠性水平的供電，少支出電費(fèi)；當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)，在自身?xiàng)l件允許情況下減 少負(fù)荷，還可獲得電價(jià)折扣的好處。對(duì)供電方來說，雖然少收了電費(fèi)，但由于廂 戶承擔(dān)了部分備用費(fèi)用，供電的總成本下降了。所以對(duì)供電可靠性水平進(jìn)行分類 收費(fèi)，是對(duì)供、用電雙方均有利的事，最主要的是它體現(xiàn)了對(duì)用戶的公平原則。 然麗，當(dāng)用戶選擇了一定供電可靠性水平盾，如果供電水平未達(dá)到，則應(yīng)考 慮賠償問題。賠償金額也可以參照停電損失值來制定。 ( 5 ) 系統(tǒng)供籬情況不同，電價(jià)也應(yīng)不一樣。由于負(fù)荷的隨機(jī)變化，或發(fā)、輸、 配電設(shè)餐的故障，電斃的供需情況是不斷變化的，供電成本也是隨之變化的。即 使網(wǎng)一用戶，不同時(shí)聞耀電時(shí)，對(duì)其供電的成本是不同的。為了反映這種差別， 盡蘸各慝普遍使用峰谷電價(jià)，包括隧峰谷電價(jià)、季節(jié)峰谷電價(jià)。目前，我國(guó)在部 分地區(qū)執(zhí)行墨峰谷電價(jià)，沒有季節(jié)峰谷電價(jià)。但是，負(fù)荷和發(fā)電能力都具有一定 的隨機(jī)性，每天的峰、谷時(shí)段及供需狀況都是變化的。然兩峰谷電價(jià)對(duì)每天峰、 谷時(shí)段的劃分是固定的，因此峰谷電價(jià)僅是統(tǒng)計(jì)意義上的近似。為此，囂前各國(guó) 都在研究實(shí)時(shí)電價(jià)，郎對(duì)電力系統(tǒng)供需狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，得出比較真實(shí)的供電 成本。美國(guó)部分電力公司將其作為用電側(cè)的管理計(jì)劃麗試行；澳大利駐于1 9 9 5 年7 月在全國(guó)實(shí)行這種實(shí)時(shí)電價(jià)；英國(guó)電力市場(chǎng)已全面實(shí)行；法國(guó)推出的可調(diào)用 電電價(jià)和高峰電價(jià)，就是向?qū)崟r(shí)電價(jià)的過渡。 3 電力市場(chǎng)的公開性 在電力市場(chǎng)中，為保證貫徹公平性這一基本原則，必須具有一定的公開性， 以便監(jiān)督。 電價(jià)是人們最關(guān)心的問題，必須公開發(fā)電廠的上網(wǎng)電價(jià)和用戶的用電電價(jià) 4 天津大學(xué)磺士學(xué)位論文 第章緒論 ( 包括備種類型的電價(jià)) 。發(fā)電廠根據(jù)上網(wǎng)電價(jià)，隨時(shí)了解自己發(fā)電廠的運(yùn)行經(jīng) 濟(jì)狀況；用戶可依據(jù)用電電價(jià)制訂最優(yōu)用電計(jì)劃和調(diào)整用電結(jié)構(gòu)，從而，通過電 價(jià)這一杠桿可將供、用電雙方聯(lián)系起來。 總之，電力市場(chǎng)必須使參與者對(duì)市場(chǎng)的管理、運(yùn)行方法有所了解，從面做出 合理的選擇，同時(shí)也保證了電力市場(chǎng)公平性的原則。 4 。電力市場(chǎng)應(yīng)擴(kuò)大參與者自由選擇的權(quán)力 如果單純從市場(chǎng)的角度來看，市場(chǎng)應(yīng)滿足參與者自由選擇的權(quán)力，即供方有 選擇用戶的權(quán)力，用戶有選擇供方豹權(quán)力。但是崮予電力供應(yīng)的特殊性，電力市 場(chǎng)一般難以滿足參與者裔由選擇的要求，當(dāng)前的一種世界趨勢(shì)是放開發(fā)電市場(chǎng)， 即發(fā)電廠有權(quán)選擇貿(mào)易方，而對(duì)輸電市場(chǎng)和用戶則較少放開。 美國(guó)的發(fā)電市場(chǎng)是放開的，獨(dú)立發(fā)電廠有權(quán)選擇供電對(duì)象，電隔也可以提供 轉(zhuǎn)運(yùn)業(yè)務(wù)，使得發(fā)電廠可以向不相鄰的第三方供電。這種貿(mào)易是以合同形式實(shí)現(xiàn) 的。同時(shí)正在加緊研究的靈活輸電系統(tǒng)，使輸電系統(tǒng)能夠快速、靈活控制系統(tǒng)潮 流，為電力貿(mào)易服務(wù)。 發(fā)電廠有兩種選擇：一是直接與大用戶或地區(qū)電力公司簽訂雙邊合同，明確 電價(jià)、電量、電能質(zhì)量、責(zé)任賠償?shù)葐栴}；另一種是參加電力市場(chǎng)中介機(jī)構(gòu)電 力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心的電力貿(mào)易，e l j 電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心進(jìn)行全網(wǎng)調(diào)度。 英國(guó)對(duì)1 m w 以上的用戶開放了市場(chǎng)，允許其選擇供電方，如可選擇本地區(qū) 電力公司供電、參加電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心的貿(mào)易或與發(fā)電簽訂合同，前提是需付一 定的輸、配電費(fèi)用o 澳大剝貶電力市場(chǎng)的做法與英網(wǎng)非常相似，只是增加了一條規(guī)定：3 0 m w 以 上機(jī)組必須參與電網(wǎng)調(diào)度，不可皇行與用戶簽訂合同。澳大剩亞各州的電網(wǎng)，分 別建立了電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心，大震產(chǎn)( 超過i o m w 的期戶 可以選擇參加本地 的或其他地區(qū)電力聯(lián)合運(yùn)營(yíng)中心的貿(mào)易，增加了對(duì)照戶的靈活性。 電力市場(chǎng)必須保證輸、肴云電系統(tǒng)向使用者開放。這點(diǎn)對(duì)手保證電力市場(chǎng)的 穩(wěn)定運(yùn)行、擴(kuò)大參加者自由選擇的權(quán)力、遴免網(wǎng)絡(luò)擁有者利用其地位壟斷毫力供 應(yīng)非常重要。 英豳電力市場(chǎng)為了保證供電網(wǎng)絡(luò)向使用者開放，在放開發(fā)電市場(chǎng)和大用戶的 同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)實(shí)行管制，英國(guó)電網(wǎng)是國(guó)有的，成立了國(guó)家電網(wǎng)公司，該公司同時(shí) 負(fù)責(zé)電力市場(chǎng)的日常運(yùn)行。英國(guó)頒布的電力法中，用較大篇幅明確規(guī)定了輸、配 電網(wǎng)絡(luò)的責(zé)任和權(quán)利。 天津大學(xué)碩士學(xué)位論文 薨章緒論 澳大利皿在建立電力市場(chǎng)之前，于1 9 9 1 年成立了國(guó)家電網(wǎng)管理協(xié)會(huì)，在電 網(wǎng)運(yùn)行規(guī)定中規(guī)定了電網(wǎng)的使用與收費(fèi)問題，保誕電網(wǎng)無歧視地開放。 輸、配電網(wǎng)絡(luò)的開放，大大增加了電力貿(mào)易的靈活性，例如，在美國(guó)由于一 些州的法律規(guī)定，為了保護(hù)環(huán)境，不允許新建發(fā)電廠，這樣，投資者紛紛到偏遠(yuǎn) 地區(qū)投瓷興建發(fā)電廠，褥遁過輸電網(wǎng)絡(luò)將電能輸回本地。在阿根廷，一些大型制 糖、造紙等行業(yè)，由于本地能源、勞動(dòng)力價(jià)格等因素，自備發(fā)電廠不愿建立在本 地而建在其他地區(qū)，再遴過輸、配龜霸絡(luò)將電能送圈去，使用者只需繳納一定豹 過網(wǎng)費(fèi)。 1 1 。6 電力市場(chǎng)交易中心是建立電力市場(chǎng)的保證 電力市場(chǎng)交易中心是負(fù)責(zé)電力市場(chǎng)運(yùn)作的機(jī)構(gòu)，是購(gòu)電方和售電方完成電力 批發(fā)交易的場(chǎng)所，也是市場(chǎng)主體開展競(jìng)爭(zhēng)的場(chǎng)所。 電力市場(chǎng)交易中心是一個(gè)高度自動(dòng)化的系統(tǒng)，包括報(bào)價(jià)子系統(tǒng)、交易子系統(tǒng)、 計(jì)量子系統(tǒng)、實(shí)時(shí)信息子系統(tǒng)、能量管理子系統(tǒng)、含同管理子系統(tǒng)、結(jié)算予系統(tǒng) 等。交易中心通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)控制三個(gè)流：電力商品流、信息流、資金流。 1 從世界各國(guó)電力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來看，市場(chǎng)交易中心的設(shè)置有四種方式：輸 電、調(diào)度、市場(chǎng)交易中心三者舍在起；輸電與調(diào)度合一，市場(chǎng)交易中心獨(dú) 立；輸電、調(diào)度、市場(chǎng)交易中心三者分開，各自獨(dú)立；輸電公司獨(dú)立，調(diào) 度與市場(chǎng)交易中心臺(tái)在起。 從機(jī)構(gòu)職責(zé)上蓑，輸電公司是經(jīng)營(yíng)輸電業(yè)務(wù)的商業(yè)性機(jī)構(gòu)，它追求利潤(rùn)，但 因壟斷經(jīng)營(yíng)而受價(jià)格管制；調(diào)度和帝場(chǎng)交易中心則不是商業(yè)性機(jī)構(gòu)，不追求利潤(rùn)。 調(diào)度的責(zé)任是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。市場(chǎng)交易中心的責(zé)鋟是保證高效地完成市 場(chǎng)交易和開展公平有序的競(jìng)爭(zhēng)。 輸電、調(diào)度、市場(chǎng)交易中心三者都是為完成市場(chǎng)服務(wù)的，蘭者日常業(yè)務(wù)關(guān)系 十分緊密，上述第、方案三者分開，不利于電網(wǎng)安全運(yùn)行和減少改革成 本。 市場(chǎng)交易中心作為電網(wǎng)公司管理的一個(gè)內(nèi)部成本中心，作為一個(gè)內(nèi)部核算單 位核算其成本和預(yù)算。市場(chǎng)交易中心有兩個(gè)銀行賬戶，一個(gè)是電力市場(chǎng)交易結(jié)算 賬戶，另一個(gè)是市場(chǎng)交易中心的成本費(fèi)用賬戶。 2 電力市場(chǎng)交易中心應(yīng)該達(dá)到“透明、開放、安全、高效 的要求： ( 1 ) 透明。市場(chǎng)規(guī)則透明，使市場(chǎng)參與者都能明了市場(chǎng)運(yùn)作框架和市場(chǎng)監(jiān) 6 天津丈學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 管框架；市場(chǎng)信息透明，必須加強(qiáng)市場(chǎng)參與者信息披露規(guī)范化，使市場(chǎng)信息及 時(shí)、全面、準(zhǔn)確地披露；市場(chǎng)運(yùn)作透明，公開市場(chǎng)交易中心內(nèi)部分工職責(zé)及辦 事程序，自覺接受市場(chǎng)參與者和市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的監(jiān)督。 2 ) 開放。管理方式開放，吸取圉內(nèi)外電力市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，征求各方意見和建 議，不斷研究改進(jìn)方法；技術(shù)系統(tǒng)開放，要立足長(zhǎng)遠(yuǎn)，面向未來，不斷擴(kuò)充和 完善技術(shù)支持系統(tǒng)：市場(chǎng)發(fā)展開放，形成市場(chǎng)參與者、監(jiān)督楓構(gòu)與交易中心相 互協(xié)調(diào)、互動(dòng)發(fā)展的環(huán)境和機(jī)制，依次開放發(fā)電環(huán)節(jié)、輸電環(huán)節(jié)、配電環(huán)節(jié)，逐 步增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力度。 無功生產(chǎn)者：發(fā)電機(jī)的無功定份以本文第二章提崽的競(jìng)價(jià)為依據(jù)；電容 器組以補(bǔ)償投資成本為基硪( 翔第三章所述) 翱以適當(dāng)憋測(cè)潤(rùn)瑟定； ( 2 ) 無功用戶：功率因數(shù)大予o 。8 5 的無功部分以綜合成本法收贊，小予o 豁 的無功部分以該節(jié)贏麴無功實(shí)時(shí)毫翁收費(fèi)。 在電力市場(chǎng)下，獨(dú)立系統(tǒng)調(diào)度員還必須有一標(biāo)準(zhǔn)來確定如何最好提供無功以 便形成無功調(diào)度計(jì)劃。 1 新方法的o p f 模型 產(chǎn)生無功功率并不消耗能源，但是籠功功率在踺絡(luò)中傳送剃會(huì)產(chǎn)生有功及無 功功率的損耗。電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，首先是要求在各發(fā)電廠( 或機(jī)組) 間進(jìn)行 有功負(fù)荷的分配。在有功負(fù)荷分配已確定的前提下，調(diào)整各無功電源之間的負(fù)荷 分布，使系統(tǒng)有功潮損達(dá)到最小，這就是無功功率負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分布的翻標(biāo)。 發(fā)趣廠闞的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配必須考慮到系統(tǒng)網(wǎng)損的修正。 在n 節(jié)煮熬電力系統(tǒng)孛，根據(jù)阻抗矩陣法爨哥得鑫戳下結(jié)果： =窆喜|嗇s慨一t謦十磊鱗害跨sin(sit迤藝一piqj)(3t=l 菇2 ) ，群lf ，l r ，。r ， 天津大學(xué)磺士學(xué)位論文 第三章電力審場(chǎng)下的無功定價(jià) 式中為系統(tǒng)有功網(wǎng)損。 不像有功市場(chǎng)以升序選擇競(jìng)價(jià)【4 - 蛔，無功市場(chǎng)必須把電源所處位置考慮在 內(nèi)。例如，位于遙遠(yuǎn)母線的低價(jià)無功未必對(duì)i s o 有吸弓l 力，因?yàn)檫@樣的無功支 持可能有害系統(tǒng)，同時(shí)亦增加傳輸網(wǎng)損。因此，系統(tǒng)調(diào)度員既要考慮技術(shù)又要考 慮無功支持贍位置，然后才能形成最適合系統(tǒng)豹最優(yōu)調(diào)度方案。系統(tǒng)調(diào)度員 ( i s o ) 進(jìn)行無功優(yōu)化調(diào)度的o p f 模型如下； 西標(biāo)函數(shù)為計(jì)及網(wǎng)損成本時(shí)電網(wǎng)總的無功電量付費(fèi)最小，即： m i n l p p p t 矗, + 窆) + 羔c 0 ) f ( 3 4 3 ) l 1 = 1i = 1 j 上式中：所為有功電價(jià)；為系統(tǒng)有功網(wǎng)損( 覓式( 3 4 2 ) ) ；( q j ) 為發(fā)電 機(jī)i 的無功電量成本；c a 娩1 ) 為電容器電量成本。 目標(biāo)函數(shù)的等式約束為： 島一一k 巧c o s 慨一口島) = o ( 3 4 4 ) l e n q g ，一鮐一k 巧s i n 概一曩一o o ) = o ( 3 4 5 ) j 妤 、。 目標(biāo)函數(shù)的不等式約束有： 。曲吃如。蜮 ( 發(fā)電機(jī)有功出力約束) ( 3 4 6 ) 璐, m i a 鯫如一 ( 發(fā)電機(jī)無功出力約束) ( 3 4 7 ) 如。豳如翰一 ( 電容器無功出力約束) ( 3 4 8 ) 最。曲最& 。一 k l( 輸電線傳輸容量約束) ( 3 4 9 ) k 。蛐鬈巧。黜 ( 各節(jié)點(diǎn)電壓約束) 。5 0 ) 對(duì)以上的o p f 應(yīng)用牛頓控夫遜法進(jìn)行求解，計(jì)算斑的無功出力安排作為無 功電價(jià)的結(jié)算依據(jù)。 2 與有功解耦的無功實(shí)時(shí)電價(jià)計(jì)算 相應(yīng)的最優(yōu)潮流( o 】強(qiáng)) 模型中，舀標(biāo)函數(shù)為式( 3 4 3 ) ，等式及不等式約束 為( 3 4 5 ) 、( 3 4 7 ) 、( 3 4 8 ) 、( 3 5 0 ) 則此優(yōu)化問題的l a g r a n g e 函數(shù)為： 五= p e p 婦+ 芝( 如) + c a ) ，=l如tl 廠1 一l 鯫一鰳一k 巧珞s i n 戧一島一島) l 趣撐 l 歹羲 j + 施, m i l l 一如) + 如，一一如嬲) 天津大學(xué)碩學(xué)位論文 第三章電力泰場(chǎng)下的無功定價(jià) + 以，哦曲一如) + 一忱一如，一) + h ，岫以，岫一k ) + h ，以一，一) ( 3 5 1 ) 上式中戤、鰳礎(chǔ)、心，嘲、心洶、段，一、_ 施、u 腳分別為相應(yīng)約束的l a g r a n g e 乘予。 由短期邊際成本理論得所有節(jié)點(diǎn)的無功實(shí)時(shí)電價(jià)： 對(duì)于沒有補(bǔ)嘗器的節(jié)點(diǎn)購(gòu)無功實(shí)時(shí)電價(jià)； 鰳= 茲= 腳魯埔+ 薈( v f 一喏 對(duì)予發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的無功實(shí)時(shí)電價(jià)： ： 腳= 囂= 佛魯+ 掣一+ k 一) 對(duì)于一般有補(bǔ)嘗器節(jié)點(diǎn)的無功實(shí)時(shí)電價(jià)： 驢署= n 等+ 掣+ 也一隗嘲) 式( 3 4 9 ) 、( 3 5 0 ) 、( 3 5 1 ) 中甜淼鶿可根據(jù)計(jì)算網(wǎng)損徽增率的阻抗矩陣 法【1 j 求得 魯2 2 爭(zhēng)l l 旦v , v , c o s b 諺s ；n 一。她_ | 2 無功生產(chǎn)者無功電價(jià)計(jì)算 無功支持的成本通常包括固定成本和可變成本兩部分，可變成本部分通常為 無功的生產(chǎn)成本，兩固定成本部分通常為無功的投資成本。但無功具有投贅成本 為其成本主體的特點(diǎn)，要充分考慮無功的投資成本回收，顯然兩部制無功價(jià)格模 式是最理想的解決方案。 以兩部制無功價(jià)格模式為基礎(chǔ)，進(jìn)步分柝?zé)o功電量電價(jià)和容量電價(jià)的解決 方案，很容易得出無功容量電價(jià)就包含在現(xiàn)有的一部制電價(jià)中的結(jié)論。根據(jù)傳統(tǒng) 的發(fā)電機(jī)投資成本劃分方式，- 不難看出無功的投資殘本回收包含于有功電價(jià)之 中；同時(shí)，由予傳統(tǒng)的觀點(diǎn)通常認(rèn)為無功的生產(chǎn)不會(huì)產(chǎn)生多少附加成本，因兩現(xiàn) 有的一部制電價(jià)通常忽略了無功的生產(chǎn)成本，這部分成本在電力市場(chǎng)下是應(yīng)該補(bǔ) 足的部分。 根據(jù)以上分析，將無功的容量電價(jià)從現(xiàn)有的一部制電價(jià)中剝離出來，以進(jìn)一 天津大學(xué)矮士學(xué)位論文 第三章電力棗場(chǎng)下的無功定價(jià) 步明確有功、無功投資成本的回收責(zé)任；而無功的電量電價(jià)按本文第2 3 i 節(jié)中 的式( 2 5 ) 計(jì)算，以充分體現(xiàn)電力市場(chǎng)下電價(jià)網(wǎng)報(bào)的合理性和公平性。 兩部制無功價(jià)格模式為： p ，；p e + p ， 咚。5 6 1 上式中：p q 為兩部鍘無功電徐；繇為無功電量電價(jià)，主要指針對(duì)無功生產(chǎn)成本 的報(bào)償；成為無功容量電價(jià)，主要指針對(duì)發(fā)電機(jī)無功投資成本的報(bào)償。 無功的邀量電價(jià)部分可描述為： 礦。：盟盟 ( 3 5 7 ) 成2 著譬 p 。， 場(chǎng) 在式( 3 5 7 ) 中分別代入根據(jù)優(yōu)化調(diào)度算法確定的q 和無功源的電量成本函數(shù) ( 2 5 ) 、( 2 6 ) 即可得出發(fā)電機(jī)及電容器的電量電價(jià)。顯然，電量電價(jià)為無功源 平均報(bào)價(jià)。 進(jìn)一步考慮發(fā)電機(jī)視在功率、有功功率和無功功率之間的關(guān)系s 2 = p 2 + q 2 可如下分解發(fā)電機(jī)的投資成本：當(dāng)有功容量投資成本給定時(shí)，投資成本可用視在 功率描述為 a ；l ( 3 5 8 ) 上式中：c o s 妒為發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)；g 和島分別為投資市場(chǎng)上平均單位有 功投資成本和平均單位視在功率投資成本。因此，平均單位無功容量投資成本 可以被分解為 龜= g 斑矽= 面南 ( 3 5 9 ) 考慮發(fā)電機(jī)的容量成本與現(xiàn)有一部制電價(jià)的關(guān)系，發(fā)電機(jī)的無功容量電價(jià)確 定如下； 曠a 甍p ， ( 3 6 0 ) 上式中：緯為市場(chǎng)上的平均有功電價(jià)；口為有功容量成本在現(xiàn)有的一部制電價(jià) 中所占的比例。 3 負(fù)荷側(cè)無功電價(jià)計(jì)算 由計(jì)量點(diǎn)有功無功表求取一段時(shí)間內(nèi)的加權(quán)功率因數(shù)，若功率因數(shù)大于o 8 5 的無功部分以綜合成本法收費(fèi)( 詳見第3 1 節(jié)) ，小于o 8 5 的無功部分以該節(jié)點(diǎn) 天津大學(xué) 夔學(xué)位論文第三章電力市場(chǎng)下鮑無功定價(jià) 的無功實(shí)時(shí)電價(jià)收費(fèi)( 詳見式( 3 5 2 ) ) 。 4 薪方法的計(jì)算步驟如下： 步驟1 ：輸入原始數(shù)據(jù)； 步驟2 ：對(duì)式( 3 。4 3 ) ( 3 。5 0 ) 所組成的最優(yōu)潮流( o p f ) 模型應(yīng)用牛頓拉 夫遜法求解，得出經(jīng)過優(yōu)化后的無功出力q ； 步驟3 ：根據(jù)式( 3 。4 2 ) 計(jì)算系統(tǒng)有功網(wǎng)損； 步驟4 ：根據(jù)式( 3 5 2 ) 一( 3 5 4 ) 計(jì)算系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的無功實(shí)時(shí)電價(jià)： 步驟5 ：根據(jù)步驟唾的計(jì)算結(jié)果可計(jì)算出系統(tǒng)依據(jù)無功實(shí)時(shí)電價(jià)成，的無功 總收費(fèi)c t , q ，j ； 步驟6 。對(duì)于發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用式( 3 5 7 ) 和式( 3 6 0 ) 計(jì)算新方法中該節(jié)點(diǎn) 的無功電價(jià)； 步驟7 ：對(duì)于一般有補(bǔ)嘗器節(jié)點(diǎn)應(yīng)用式( 2 6 ) 計(jì)算新方法中該節(jié)點(diǎn)的無功電 價(jià)； 步驟8 ：應(yīng)用步驟2 、6 、7 的計(jì)算結(jié)果可計(jì)算出新方法所確定的系統(tǒng)總的無 功生產(chǎn)成本e ； 步驟9 ：由系統(tǒng)總的無功生產(chǎn)成本e 和系統(tǒng)優(yōu)化后總的無功出力q ，可 計(jì)算出系統(tǒng)無功平均成本電價(jià)綏艘； 步驟l o ：對(duì)于沒有補(bǔ)嘗器的節(jié)點(diǎn)，由計(jì)量點(diǎn)有功無功表求取段時(shí)間內(nèi)的 加權(quán)功率因數(shù)，當(dāng)功率因數(shù)大于等于0 8 5 ，該節(jié)點(diǎn)的無功電價(jià)為段，啷，當(dāng)功率 因數(shù)小于0 8 5 ，則該節(jié)點(diǎn)的無功電價(jià)為無功實(shí)時(shí)電份； 步驟l l ：根據(jù)步驟1 0 的計(jì)算縷果，計(jì)算系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)總的無功付費(fèi)； 步驟1 2 ：輸出 5 新方法的計(jì)算流程框圖3 熏 開始 上 輸入原始數(shù)據(jù) 上 l計(jì)算優(yōu)化后的無功出力q 0 i計(jì)算系統(tǒng)有功網(wǎng)損 天津大學(xué)嬡圭學(xué)位論文蘩三章電力蠢場(chǎng)下茲無功定紛 天津大學(xué)磺士學(xué)位論文 第三章電力審場(chǎng)下的無功定繪 3 。7 小結(jié) 圖3 1 電力市場(chǎng)下新的無功定價(jià)方法流程框圖 本章首先介紹了電力市場(chǎng)的一般電價(jià)問題，包括現(xiàn)在一般電力企業(yè)采用的電 份制度，以及計(jì)算基礎(chǔ)鬯泠的方法( 綜侖成本法、長(zhǎng)期邊際成本法、短期邊際成 本法) ，并黠基礎(chǔ)電價(jià)計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了討論。隨質(zhì)引出實(shí)時(shí)電價(jià)的概念， 并介紹了兩種典型實(shí)時(shí)電份算法模型：最小化成本的o p f 模型和最大社會(huì)效益 的o p f 模型。據(jù)詫介紹了電力市場(chǎng)下無功定價(jià)的具體算法：與有功勰耦依據(jù)運(yùn) 行費(fèi)用的實(shí)時(shí)無功定價(jià)、結(jié)合有功費(fèi)用優(yōu)化的實(shí)時(shí)無功定價(jià)、依據(jù)容量費(fèi)用的無 功定價(jià)、區(qū)域無功市場(chǎng)定價(jià)。通過對(duì)無功定價(jià)模型進(jìn)行了總結(jié)和介紹，針對(duì)無功 實(shí)時(shí)電價(jià)方法存在的問題，提出了一個(gè)新的無功定價(jià)算法，幫將綜合成本法和邊 際成本法( 實(shí)時(shí)電價(jià)) 結(jié)合起來的定價(jià)方法。 天津大學(xué)碩學(xué)位論文 第四章無功電徐蛇仿真計(jì)算及分爨 第四章無功電價(jià)的仿真計(jì)算及分析 第三章討論了無功定價(jià)方法，并且提出了新的無功定價(jià)方法。為了對(duì)其進(jìn)行 更深入的分析，本章分別對(duì)一個(gè)5 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)和i e e e1 4 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真計(jì)算， 得到了一些重要的結(jié)論。 本章算鍘中豹系統(tǒng)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果均為以s 茸= 1 0 0 m v a 為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。 在分析無功費(fèi)用及電份時(shí)，假設(shè)有功電價(jià)已知弗且保持不變，這里設(shè)有功電價(jià)為 2 4 元m w h 。系統(tǒng)無功優(yōu)化時(shí)，沒有考慮設(shè)置節(jié)點(diǎn)的無功設(shè)備補(bǔ)償?shù)褥n劃闖題。 4 1 五節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的仿真計(jì)算 本節(jié)以一個(gè)五節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例，以最小化無功運(yùn)行成本為目標(biāo)，在不同的系統(tǒng) 條件下進(jìn)行了仿真計(jì)算，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。這些仿真案例包括： 案例l ：系統(tǒng)正常負(fù)荷( u p 基態(tài)負(fù)荷) 下負(fù)荷功率因數(shù)不同的情況： 案例2 ：系統(tǒng)正常負(fù)荷對(duì)節(jié)點(diǎn)2 、3 、4 的功率因數(shù)為o 8 5 ，節(jié)點(diǎn)5 的功率因數(shù)為 0 7 的情況； 案鍘3 ：系統(tǒng)重負(fù)荷下負(fù)荷功率因數(shù)不同的情況； 案例4 ：系統(tǒng)重負(fù)荷瓣節(jié)點(diǎn)2 、3 、4 的功率因數(shù)必0 8 5 ，節(jié)點(diǎn)5 的功率因數(shù)為0 。8 的情況； 案例5 ：系統(tǒng)輕負(fù)荷下受荷功率因數(shù)不同的情況； 案例6 ：系統(tǒng)輕負(fù)荷時(shí)節(jié)點(diǎn)2 、3 、4 的功率因數(shù)為o 8 5 ，節(jié)點(diǎn)5 的功率因數(shù)為。 0 7 的情況。 說明：本文仿真是在假設(shè)節(jié)點(diǎn)l 、2 上發(fā)電機(jī)有功競(jìng)價(jià)電量融知的情況下進(jìn)行的， 網(wǎng)損由節(jié)點(diǎn)1 上發(fā)電機(jī)全部承擔(dān)。 4 1 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù) 5 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)模型如圖4 1 所示刪。 圖巾節(jié)點(diǎn)1 和節(jié)點(diǎn)2 上各有一臺(tái)參數(shù)相同的發(fā)電機(jī)，其額定容量為 p 鼠= 1 2 5 ，最小有功發(fā)電功率是經(jīng)豳p a t 。= 0 2 0 ，最大有功發(fā)電功率是 島一p 照= 1 2 5 。發(fā)電機(jī)的額定功率因數(shù)為e 璐紛。0 8 ，足p a t 。= 1 0 ，q p a t = 0 7 5 。1 、2 號(hào)節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)的無功競(jìng)價(jià)假定島l = 參2 = 1 8 7 2 靈；l o o m v a r h r ， 4 1 天津大學(xué)矮學(xué)位論文第四章無功電價(jià)的仿真計(jì)算及分析 以l = k = 1 3 2 41 0 0 m v a r h r ，如l = k = o 1 元1 0 0 m v a r h r 。節(jié)點(diǎn)4 上安裝了并 聯(lián)補(bǔ)償電容器，假設(shè)電容器的無功輸出在正常電壓范圍內(nèi)為0 q c 4 p u 0 5 。 圖4 15 節(jié)點(diǎn)系統(tǒng) 線路參數(shù)如表4 。1 所示：各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷數(shù)據(jù)如表4 2 所示，計(jì)算中假定有功 負(fù)荷已知，且無價(jià)格彈性。系統(tǒng)正常負(fù)荷時(shí)節(jié)點(diǎn)1 、2 上發(fā)電機(jī)竟價(jià)電量分別為 0 。8 2 、0 8 3 ，系統(tǒng)重負(fù)荷、輕負(fù)荷時(shí)節(jié)點(diǎn)l 、2 上發(fā)電機(jī)競(jìng)價(jià)電量分別為各自正 常負(fù)荷時(shí)競(jìng)價(jià)電量的1 2 倍和0 5 倍。 表4 。1 五節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)線路參數(shù) 支路 線路阻抗z 擎p a t 。 線路充電電容b 2 p a t 1 2 0 0 2 + j0 。0 6 0 0 3 0 1 - 3 0 0 8 + jo 。2 4 o 。0 2 5 2 - 3 o 0 6 + jo 1 8 0 ，0 2 0 2 - 4 o 0 6 + j0 1 8 o 0 2 0 2 - 5 0 0 4 + j0 1 2 0 0 1 5 3 - 4 o o l + jo 0 3 0 0 1 0 4 - 5 0 。0 8 + j0 2 4 0 0 2 5 表4 2 五節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)有功負(fù)荷 節(jié)點(diǎn) 磁常負(fù)荷( 基態(tài)負(fù)荷) 昂f p a t 重負(fù)荷島f p u 輕負(fù)荷p a t 2o 2 0 o 2 4o 1 0 3o 4 5 0 5 40 2 2 5 40 4 00 4 8 o 2 0 50 6 0 0 7 20 3 0 天津大學(xué)硪學(xué)位論文 第四章無功電價(jià)的仿真計(jì)算及分櫥 目標(biāo)函數(shù)為計(jì)及網(wǎng)損成本時(shí)電網(wǎng)總的無功電量付費(fèi)最小，即： 刪辦+ 蘭) + 釜) 1 編| 辦+ ) + ) | l 一 i = lt = 1 j 上式中：緯為有功電價(jià)；為有功網(wǎng)損；娩) 為發(fā)電機(jī)i 的無功電量成本； c a 釹) 為電容器電量成本。 除非特別說明，各案鍘的o p f 計(jì)算都采用了如下的約柬?xiàng)l件( 下式各變量均 為標(biāo)么僮) ： 1 系統(tǒng)潮流方程等式約束： 一昂，一巧巧c o s ( 8 , 一t 一島) = 0( 4 2 ) y e n 如鰳一致鬈s 逾蛾一島) = 0 ( 4 3 ) j e n 2 發(fā)電機(jī)有功和無功出力約束： 0 島i 1 2 5 i = l ，2 ( 4 4 ) 磋+ 醞蕊1 2 5 2 i = 1 ，2 ( 4 5 ) 3 無功補(bǔ)償電容器出力約束： 0 o a o ，5 i = 4 【4 6 ) 4 輸電線傳輸容量約束： 最蘭1 8 k l ( 4 。7 j 5 參考節(jié)點(diǎn)電壓約束： v l = 1 0 5 l 0 0( 4 8 ) 6 + 節(jié)點(diǎn)電壓幅值約束： o 9 5 k l 。0 5 i = 2 ，3 ，4 ， ( 4 。9 ) 4 1 2 案例1 至案例6 的仿真結(jié)果及分析 為了分析和驗(yàn)證系統(tǒng)各種不同運(yùn)行條件下本文提出無功定價(jià)方法的可行性 與合理性，進(jìn)行了案例1 - 6 的仿真計(jì)算。結(jié)果如表4 3 、表4 4 、表4 5 所示。 表4 3 芷常有功負(fù)荷下不同功率因數(shù)的仿真結(jié)果 案例1 功率因數(shù)c o s l p 0 。70 8o 8 5 發(fā)電機(jī)復(fù)功率出力 o 8 7 4 2 + 聲2 7 3 4l o 8 6 2 6 + j o 。0 0 0 7 | 0 8 5 9 6 + i o 0 3 1 6l s g i p 囂。 0 8 3 0 0 + i o 9 2 4 8l 0 8 3 0 0 + j o 。7 1 2 6 |l 0 。8 3 0 0 + j 0 4 5 7 8 j _ j 天津大學(xué)嬡士學(xué)位論文 第癭章無功電馀豹仿真計(jì)蓐及分柝 q c 4 p u 0 。5o 5o 5 ，p u 。 0 。0 5 4 2o 。0 4 2 6 0 0 3 9 6 總無功生產(chǎn)成本 ec 元2 a r ) 3 7 7 6 2 。1 6 0 6 4 1 3 1 0 0 0 。1 3 2 40 1 3 2 4o 。1 3 2 4 0 。2 2 4 9o 。1 3 2 40 1 3 2 4 帶點(diǎn)1 至5 上的無功實(shí) 0 6 1 0 4o 3 1 2 lo 1 8 5 9 時(shí)電價(jià)島f ( 元a t d v a r h r ) 0 5 3 5 90 2 2 8 40 0 9 7 3 1 1 7 5 50 7 5 0 70 5 8 0 5 無功平均成本電價(jià) 0 2 2 4 4o 1 2 9 8o 1 2 8 l p q 艦( 元m v a r h r ) 依據(jù)無功實(shí)時(shí)電繪 1 2 6 4 1 l5 3 1 5 33 0 8 3 6 p q , 收費(fèi)( 元艇) 本文方法收費(fèi) ( 元觸) 7 2 j 2 92 2 4 9 21 3 1 0 0 續(xù)表4 3 正常有功負(fù)荷下不同功率因數(shù)的仿真結(jié)果 案例l 案例2 功率因數(shù)c o s e p o 9 l 。o 發(fā)電機(jī)復(fù)功率出力 1o 8 5 7 4 + y o 0 9 5 8 l0 8 5 4 6 + 1 0 0 1 3 8l lo 8 6 7 6 + 歹o 0 4 7 6l s o j p u l0 8 3 0 0 + j o 3 9 2 0 i |l0 8 3 0 0 + j o 0 3 7 4 |l0 。8 3 0 0 + j o 7 0 7 0 | q c 4 p u 0 4 6o 0 0o 5 0 p u o 0 3 7 40 0 3 4 60 0 4 7 6 總無功生產(chǎn)成本 e ( 元t y h r ) 1 2 5 4 8 90 6 7 7 91 6 。6 l l o o 1 3 2 40 1 3 2 40 1 3 2 4 0 1 3 2 4 o 1 3 2 4o 1 3 2 4 節(jié)點(diǎn)1 至5 上的無功實(shí) 0 0 8 7 90 0 0 3 90 2 6 2 2 時(shí)電價(jià)靠c t r _ 滋v a r h r ) 0 0 0 3 60 0 0 0 40 1 9 鈞 0 4 1 6 90 。0 1 9 3 1 0 2 0 9 無功平均成本電價(jià) p 4 ，嘴( ) t d m v a r h r ) o 1 5 7 10 1 3 1 5 天津大學(xué)硬士學(xué)位論文第囂章無功電價(jià)的仿真計(jì)算及分柝 依據(jù)無功實(shí)時(shí)電價(jià) 見；收費(fèi)( 元加) 1 5 3 7 3 60 。0 0 0 07 6 2 4 7 4 本文方法收費(fèi) c d ( 元h r ) 1 2 5 磚8 90 0 0 0 03 7 。9 5 6 1 案例l 的結(jié)果分析： 1 當(dāng)負(fù)荷功率因數(shù)為0 7 時(shí)，用本文提出的方法應(yīng)收費(fèi)7 2 5 2 9 元h r ，而無 功成本為37 7 6 2 元恤，剩余3 4 7 6 7 元臟。考慮到與功率因數(shù)0 8 5 比較，囡負(fù) 荷無功增加使網(wǎng)損增加( o 0 5 4 2 0 0 3 9 6 ) * 1 0 0 2 4 = 3 5 0 4y r h r ，這一部分費(fèi)用應(yīng) 由無功消費(fèi)者承擔(dān)，這樣一來收支基本平衡。若根據(jù)無功實(shí)時(shí)電價(jià)成