電力市場與輸電安全 - 全國大學生數(shù)學建模競賽

1、B12004高教社杯全國大學生數(shù)學建模競賽題目（請先閱讀“對論文格式的統(tǒng)一要求”）B題電力市場的輸電阻塞管理我國電力系統(tǒng)的市場化改革正在積極、穩(wěn)步地進行。2003年3月國家電力監(jiān)管委員會成立，2003年6月該委員會發(fā)文列出了組建東北區(qū)域電力市場和進行華東區(qū)域電力市場試點的時間表，標志著電力市場化改革已經(jīng)進入實質(zhì)性階段?？梢灶A計，隨著我國用電緊張的緩解，電力市場化將進入新一輪的發(fā)展，這給有關(guān)產(chǎn)業(yè)和研究部門帶來了可預期的機遇和挑戰(zhàn)。電力從生

2、產(chǎn)到使用的四大環(huán)節(jié)——發(fā)電、輸電、配電和用電是瞬間完成的。我國電力市場初期是發(fā)電側(cè)電力市場，采取交易與調(diào)度一體化的模式。電網(wǎng)公司在組織交易、調(diào)度和配送時，必須遵循電網(wǎng)“安全第一”的原則，同時要制訂一個電力市場交易規(guī)則，按照購電費用最小的經(jīng)濟目標來運作。市場交易調(diào)度中心根據(jù)負荷預報和交易規(guī)則制訂滿足電網(wǎng)安全運行的調(diào)度計劃――各發(fā)電機組的出力（發(fā)電功率）分配方案；在執(zhí)行調(diào)度計劃的過程中，還需實時調(diào)度承擔AGC（自動發(fā)電控制）輔助服務的機組出

3、力，以跟蹤電網(wǎng)中實時變化的負荷。設(shè)某電網(wǎng)有若干臺發(fā)電機組和若干條主要線路，每條線路上的有功潮流（輸電功率和方向）取決于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和各發(fā)電機組的出力。電網(wǎng)每條線路上的有功潮流的絕對值有一安全限值，限值還具有一定的相對安全裕度（即在應急情況下潮流絕對值可以超過限值的百分比的上限）。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，稱為輸電阻塞。當發(fā)生輸電阻塞時，需要研究如何制訂既安全又經(jīng)濟的調(diào)度計劃。?電力市場交易規(guī)則：1.以15

4、分鐘為一個時段組織交易，每臺機組在當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，每個段的長度稱為段容量，每個段容量報一個價（稱為段價），段價按段序數(shù)單調(diào)不減。在最低技術(shù)出力以下的報價一般為負值，表示愿意付費維持發(fā)電以避免停機帶來更大的損失。2.在當前時段內(nèi)，市場交易調(diào)度中心根據(jù)下一個時段的負荷預報每臺機組的報價、當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（見下面注釋），直到它們

5、之和等于預報的負荷，這時每個機組被選入的段容量或其部分之和形成該時段該機組的出力分配預案（初始交易結(jié)果）。最后一個被選入的段價（最高段價）稱為該時段的清算價，該時段全部機組的所有出力均按清算價結(jié)算。注釋：（a）每個時段的負荷預報和機組出力分配計劃的參照時刻均為該時段結(jié)束時刻。（b）機組當前出力是對機組在當前時段結(jié)束時刻實際出力的預測值。（c）假設(shè)每臺機組單位時間內(nèi)能增加或減少的出力相同，該出力值稱為該機組的爬坡速率。由于機組爬坡速率的約

6、束，可能導致選取它的某個段容量的部分。（d）為了使得各機組計劃出力之和等于預報的負荷需求，清算價對應的段容量可能只選取部分。市場交易調(diào)度中心在當前時段內(nèi)要完成的具體操作過程如下：1、監(jiān)控當前時段各機組出力分配方案的執(zhí)行，調(diào)度AGC輔助服務，在此基礎(chǔ)上給出各機組的當前出力值。2、作出下一個時段的負荷需求預報。3、根據(jù)電力市場交易規(guī)則得到下一個時段各機組出力分配預案。4、計算當執(zhí)行各機組出力分配預案時電網(wǎng)各主要線路上的有功潮流，判斷是否會出

7、現(xiàn)輸電阻塞。如果不出現(xiàn)，接受各機組出力分配預案；否則，按照如下原則實施阻塞管理：B3171207318080150.7112581.190181207318080141.5812581.190191207318080132.3712581.190201207318080156.9312581.190211207318080125138.8881.190221207318080125131.2181.1902312073180801251

8、41.7181.190241207318080125149.2981.19025120731808012512560.5829026120731808012512570.9629027120731808012512564.8549028120731808012512575.5299029120731808012512581.1104.8430120731808012512581.1111.2231120731808012512581.1

9、98.09232120731808012512581.1120.44表2各線路的潮流值各線路的潮流值（各方案與表1相對應，單位：MW）方案線路1234560164.78140.87144.25119.09135.44157.691165.81140.13145.14118.63135.37160.762165.51140.25144.92118.7135.33159.983167.93138.71146.91117.72135.4116

10、6.814166.79139.45145.92118.13135.41163.645164.94141.5143.84118.43136.72157.226164.8141.13144.07118.82136.02157.57165.59143.03143.16117.24139.66156.598165.21142.28143.49117.96137.98156.969167.43140.82152.26129.58132.04153

11、.610165.71140.82147.08122.85134.21156.2311166.45140.82149.33125.75133.28155.0912165.23140.85145.82121.16134.75156.7713164.23140.73144.18119.12135.57157.214163.04140.34144.03119.31135.97156.3115165.54141.1144.32118.84135.

12、06158.2616166.88141.4144.34118.67134.67159.2817164.07143.03140.97118.75133.75158.8318164.27142.29142.15118.85134.27158.3719164.57141.44143.3119134.88158.0120163.89143.61140.25118.64133.28159.1221166.35139.29144.2119.1136