（電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)論文）電力市場(chǎng)的阻塞管理和動(dòng)態(tài)行為研究.pdf

沌運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。根據(jù)電價(jià)動(dòng)態(tài)行為的混沌特性，提出了基于混沌理論的電價(jià)預(yù)測(cè)模型。 該模型在電價(jià)及其相關(guān)因素等多變量時(shí)間序列重構(gòu)的相空間上，利用遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái) 跟蹤相空間相鄰相點(diǎn)間的演化行為，建立起電價(jià)的全局和局域預(yù)測(cè)模型，較好地實(shí)現(xiàn) 了電價(jià)的短期預(yù)測(cè)。 關(guān)鍵詞：電力市場(chǎng)，阻塞管理，交易調(diào)整，阻塞定價(jià)，動(dòng)態(tài)行為，混沌 i i a b s t r a c t t h ee l e c t r i c p o w e ri n d u s t r y h a s e x p e r i e n c e d o rh a sb e e n e x p e r i e n c i n g a l l u n p r e c e d e n t e dr e f o r m a t i o no fd e r e g u l a t i o nt o t r a d i t i o n a lm o n o p o l ya n di n t r o d u c t i o no f c o m p e t i t i o ni nm a n y c o u n t r i e sa l lo v e rt h ew o r l di nt h el a s td e c a d e s ar m i o n a ls o l u t i o nt o t h ee c o n o m i ca n d t e c h n o l o g i c a li s s u e so np o w e r m a r k e ti sk e yt ot h es u c c e s s f u lo p e r a t i o no f p o w e rm a r k e t a m o n gt h o r n ，c o n g e s t i o nm a n a g e m e n ta n dd y n a m i cb e h a v i o rp r o b l e m sa r e i m p o r t a n ta s p e c t s o fp o w e rm a r k e tr e s e a r c h c o n g e s t i o nm a n a g e m e n ti s t h ec e n t e ro f t r a n s m i s s i o n m a n a g e m e n t ；i t sr a t i o n a ls o l u t i o np l a y sam a j o rr o l ei no p e na c c e s so f t r a n s m i s s i o nn e t w o r k d y n a m i cb e h a v i o ra n a l y s i sp r o v i d e st h eb a s i st od e t e r m i n eb i d d i n g s t r a t e g yo fg e n e r a t o r s ，m a n a g ed e m a n ds i d e sa n dr e g u l a t em a r k e tm o d e l s t h e r e f o r e ，t h i s d i s s e r t a t i o nd e v o t e dt ot h er e s e a r c ho nc o n g e s t i o n m a n a g e m e n ta n dd y n a m i cb e h a v i o r p r o b l e m so f p o w e r m a r k e t 1 1 1t h ea s p e c to f c o n g e s t i o nm a n a g e m e n t t h ee x i s t i n gt r a n s a c t i o na d j u s t m e n tm o d e l s a r eb r i e f l yr e v i e w e d ，a n dau n i f i e df r a m e w o r kf o rt h e s em o d e l si s d e v e l o p e d w i t ht h e i n t r o d u c t i o no fs e v e r a l p e r f o r m a n c ei n d e x e s ，t h ee x i s t i n gm o d e l s a l e a n a l y z e d a n d c o m p a r e d t h em e r i t sa n dd e f e c t so f t h ee x i s t i n gc o n g e s t i o n p r i c i n gm e t h o d sa r cd i s c u s s e d ， b ym e a n so f t h ea u m a n n s h a p l e yv a l u e ，as o l u t i o nc o n c e p ti nt h ec o o p e r a t i v eg a m ew i t h i n f i n i t e l ym a n yp l a y e r s ，a nc o s ta l l o c a t i o nm e t h o di sp r o p o s e dt oo v e r c o m et h ed e f e c t so f t h es h a d o wp r i c em e t h o da n dt h em a r g i n a la n di n c r e m e n t a lm e t h o di nt h ec o n g e s t i o nc o s t a l l o c a t i o nt oc o n g e s t e dl i n e s i no r d e rt od e s c r i b et h ef u z z yc h a r a c t e r i s t i c so ft r a n s a c t i o n c u r t a i l m e n tp r o b l e m ，at r a n s a c t i o nc u r t a i l m e n tm o d e lb a s e do n f u z z yt h e o r yi sp r o p o s e d ，i n t h i s m o d e l ，t h ee s t a b l i s h m e n to ft h ef u z z yc u r t a i l m e n ts e ta n dt h ef u z z yo p t i m i z a t i o n c u r t a i l m e n tm o d e lc a r lr e d u c et h ei m p a c to ft h ec o m p u t a t i o n a le r r o r so f t h ep t d f so nt h e t r a n s a c t i o nc u r t a i l m e n ta n dl e a dt ol e s sc u r t a i l m e n tt h a nd o e st h ec r i s po p t i m i z a t i o nm o d e l w h e n s l i g h tv i o l a t i o no ft h eo p e r a t i o n a ll i m i t si sa l l o w e d i nv i e wo ft h ee x i s t i n gn e t w o r k p a r t i t i o n i n gm e t h o d sf o rz o n a lp r i c i n g ，b yt a k i n gi n t oa c c o u n tu n c e r t a i n t i e si nt h eg e n e r a t i o n b i d s ，l o a d sa n db i l a t e r a lt r a n s a c t i o n sa n di n t r o d u c i n gt h es c a l es p a c et h e o r yt h a ts i m u l a t e s h u m a nv i s u a ls y t t 韶n ，an e t w o r k p a r t i t i o n i n gm e t h o db a s e do nt h es c a l es p a c eh i e r a r c h i c a l n i c l u s t e r i n g i s p r o p o s e d ，a c h i e v i n g a c c u r a t en e t w o r k p a r t i t i o n i n g w i t h o u t a n y ap r i o r i p a r t i t i o n i n gk n o w l e d g e i nt h e a s p e c t o fd y n a m i cb e h a v i o rs t u d y , b yu s i n gc o u r n o tm o d e lt om o d e lt h e o l i g o p o l i s t i cg a m e o f g e n e r a t o r si np o w e rm a r k e t ，t h ec o u m o td y n a m i cm o d e l sw i t ha n d w i t h o u tn e t w o r kc o n s t r a i n t sa r e p r e s e n t e d b a s e do n t h e s em o d e l s ，t h en a s h e q u i l i b r i u ma n d i t ss t a b i l i t ya r ea n a l y z e dq u a l i t a t i v e l y ；t h ee f f e c to fs o m em a r k e tp a r a m e t e r si sd i s c u s s e do n i t ss t a b i l i t y , t h em a r k e td y n a m i cb e h a v i o r sa r es i m u l a t e da sm a r k e t p a r a m e t e r sv a r y , a m o n g t h e m ，t h ep e r i o d i co rc h a o t i cd y n a m i cb e h a v i o r sa r ef o c u s e dw h e nt h em a r k e tp a r a m e t e r s a r eo u to ft h es t a b i l i t yr e g i o no ft h en a s h e q u i l i b r i u m i nt h er e c o n s t r u c t e dp h a s es p a c e ，t h e c h a o t i cf e a t u r eo fe l e c t r i c i t yp r i c ea n dl o a di nt w oa c t u a lp o w e rm a r k e ta r ea n a l y z e da n d v e r i f l e db yt h ee x t r a c t i o no ft h em a i nf e a t u r eo fa t t r a c t o r sa n dt h ev e r i f i c a t i o nm e t h o do f s u r r o g a t ed a t a d u et ot h ec h a o t i cb e h a v i o ro fe l e c t r i c i t yp r i c e ，t h es h o r t t e r mf o r e c a s t i n g m o d e lo f e l e c t r i c i t yp r i c ei sp r o p o s e db a s e do nc h a o st h e o r y , i nt h i sm o d e l ，t h ep h a s es p a c e i sr e c o n s t r u c t e db ym u l t i v a r i a t et i m es e r i e s ，i et h es y s t e ml o a da n da v a i l a b l eg e n e r a t i n g c a p a c i t yt i m es e r i e s ，a n df u r t h e rt h eg l o b a la n dl o c a le l e c t r i c i t yp r i c ef o r e c a s t i n gm o d e l s b a s e do nt h er e c u r r e n tn e u r a ln e t w o r ka r ee s t a b l i s h e d t h r o u g ht r a c i n gt h ee v o l u t i o nt r e n do f t h ea d j a c e n tp h a s ep o i n t si nt h ep h a s es p a c e ，a c h i e v i n ga c c u r a t es h o r t t e r mf o r e c a s t i n go f t h ee l e c t r i c i t y p r i c e k e y w o r d s ：p o w e rm a r k e t ，c o n g e s t i o nm a n a g e m e n t ，t r a n s a c t i o na d j u s t m e n t ，c o n g e s t i o n p r i c i n g ，d y n a m i cb e h a v i o r , c h a o s i v 獨(dú)創(chuàng)性聲明 y 5 7 8 s 6 3 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工 作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論 文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文的 研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意 識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名：楊洪明 2 0 0 3 年1 1 月7 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學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即： 學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允 許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部 或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù) 制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 保密口，在年解密后適用本授權(quán)書。 本論文屬于 不保密口。 ( 請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“4 ”) 學(xué)位論文作者簽名：楊洪明指導(dǎo)教師簽名：何仰贊段獻(xiàn)忠 2 0 0 3 年1 1 月7e t2 0 0 3 年1 1 月7 日 罄溺意 1 緒論 本章闡述了電力市場(chǎng)環(huán)境下阻塞管理和動(dòng)態(tài)行為研究的重要意義，綜述了阻塞管理和動(dòng)態(tài)行 為問題的研究現(xiàn)狀，簡(jiǎn)單介紹了本文研究的主要內(nèi)容。 1 1 問題的提出 電力工業(yè)正在由傳統(tǒng)的壟斷管制型向競(jìng)爭(zhēng)監(jiān)管型轉(zhuǎn)變，解除管制、引入競(jìng)爭(zhēng)已成 為世界各國(guó)電力行業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì)，如英國(guó)、美國(guó)、智利、阿根廷、巴西、墨西哥、 加拿大、澳大利亞、德國(guó)、西班牙、挪威、日本、韓國(guó)以及中國(guó)等許多國(guó)家的電力工 業(yè)都發(fā)生或正在醞釀著一系列深刻的改革【l 。5 】。電力工業(yè)的這一巨大改革就是要將電力 工業(yè)納入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)體系之中，通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)配置，提高效率， 降低成本，保證優(yōu)質(zhì)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)合理規(guī)劃，促進(jìn)電力工業(yè)長(zhǎng)期持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。 電力工業(yè)的市場(chǎng)化改革帶來(lái)了多方面的經(jīng)濟(jì)效益，如降低發(fā)電成本，提高對(duì)用戶 的供電水平，實(shí)行公平的調(diào)度，吸引各方投資等，但是，它同時(shí)也導(dǎo)致了一系列新問 題的出現(xiàn)，如電網(wǎng)的安全運(yùn)行與控制問題、市場(chǎng)交易問題、市場(chǎng)監(jiān)管問題等。盡管從 最早的電力市場(chǎng)改革到現(xiàn)在已經(jīng)有2 0 多年，很多國(guó)家和地區(qū)都建立了電力市場(chǎng)，但目 前仍然存在著許多沒有解決的問題，有些市場(chǎng)的運(yùn)行還很不穩(wěn)定。在2 0 0 1 年春，美國(guó) 的c a l i f o m i a 市場(chǎng)出現(xiàn)的電力危機(jī)就是最明顯的例子，大規(guī)模停電、電力批發(fā)價(jià)格飛 漲、電力公司破產(chǎn)【6 ，7 】。對(duì)電力市場(chǎng)相關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)問題的合理解決成為了市場(chǎng)成敗的關(guān) 鍵，對(duì)這些問題的研究也引起了電力工作者、經(jīng)濟(jì)學(xué)家、政治學(xué)家等的廣泛關(guān)注，電 力市場(chǎng)研究成為電力系統(tǒng)領(lǐng)域最重要的研究?jī)?nèi)容之一。本文對(duì)其中的兩個(gè)重要問題， 即阻塞管理和動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行了深入的研究。 電力市場(chǎng)與其它商品市場(chǎng)的不同在于( 輸電環(huán)節(jié)表現(xiàn)得尤為突出) ：電能輸送通過(guò) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的輸電系統(tǒng)進(jìn)行，要遵守基爾霍夫定律，同時(shí)必須滿足多種物理約束，輸電 路徑十分復(fù)雜，且不能人為指定。輸電系統(tǒng)的這種復(fù)雜特性限制了市場(chǎng)交易的自由傳 送。當(dāng)輸電網(wǎng)的傳輸功率超過(guò)它的傳輸限值( 包括輸電線路的熱容量限制和系統(tǒng)的穩(wěn)定 性限制) 時(shí)，便出現(xiàn)了阻塞。阻塞使原有的電能交易計(jì)劃無(wú)法實(shí)現(xiàn)，使系統(tǒng)的安全性和 穩(wěn)定性受到威脅，影響了系統(tǒng)資源的最優(yōu)配置和利用，還可能導(dǎo)致市場(chǎng)力的濫用，引 起市場(chǎng)電價(jià)的扭曲。因此，研究合理地解決阻塞問題已成為輸電網(wǎng)管理的核心內(nèi)容， 阻塞的有效管理成為了電力市場(chǎng)化成功運(yùn)營(yíng)的重要標(biāo)志。 在電力市場(chǎng)中，每個(gè)市場(chǎng)成員( 發(fā)電廠、輸電公司和用戶) 都是一個(gè)獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)利 益主體，自身利益的最大化是其唯一的目標(biāo)，因而利潤(rùn)最大化是其運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力所在， 最大利潤(rùn)點(diǎn)是其運(yùn)動(dòng)的方向。然而，電力市場(chǎng)成員的運(yùn)動(dòng)不是孤立的，在物理基爾霍 夫定律的支配下，電力市場(chǎng)依靠電價(jià)與供求數(shù)量等信號(hào)來(lái)協(xié)調(diào)各個(gè)市場(chǎng)成員的運(yùn)動(dòng)， 最終實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)資源的優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)的社會(huì)效益的最優(yōu)。電力市場(chǎng)的這 種動(dòng)態(tài)行為，即發(fā)電商、用戶和輸電公司之間的交易量以及市場(chǎng)電價(jià)隨時(shí)間而變化的 演化過(guò)程包含了市場(chǎng)中的各種信息，綜合反映出各種市場(chǎng)因素的變化特點(diǎn)。分析并掌 握電力市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)行為特性有助于市場(chǎng)管理者制定有效的市場(chǎng)規(guī)則來(lái)合理運(yùn)營(yíng)電力市 場(chǎng)，也有助于市場(chǎng)參與者制定有效的交易計(jì)劃來(lái)獲得最大的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。動(dòng)態(tài)行為的研 究為發(fā)電商報(bào)價(jià)策略的制定、電力需求側(cè)的管理以及電力市場(chǎng)模式的監(jiān)管提供了基礎(chǔ)， 對(duì)于電力市場(chǎng)研究與實(shí)踐的深入開展有著極其重要的意義， 1 2 阻塞管理的研究現(xiàn)狀 阻塞( c o n g e i t i o n ) 是由于輸電網(wǎng)絡(luò)約束的限制，使輸電網(wǎng)的輸送能力不足以同時(shí) 傳輸所有市場(chǎng)交易的一種狀態(tài)，它表征出輸電網(wǎng)的有限容量特性1 8 , 9 】。阻塞為輸電設(shè)備 的過(guò)負(fù)載，即輸電線路或變壓器上的傳輸功率超過(guò)其允許的最大限值。在傳統(tǒng)的壟斷 管制模式下，由于系統(tǒng)調(diào)度和各發(fā)電廠同屬于一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)體，阻塞管理只需由壟斷電 力公司中的調(diào)度員向各個(gè)發(fā)電廠發(fā)出調(diào)度指令，根據(jù)需要調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組出力，直至電 力系統(tǒng)運(yùn)行在輸電約束之內(nèi)即可 1 0 】。然而，在電力市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)之后，輸電系統(tǒng)和發(fā)電 廠成為彼此獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)利益實(shí)體，負(fù)責(zé)系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立系統(tǒng)調(diào)度員( i n d e p e n d e n t s y s t e mo p e r a t o r ，簡(jiǎn)稱為i s o ) 必須平等對(duì)待各個(gè)市場(chǎng)參與者，在市場(chǎng)效益最大或發(fā)電 費(fèi)用最小等目標(biāo)下找出合理的阻塞管理方法，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)潮流，在保證系統(tǒng)安全的同時(shí)， 維護(hù)市場(chǎng)的效率。 阻塞是由網(wǎng)絡(luò)輸電容量與交易計(jì)劃( 包括聯(lián)營(yíng)體p o o l 中的交易計(jì)劃也包括雙邊 多邊交易計(jì)劃) 之間的矛盾引起的，合理解決阻塞的方法主要有兩類：基于輸電網(wǎng)運(yùn)行 參數(shù)優(yōu)化的阻塞消除方法和基于交易計(jì)劃調(diào)整的阻塞消除方法 1 1 , 1 2 】。前一類阻塞消除 方法是通過(guò)優(yōu)化輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和控制器參數(shù)來(lái)改變網(wǎng)絡(luò)潮流，以消除阻塞。這種方法 避免了市場(chǎng)交易計(jì)劃的更改，可以獲得最好的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。但是，該方法無(wú)法完全 消除阻塞。于是人們紛紛展開了第二類阻塞消除方法的研究，這也是本文研究的重點(diǎn)。 阻塞管理中交易計(jì)劃的調(diào)整既涉及技術(shù)又涉及經(jīng)濟(jì)問題。從短期而言，它需要制定公 平的交易裁減和調(diào)整方案，確保系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行：從長(zhǎng)期而言，它需要制定正確 的阻塞電價(jià)為系統(tǒng)的長(zhǎng)期健康發(fā)展提供激勵(lì) 1 3 , 1 4 】。 1 2 1 基于輸電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化的阻塞消除 輸電網(wǎng)絡(luò)作為電力交易的流通平臺(tái)，應(yīng)該盡可能提高自身的輸送能力以保證電力 市場(chǎng)的自由度和競(jìng)爭(zhēng)性。當(dāng)出現(xiàn)阻塞時(shí)，首先應(yīng)通過(guò)對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有控制設(shè)備 的調(diào)整來(lái)最大限度地滿足市場(chǎng)參與者的交易計(jì)劃。目前電力系統(tǒng)中常見的可控設(shè)備有 變壓器分抽頭、移相器和各種并聯(lián)補(bǔ)償裝置。f a c t s 技術(shù)的應(yīng)用將為系統(tǒng)潮流的控制 提供更加有力的工具，提高i s o 通過(guò)輸電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化解決阻塞問題的能力。 文獻(xiàn) 1 5 1 研究了利用現(xiàn)有控制參數(shù)的調(diào)整，包括線路、變壓器、母聯(lián)開關(guān)的投切 位置、輔助服務(wù)的有功和無(wú)功、變壓器抽頭位置等來(lái)解決阻寨問題的優(yōu)化方法，但未涉 及f a c t s 裝置。文獻(xiàn) 1 6 研究了f a c t s 裝置在緩解阻塞和減小交易裁減方面的作用。 以靜止無(wú)功補(bǔ)償器( s v c ) 和晶閘管控制串聯(lián)補(bǔ)償器( t c s c ) 兩種f a c t s 裝置為例進(jìn) 行了仿真計(jì)算，得出的結(jié)論表明f a c t s 裝置以合適的參數(shù)安置在合適的地點(diǎn)，可以 增大系統(tǒng)的輸電能力，有效緩解阻塞和減小交易的裁減量。但文中沒有提出一種有效 的方法來(lái)確定f a c t s 裝置的安裝地點(diǎn)及其參數(shù)，只是采取了試探性的方法來(lái)解決這 一問題。文獻(xiàn) 1 7 1 9 同時(shí)研究了在系統(tǒng)規(guī)劃中如何確定f a c t s 裝置裝設(shè)的最佳位置 以及在運(yùn)行時(shí)如何優(yōu)化f a c t s 裝置的參數(shù)兩個(gè)問題，并且提出了一種基于靈敏度來(lái) 確定f a c t s 裝置最佳安裝地點(diǎn)的方法。 在目前利用f a c t s 解決阻塞的文獻(xiàn)中，大多數(shù)都只涉及技術(shù)而未提及其費(fèi)用問 題。由于f a c t s 設(shè)備投資較高，用于阻塞管理，從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)講是否可行尚有待研 究。另外，有關(guān)f a c t s 的研究并未充分考慮f a c t s 設(shè)備與其他控制手段之間的相互 配合來(lái)共同消除阻塞，有關(guān)這一方面的研究還需進(jìn)一步加強(qiáng)。 1 2 2 基于交易計(jì)劃調(diào)整的阻塞消除 在輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)優(yōu)化之后仍不能完全解決阻塞問題，i s o 必須對(duì)市場(chǎng)參與者 提出的交易計(jì)劃進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)阻塞的消除，確保電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。基于交 3 易計(jì)劃調(diào)整的阻塞消除問題是在滿足輸電網(wǎng)運(yùn)行和安全約束的條件下，以交易計(jì)劃調(diào) 整為目標(biāo)的優(yōu)化問題。因而，該問題解決的關(guān)鍵在于構(gòu)建合理的交易調(diào)整模型，即如 何設(shè)定交易計(jì)劃的調(diào)整目標(biāo)和選取約束條件。 在不同的電力市場(chǎng)中，所采用的交易模式不同，處理阻塞的時(shí)段不同，設(shè)定的調(diào) 整目標(biāo)不同，對(duì)輸電網(wǎng)約束的處理不同，都會(huì)導(dǎo)致不一樣的交易調(diào)整模型，由此得到 不同的交易調(diào)整結(jié)果。下面按照優(yōu)化目標(biāo)和約束條件以及阻塞處理時(shí)段對(duì)交易調(diào)整模 型的影響來(lái)分別探討現(xiàn)有的交易調(diào)整模型。 一、交易調(diào)整模型的優(yōu)化目標(biāo) 調(diào)整目標(biāo)是交易調(diào)整模型構(gòu)建的關(guān)鍵，它的選取直接影響著市場(chǎng)各交易調(diào)整量的 大小，影響著交易者報(bào)價(jià)策略的制定，決定著基于交易調(diào)整的阻塞消除方法能否公平 地對(duì)待每個(gè)市場(chǎng)參與者，直接關(guān)系到阻塞管理機(jī)制運(yùn)營(yíng)的成敗。目前，廣泛采用的調(diào) 整目標(biāo)主要有兩大類：調(diào)整費(fèi)用最小和調(diào)整量最小。 1 ) 調(diào)整費(fèi)用最小 在采用交易者上報(bào)的調(diào)整標(biāo)來(lái)消除阻塞的方法中，交易調(diào)整模型的優(yōu)化目標(biāo)一般 為調(diào)整費(fèi)用最小。調(diào)整費(fèi)用是指購(gòu)買調(diào)整標(biāo)的費(fèi)用。調(diào)整標(biāo)是在交易計(jì)劃的基礎(chǔ)上， 交易者提供的調(diào)整交易電量的報(bào)價(jià)，它包括增標(biāo)( 增加交易電量的報(bào)價(jià)) 和減標(biāo)( 減少交 易電量的報(bào)價(jià)) 兩個(gè)部分，報(bào)價(jià)曲線一般要求是單調(diào)上升的，可以是連續(xù)函數(shù)或分段函 數(shù)。對(duì)于p o o l 交易而言，發(fā)電商和用戶可以按照各自的意愿，獨(dú)立地上報(bào)調(diào)整標(biāo) 2 0 , 2 1 】。 對(duì)于雙邊多邊交易而言，交易的雙方或多方可以分別上報(bào)各自的調(diào)整標(biāo) 8 , 2 2 , 2 3 】，也可 以采用一起上報(bào)調(diào)整標(biāo)的方式 2 4 , 2 5 , 2 6 】。 在采用p o o l 交易的模式中，調(diào)整標(biāo)的獲取除了交易者在原p o o l 交易計(jì)劃的基礎(chǔ) 上重新上報(bào)調(diào)整標(biāo)以外，還可以采用交易者原先上報(bào)的容量標(biāo)( 容量標(biāo)是交易者上報(bào)的 用以決定p o o l 交易計(jì)劃的報(bào)價(jià)) 來(lái)反映交易調(diào)整的費(fèi)用 2 7 1 。采用容量標(biāo)作為調(diào)整標(biāo)的 這種報(bào)價(jià)形式雖然不能實(shí)時(shí)反映出交易調(diào)整的費(fèi)用，在一定程度上削弱了交易者參與 阻塞管理的積極性，但它卻可以簡(jiǎn)化p o o l 交易的報(bào)價(jià)環(huán)節(jié)，避免市場(chǎng)電價(jià)的較大波動(dòng)。 該報(bào)價(jià)方式在許多實(shí)際運(yùn)營(yíng)的電力市場(chǎng)，如英國(guó)的e n g l a n d w a l e s 市場(chǎng)的初期、美國(guó) 的p j m 、n e w e n g l a n d 和n e wy o r k 市場(chǎng)都有應(yīng)用 2 8 - 3 0 】。 采用調(diào)整標(biāo)資源來(lái)消除阻塞的方法可以積極發(fā)揮交易者參與阻塞管理的能動(dòng)性， 盡量以市場(chǎng)的手段來(lái)進(jìn)行交易的調(diào)整。在調(diào)整標(biāo)如實(shí)反映交易調(diào)整價(jià)值的前提下，能 獲得在輸電網(wǎng)運(yùn)行約束允許范圍內(nèi)最好的經(jīng)濟(jì)效益。然而，在交易者數(shù)量較少，競(jìng)爭(zhēng) _ 4 程度十分有限的市場(chǎng)中，交易者很容易操縱市場(chǎng)，在最大利益的驅(qū)動(dòng)下交易上報(bào)的調(diào) 整標(biāo)難以真正反映出交易調(diào)整的價(jià)值，造成以調(diào)整費(fèi)用最小為目標(biāo)的交易優(yōu)化調(diào)整失 去意義。此外，當(dāng)市場(chǎng)中交易調(diào)整標(biāo)資源短缺時(shí)，或者在輸電網(wǎng)發(fā)生意外事故，無(wú)交 易調(diào)整標(biāo)資源時(shí)，也無(wú)法再啟用該方法來(lái)消除阻塞。為此，人們提出了直接采用調(diào)整 交易電量來(lái)消除阻塞的方法，設(shè)計(jì)了調(diào)整量最小的優(yōu)化目標(biāo)。 2 1 調(diào)整量最小 調(diào)整量是指調(diào)整后的交易電量與交易計(jì)劃電量之間的偏差。對(duì)于p o o l 交易而言， 交易的調(diào)整量一般是指發(fā)電功率的調(diào)整量，此時(shí)用戶不參與功率的調(diào)整 3 1 1 。只有在通 過(guò)發(fā)電資源的調(diào)整仍然無(wú)法完全消除阻塞時(shí)，才會(huì)進(jìn)一步考慮負(fù)荷功率的裁減【3 2 1 。對(duì) 于雙邊多邊交易而言，交易的調(diào)整會(huì)在發(fā)電方和用戶兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，而且為了保持雙 邊多邊的交易形式，發(fā)電功率和負(fù)荷功率的調(diào)整量大小始終保持一致 3 3 - 3 8 1 。 以調(diào)整量最小為目標(biāo)的優(yōu)化函數(shù)主要可以分為兩大類：交易調(diào)整量的絕對(duì)值最 小【3 3 , 3 4 ；交易調(diào)整量的加權(quán)平方和最小，其中不同的交易調(diào)整模型采用了不同的加 權(quán)系數(shù)，如文獻(xiàn) 3 5 ，3 6 采用了完全相同的加權(quán)系數(shù)，即都為l ：在北美可靠性委員會(huì) ( n o r t ha m e r i c a ne l e c t r i cr e l i a b i l i t yc o u n c i l ，縮寫為n e r c ) 制定的輸電網(wǎng)傳輸負(fù)荷裁 減規(guī)則( t r a n s m i s s i o nl o a d i n gr e l i e f , 縮寫為t l 鼬中，采用了交易計(jì)劃電量的倒數(shù)作 為交易調(diào)整量的加權(quán)系數(shù) 3 7 1 ；文獻(xiàn) 3 8 】則采用了交易者上報(bào)的愿意付費(fèi)系數(shù) ( w i l l i n g n e s s t o p a y ) 作為加權(quán)系數(shù)。 采用不同的調(diào)整目標(biāo)會(huì)導(dǎo)致不同的交易調(diào)整特性。采用交易調(diào)整量絕對(duì)值最小的 目標(biāo)函數(shù)，交易的調(diào)整量完全取決于交易對(duì)阻塞線路的靈敏度系數(shù)，只有靈敏度系數(shù) 最大的幾個(gè)交易才會(huì)被調(diào)整。采用交易調(diào)整量平方和最小的目標(biāo)函數(shù)，交易的調(diào)整在 交易對(duì)阻塞線路靈敏度系數(shù)為正的所有交易之間分?jǐn)?，調(diào)整量的大小與靈敏度系數(shù)的 大小成正比，與交易調(diào)整的加權(quán)系數(shù)成反比。 3 ) 調(diào)整費(fèi)用和調(diào)整量最小 在有些交易調(diào)整模型中，還會(huì)采用調(diào)整費(fèi)用和調(diào)整量最小的目標(biāo)函數(shù)【3 9 1 。這種交 易調(diào)整模型往往會(huì)出現(xiàn)在p o o l + 雙邊多邊的交易模式中，為了簡(jiǎn)化交易的報(bào)價(jià)環(huán)節(jié)， 一般是對(duì)雙邊多邊交易采用調(diào)整量函數(shù)，對(duì)p o o l 交易采用調(diào)整費(fèi)用函數(shù)，且調(diào)整標(biāo) 直接從p o o l 交易上報(bào)的容量標(biāo)獲得。 總之，調(diào)整目標(biāo)的形式多種多樣，它的合理選取要視市場(chǎng)的交易模式、阻塞發(fā)生 的頻率和程度、電力市場(chǎng)的發(fā)展階段以及電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)水平等眾多因素來(lái)綜合考慮。 二、交易調(diào)整模型的約束條件 約束是交易調(diào)整模型構(gòu)建的必要條件。只有它的合理選取才能保證阻塞的真正消 除，確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠和安全，也才能使交易計(jì)劃的調(diào)整切實(shí)可行。優(yōu)化問題的約 束條件無(wú)一例外都由等式約束和不等式約束構(gòu)成。在交易調(diào)整模型中，等式約束包括 網(wǎng)絡(luò)的潮流方程，即節(jié)點(diǎn)的功率平衡等式約束，在有些情形下還包括雙邊多邊交易市 場(chǎng)的分離約束，不等式約束則由輸電線路的傳輸功率約束、發(fā)電機(jī)組出力限值約束以 及交易調(diào)整量限值約束等組成。 交易調(diào)整模型的網(wǎng)絡(luò)潮流方程存在d c 潮流方程和a c 潮流方程兩種形式。d c 潮 流方程是在忽略線路電阻，電壓幅值取1 等假設(shè)條件下，對(duì)a c 潮流方程進(jìn)行的一種 簡(jiǎn)化形式。由于d c 潮流方程的線性化，它可以簡(jiǎn)化交易調(diào)整模型的求解過(guò)程，更直 觀地分析交易調(diào)整模型的調(diào)整特性，因而在很多文獻(xiàn)報(bào)道的交易調(diào)整模型中采用了 d c 潮流方程阱3 柏1 。然而，實(shí)際輸電網(wǎng)絡(luò)的物理特性滿足a c 潮流方程，如何對(duì)采用 a c 潮流方程的交易調(diào)整模型進(jìn)行快速有效的求解，更準(zhǔn)確地分析出它的交易調(diào)整特 性是今后進(jìn)一步努力的方向。 在有些交易調(diào)整模型中，要求滿足雙邊多邊交易市場(chǎng)的分離約束，即在交易調(diào)整 之后，保持各個(gè)交易的發(fā)電功率和負(fù)荷功率大小相等2 4 ，4 0 。在忽略輸電網(wǎng)損的情況下， 只要雙邊多邊交易滿足市場(chǎng)分離約束，p o o l 交易的發(fā)電功率和負(fù)荷功率自然平衡，即 自然滿足市場(chǎng)分離約束。市場(chǎng)分離約束確保了在交易調(diào)整過(guò)程中，不會(huì)因?yàn)閕 s o 的調(diào) 整而在交易者之間產(chǎn)生新的交易。交易者之間的交易關(guān)系保持不變。但它卻限n t 用 戶電力需求的最大滿足，削弱了市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益 4 ”。 對(duì)于輸電線路傳輸功率不等式約束的處理，在一般情況下都是一次考慮全部線路 的傳輸功率約束，從而同時(shí)消除所有輸電線路的阻塞。當(dāng)輸電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電價(jià)區(qū)域劃分 時(shí)( 電價(jià)區(qū)域劃分是在使用區(qū)域電價(jià)的電力市場(chǎng)，如挪威和美國(guó)的c a l i f o r n i a 等市場(chǎng)中， 按照電價(jià)的相 l ；l 程度對(duì)輸電網(wǎng)進(jìn)行分割，這一問題將在下一小節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)介紹) ，阻 塞消除問題會(huì)分為區(qū)域間的阻塞消除和區(qū)域內(nèi)的阻塞消除 4 2 - 4 5 】。于是，在輸電線路傳 輸功率約束的處理方面，需要首先考慮區(qū)域間線路的傳輸功率約束，然后再計(jì)及區(qū)域 內(nèi)線路的傳輸功率約束。 三、阻塞處理階段對(duì)交易調(diào)整模型的影響 在實(shí)際的電力市場(chǎng)中，交易市場(chǎng)按照時(shí)間劃分存在日前市場(chǎng)、時(shí)前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市 場(chǎng)。與此相對(duì)應(yīng)，阻塞的處理就需要在不同的時(shí)段來(lái)完成，如在美國(guó)p j m 市場(chǎng)中，阻 塞的處理在日前市場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)中進(jìn)行 2 5 , 4 2 】；在c a l i f o r n i a 市場(chǎng)中，目前市場(chǎng)、時(shí)前市 場(chǎng)和實(shí)時(shí)市場(chǎng)都需要進(jìn)行阻塞的消除 4 0 , 4 2 。 在不同的時(shí)段上處理阻塞，所采用的交易調(diào)整模型會(huì)存在一定程度的差異。上面 介紹的交易調(diào)整模型主要是針對(duì)l ：t 前市場(chǎng)和時(shí)前市場(chǎng)中阻塞的消除而提出的。在實(shí)時(shí) 市場(chǎng)的阻塞消除中，除了考慮有功功率交易計(jì)劃的調(diào)整外，還需要進(jìn)行無(wú)功功率、旋 轉(zhuǎn)備用等輔助服務(wù)的調(diào)整。輔助服務(wù)的調(diào)整可以借鑒有功功率的調(diào)整方法，采用容量 標(biāo)報(bào)價(jià)、調(diào)整標(biāo)報(bào)價(jià)等手段，并在交易調(diào)整模型的優(yōu)化目標(biāo)中體現(xiàn)【9 a 6 , 4 7 。在輸電網(wǎng)運(yùn) 行約束方面，除了考慮正常狀態(tài)下的運(yùn)行約束以外，還需要考慮意外事故情況下的約 束。因此，在實(shí)時(shí)市場(chǎng)所采用的交易調(diào)整模型的構(gòu)建和求解會(huì)比日前市場(chǎng)和時(shí)前市場(chǎng) 的交易調(diào)整模型更復(fù)雜。本文主要研究日前市場(chǎng)和時(shí)前市場(chǎng)中，基于有功功率交易計(jì) 劃調(diào)整的阻塞消除問題。 目前，在基于交易計(jì)劃調(diào)整的阻塞消除問題的研究方面，人們已經(jīng)展開了一些研 究工作，針對(duì)不同的交易模式和交易時(shí)段，構(gòu)建出大量的交易調(diào)整模型。但是，由于 這一問題的復(fù)雜性，仍然存在許多有待進(jìn)一步解決的問題，如：對(duì)現(xiàn)有的交易調(diào)整 模型進(jìn)行統(tǒng)一描述，在一致的性能評(píng)價(jià)體系下對(duì)它們進(jìn)行評(píng)價(jià)和比較，探討各自的優(yōu) 缺點(diǎn)以及適用的場(chǎng)合；尋找有效的優(yōu)化算法來(lái)求解交易調(diào)整模型，使得在較短的時(shí) 間內(nèi)即可完成阻塞的消除，滿足電力市場(chǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)的要求；尋求公正、透明的阻塞 消除方法，合理、有效地發(fā)布交易調(diào)整信息。 1 2 3 阻塞費(fèi)用的定價(jià)方法 在微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)中，價(jià)格規(guī)律起著決定性作用，使市場(chǎng)自發(fā)地調(diào)節(jié)商品的供應(yīng)和需 求，調(diào)節(jié)資源的配置。在電力市場(chǎng)環(huán)境下，阻塞管理除了通過(guò)對(duì)交易計(jì)劃的調(diào)整消除 阻塞以外，還必須為消除阻塞的費(fèi)用進(jìn)行合理的定價(jià)。阻塞費(fèi)用的合理定價(jià)必須實(shí)現(xiàn) 阻塞費(fèi)用在市場(chǎng)成員之間的公平分?jǐn)偅龠M(jìn)輸電網(wǎng)的有效使用，從而減少阻塞的發(fā)生。 而且只有對(duì)阻塞費(fèi)用進(jìn)行合理定價(jià)，才能真正做到在阻塞情況下非歧視地對(duì)待所有市 場(chǎng)參與者，從而實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)的公平開放。因而，阻塞費(fèi)用的合理定價(jià)成為了阻塞管理 中的核心和焦點(diǎn)問題。目前，阻塞費(fèi)用的定價(jià)方法主要可以分為兩大類：節(jié)點(diǎn)區(qū)域定 價(jià)法和阻塞費(fèi)用分?jǐn)偡ā?一、節(jié)點(diǎn)區(qū)域定價(jià)法 1 1 節(jié)點(diǎn)定價(jià)法 節(jié)點(diǎn)電價(jià)( s p o t p r i c e ，也稱為實(shí)時(shí)電價(jià)) 理論的研究可以追溯到7 0 年代末期。1 9 8 8 年，美國(guó)麻省理工學(xué)院的s c h w e p p e f c 等人系統(tǒng)地提出了節(jié)點(diǎn)電價(jià)理論 4 8 a 節(jié)點(diǎn)電價(jià) 反映出下一時(shí)刻單位節(jié)點(diǎn)負(fù)荷( 注入負(fù)的有功功率) 所需的總費(fèi)用，即節(jié)點(diǎn)的邊際成本。 從微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度出發(fā)，節(jié)點(diǎn)電價(jià)法為市場(chǎng)提供t i e 確的電價(jià)信號(hào)f 4 8 ，4 9 1 。 在阻塞管理中，節(jié)點(diǎn)電價(jià)出現(xiàn)在交易調(diào)整模型的優(yōu)化結(jié)果之中，等于節(jié)點(diǎn)功率平 衡等式約束對(duì)應(yīng)的l a g r a n g e 乘子。它完整地體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)約束對(duì)節(jié)點(diǎn)邊際成本的影響， 當(dāng)輸電網(wǎng)發(fā)生阻塞時(shí)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電價(jià)將出現(xiàn)明顯的差異。在忽略輸電網(wǎng)損的情況下， 對(duì)于p o o l 交易而言，發(fā)電機(jī)和負(fù)荷按照所在節(jié)點(diǎn)與平衡節(jié)點(diǎn)的電價(jià)差收取和支付阻塞 費(fèi)用；對(duì)于雙邊多邊交易而言，它們按照負(fù)荷節(jié)點(diǎn)與發(fā)電節(jié)點(diǎn)之間的電價(jià)差支付阻塞 費(fèi)用。 在實(shí)際應(yīng)用中，采用節(jié)點(diǎn)電價(jià)法來(lái)定價(jià)阻塞費(fèi)用也存在著明顯的不足：由于節(jié) 點(diǎn)電價(jià)對(duì)輸電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)極為敏感，這種定價(jià)方法會(huì)造成交易承擔(dān)的阻塞費(fèi)用波動(dòng) 較大 8 , 5 0 , 5 t 】。從用戶收取的費(fèi)用往往比支付發(fā)電商的費(fèi)用大，即出現(xiàn)阻塞盈余 ( c o n g e s t i o ns u r p l u s ) 。阻塞盈余的合理分配成為了在應(yīng)用節(jié)點(diǎn)電價(jià)法進(jìn)行阻塞定價(jià)時(shí) 必須解決的一個(gè)棘手問題。文獻(xiàn) 5 2 指出處理阻塞盈余的兩種途徑：一是用于支付輸 電容量權(quán)的所有者，一是用來(lái)減少發(fā)電商和用戶的接網(wǎng)費(fèi)，作為輸電網(wǎng)固定成本的一 部分。文獻(xiàn) 5 3 則認(rèn)為通過(guò)潮流跟蹤法直接將阻塞盈余返回給用戶，可以合理、有效 地消除阻塞盈余。 2 1 區(qū)域定價(jià)法 在實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行中，阻塞通常只是頻繁地、明顯地發(fā)生在某些區(qū)域之間。而在 這些區(qū)域內(nèi)，阻塞發(fā)生的概率較小，情況也比較輕微。為此，人們提出了區(qū)域電價(jià)法。 它是節(jié)點(diǎn)電價(jià)法的一種簡(jiǎn)化形式，是指在區(qū)域內(nèi)采用相同電價(jià)，而在不同區(qū)域間采用 不同電價(jià)的一種定價(jià)方法【5 4 1 。在采用區(qū)域電價(jià)法進(jìn)行阻塞定價(jià)的機(jī)制中，只有區(qū)域之 間的交易需要按照區(qū)域間的電價(jià)差支付阻塞費(fèi)用，而區(qū)域內(nèi)的交易則不需要支付任何 阻塞費(fèi)用。在區(qū)域電價(jià)為市場(chǎng)提供較為準(zhǔn)確電價(jià)信號(hào)的前提下，這種定價(jià)方法簡(jiǎn)化了 阻塞費(fèi)用的結(jié)算，提高了市場(chǎng)電價(jià)的確定性，增進(jìn)了雙邊多邊交易市場(chǎng)的流動(dòng)性。 區(qū)域電價(jià)法的實(shí)現(xiàn)一般分成兩個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行：將整個(gè)輸電網(wǎng)絡(luò)劃分成多個(gè)電價(jià) 區(qū)域，區(qū)域數(shù)目最少為1 ，最大為輸電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)總數(shù)。計(jì)算出區(qū)域電價(jià)。在區(qū)域電 價(jià)法的使用過(guò)程中，準(zhǔn)確的電價(jià)區(qū)域劃分是制定有效、簡(jiǎn)潔定價(jià)方法的關(guān)鍵。目前， 8 在實(shí)際運(yùn)行的電力市場(chǎng)中，電價(jià)區(qū)域的劃分一般都是基于系統(tǒng)運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)和判斷 4 0 , 4 3 。然而，由于輸電網(wǎng)絡(luò)的龐大和復(fù)雜，僅僅憑借人的經(jīng)驗(yàn)制定的電價(jià)區(qū)域劃分方 案很難做到準(zhǔn)確、合理。文獻(xiàn) 4 4 】介紹了輸電網(wǎng)為輻射網(wǎng)絡(luò)時(shí)，以阻塞線路為區(qū)域邊 界的電價(jià)區(qū)域劃分方法。然而，實(shí)際的輸電網(wǎng)卻是環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，僅以阻塞線路為邊界將 無(wú)法實(shí)現(xiàn)輸電網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域分割。文獻(xiàn)【5 5 】提出了根據(jù)節(jié)點(diǎn)間電價(jià)的相似性來(lái)劃分輸電 網(wǎng)絡(luò)的思想，卻沒有給出具體的實(shí)現(xiàn)方法。基于以上分析，如何對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行準(zhǔn)確、 合理的區(qū)域劃分是區(qū)域電價(jià)法使用中有待解決的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 二、阻塞費(fèi)用分?jǐn)偡?阻塞費(fèi)用分?jǐn)偡ㄊ歉鶕?jù)市場(chǎng)成員對(duì)阻塞的貢獻(xiàn)大小來(lái)直接分?jǐn)傋枞M(fèi)用的一種定 價(jià)方法，它具有明顯的合理特征，且不會(huì)產(chǎn)生阻塞盈余。很多文獻(xiàn)報(bào)道了阻塞費(fèi)用分 攤方法的研究成果8 3 0 , 5 1 , 5 6 - 5 8 】。目前普遍認(rèn)為該分?jǐn)偡椒煞殖蓛蓚€(gè)步驟來(lái)進(jìn)行n 第 一個(gè)步驟是將總的阻塞費(fèi)用分?jǐn)偨o阻塞線路；第二個(gè)步驟是根據(jù)交易對(duì)阻塞線路傳輸 功率的貢獻(xiàn)，將阻塞線路的阻塞費(fèi)用分?jǐn)偨o各市場(chǎng)交易。 在第一個(gè)步驟的實(shí)現(xiàn)方法中，文獻(xiàn) s i n 用阻塞線路的影子價(jià)格來(lái)完成阻塞費(fèi)用對(duì) 阻塞線路的分?jǐn)?。由于只是通過(guò)阻塞費(fèi)用與阻塞線路傳輸功率之間的微增關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn) 它們之間的分?jǐn)?，因此該方法的分?jǐn)偨Y(jié)果存在明顯的不合理性?；诖?，文獻(xiàn) 5 6 1 提 出了一種改進(jìn)方法邊際微增費(fèi)用法，它采用了兩種不同阻塞消除順序下為消除線 路阻塞所需的費(fèi)用，即線路的邊際費(fèi)用和微增費(fèi)用的平均值作為阻塞線路的阻塞費(fèi)用， 獲得了較為合理的分?jǐn)偨Y(jié)果。但是該方法并不能完全克服阻塞消除順序?qū)Ψ謹(jǐn)偨Y(jié)果的 影響，仍具有一定的不合理性。 第二個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于計(jì)算出交易對(duì)阻塞線路傳輸功率的貢獻(xiàn)，解決這一問 題的計(jì)算方法較多，如基于靈敏度的方法【5 9 啦】、潮流比較法【6 3 5 1 和潮流跟蹤法5 3 6 7 0 】 等。這些方法從不同的角度，考慮了市場(chǎng)交易對(duì)阻塞的責(zé)任，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了阻 塞費(fèi)用在市場(chǎng)交易之間的分?jǐn)?。由于電力系統(tǒng)本身的非線性特性，潮流的跟蹤沒有絕 對(duì)正確的方法，因而阻塞費(fèi)用的絕對(duì)公平分?jǐn)偸遣淮嬖诘摹Ｔ趯?shí)際的工程應(yīng)用中，根 據(jù)交易類型，采用恰當(dāng)?shù)乃惴▉?lái)獲得交易對(duì)阻塞的貢獻(xiàn)程度。 1 2 4 阻塞管理的其它問題 、考慮動(dòng)態(tài)安全約束的阻塞管理 在前面描述的阻塞管理問題都只考慮了線路傳輸功率的穩(wěn)態(tài)約束，即線路傳輸功 率不超過(guò)它的最大傳輸限值。雖然線路傳輸功率的限值可以是在考慮最惡劣、最嚴(yán)重 的運(yùn)行方式和故障類型下得出，通過(guò)滿足線路傳輸功率的穩(wěn)態(tài)約束，可以保證系統(tǒng)的 安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是，這種方法并沒有直接將系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)安全約束計(jì)入到優(yōu)化模型中， 獲得的交易計(jì)劃偏保守，經(jīng)濟(jì)性較差。因此，直接考慮系統(tǒng)動(dòng)態(tài)安全約束的阻塞管理 問題受到了越來(lái)越多的關(guān)注。 文獻(xiàn)【7 l 】將暫態(tài)穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定等約束考慮到交易調(diào)整的優(yōu)化模型之中，從而獲 得滿足系統(tǒng)動(dòng)態(tài)約束的交易計(jì)劃。文中指出由于大量動(dòng)態(tài)約束的加入，尋找有效算法 來(lái)求解這一優(yōu)化問題成為了關(guān)鍵。文獻(xiàn) 7 2 7 5 分別針對(duì)p o o l 交易模式、雙邊交易模式 和p o o l + 雙邊交易模式，提出了種考慮系統(tǒng)動(dòng)態(tài)安全約束的阻塞管理方法，它利用 暫態(tài)能量函數(shù)和暫態(tài)能量裕度作為動(dòng)態(tài)安全分析工具，求出暫態(tài)能量裕度對(duì)各發(fā)電機(jī) 輸出功率的靈敏度。在出現(xiàn)阻塞時(shí)，根據(jù)靈敏度的大小選擇最為適合的發(fā)電機(jī)組調(diào)整 其出力，從而解決阻塞問題。由于文獻(xiàn)中靈敏度的線性特性是從仿真結(jié)果中觀測(cè)到的， 缺乏理論依據(jù)，因此該方法雖然簡(jiǎn)化了計(jì)算，獲得了較短的計(jì)算時(shí)間，但是計(jì)算精度 卻難以保證。文獻(xiàn)t 7 6 ，7 7 在英國(guó)電力市場(chǎng)新模式下，提出了基于市場(chǎng)報(bào)價(jià)的動(dòng)態(tài)安全 約束阻塞管理的框架。所有的市場(chǎng)參與者都可報(bào)價(jià)以提供用于阻塞管理的資源。 基于動(dòng)態(tài)安全約束的阻塞管理彌補(bǔ)了以往阻塞管理研究?jī)H考慮線路傳輸功率穩(wěn)態(tài) 約束的不足，但目前的研究還處于探索階段，還存在著許多值得研究的問題，例如， 采用更加有效的算法來(lái)求解基于動(dòng)態(tài)安全約束的優(yōu)化模型，更充分地利用市場(chǎng)機(jī)制來(lái) 促使市場(chǎng)參與者參與阻塞管理，衡量考慮動(dòng)態(tài)安全約束阻塞管理的成本以及定價(jià)等問 題。 二、基于分散優(yōu)化的阻塞管理 目前，在實(shí)際電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中，i s o 通過(guò)對(duì)市場(chǎng)交易進(jìn)行集中優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)阻塞的 管理。對(duì)于確保系統(tǒng)安全來(lái)說(shuō)，基于集中優(yōu)化思想的阻塞管理方式無(wú)疑具有優(yōu)勢(shì)，但 是它的缺點(diǎn)也是明顯的，例如，在市場(chǎng)參與者存在策略性投標(biāo)行為的情況下。最終實(shí) 現(xiàn)的交易結(jié)果很難保證在經(jīng)濟(jì)上是最優(yōu)的，i s o 的黑箱操作容易讓人對(duì)調(diào)度的公平性 和透明性產(chǎn)生懷疑。為了使電力市場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)更加透明，充分調(diào)動(dòng)市場(chǎng)參與者的積極性， 一些學(xué)者提出了基于分散優(yōu)化的阻塞管理機(jī)制。 文獻(xiàn)【7 8 】提出了協(xié)調(diào)多邊交易模式，它將系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)功能和安全功能完全分離， 經(jīng)濟(jì)決策由發(fā)電商和用戶自行通過(guò)多邊交易來(lái)進(jìn)行，系統(tǒng)的安全功能則由系統(tǒng)運(yùn)行員 ( p o w e rs y s t e mo p e r a t o r ) 負(fù)責(zé)。系統(tǒng)運(yùn)行員發(fā)布負(fù)荷矢量( l o a d i n gv e c t o r ) 以指導(dǎo)多邊 1 0 - 交易的鑒定和修改，發(fā)布網(wǎng)損矢量( l o s sv e c t o r ) 來(lái)指導(dǎo)系統(tǒng)網(wǎng)損的分?jǐn)偂Ｎ闹凶C明了 通過(guò)交易者之間的多次協(xié)商，最終實(shí)現(xiàn)的交易結(jié)果可以達(dá)到總的社會(huì)效益最優(yōu)。 文獻(xiàn)e 7 9 1 設(shè)計(jì)了- - 0 0 n 用發(fā)布阻塞價(jià)格來(lái)進(jìn)行阻塞管理的機(jī)制。該方法實(shí)現(xiàn)的前 提是需要對(duì)發(fā)電商的成本有比較準(zhǔn)確的估計(jì)，在發(fā)電商完全理性的假設(shè)下，通過(guò)發(fā)布 阻