计及可控负荷决策机制的输电网阻塞优化调控方法

可控负荷是近年来电力市场中输电网阻塞管理的重要手段。可控负荷服务商将根据市场价格决定其容量和价格申报值,而同时可控负荷的申报结果也将影响节点边际出清电价,从而导致出清电价呈现"动态过程"。为此,首先介绍节点边际电价模式,分析可控负荷服务商在节点边际电价模式下的决策机制,构建可控负荷参与输电网阻塞管理的决策模型。在此基础上,考虑可控负荷决策机制对节点边际电价的影响,提出了基于两层规划的动态输电网阻塞优化调控模型及求解算法。最后,基于IEEE-30节点系统的算例表明该方法能够保证可控负荷服务商收益,有利于激发其参与积极性。     

面向主辅能量市场出清的输电网双层扩展规划

电力市场开放下源荷频繁互动给高比例可再生能源并网的电力系统规划带来一系列挑战。提出了一种面向电力主辅市场出清的价格驱动下的输电系统双层规划模型。上层模型主要考虑系统运营商的投资成本及系统运行效用成本。下层模型则主辅电力市场出清模型,在考虑系统运行宽裕度的前提下以边际节点电价与备用价格引导上层输电网扩展规划。通过将下层市场出清模型基于Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件作为约束代入上层优化模型,构成混合整数非线性规划问题,进一步用近似线性化以及互补松弛等方式将非线性优化问题线性化。最后,以Garver-6节点系统及中国西南某500 kV输电网络为例进行验证。仿真结果表明所提输电网扩展规划方案有利于激励用户参与新能源市场化消纳,降低尖峰负荷场景下线路阻塞,保障电力市场交易的公平性。     

一种基于独立电价变量的节点电价模型

提出了一种电力市场环境下节点电价的新模型.模型的特点在于:节点电价和阻塞乘子作为独立的变量嵌入模型中,使市场中调度目标与结算目标达到统一;在考虑机组最小出力限制的情况下,模型包含特殊的约束条件以正确确定系统的边际机组.以RTS-24系统为例,通过内点割平面算法求解所提出的模型,结果表明产生的节点电价能有效缓解网络阻塞,并提供正确的市场信号.     

计及电力市场阻塞成本约束的输电网规划

针对在POOL模式下电力市场中机组容量、报价、负荷信息等不确定因素,建立了阻塞成本约束下输电网随机规划模型。在输电规划水平年,采用蒙特卡罗算法进行市场模拟来量化输电线路阻塞程度,并利用遗传算法来优化阻塞成本约束条件下以投资费用最小为目标的输电网规划方案,最后在IEEE-30节点算例系统上进行了优化规划,得到了协调满足约束条件和经济目标的优化方案。     

基于网损微增量的节点电价计算法

节点电价体制是我国区域市场发展的标准模式,随着电力市场的阻塞管理方法日益完善,并且考虑输电阻塞出现的数学期望值,网损成为影响节点电价中的不可忽略的因素.从一般节点电价模型出发,推导出网损微增量的修正的计算公式,并基于直流潮流法计算网损微增量,得到一种计算简单快速的考虑输电网络损耗的节点电价计算方法.并以IEEE-14母线系统算例仿真表明考虑网损后的节点电价能有效反映不同地理位置电价信号,可以协助调度部门安排经济的运行方式,提高输电资源的利用效率,引导电源和输电网的合理投资.     

基于网损微增量的节点电价计算法

节点电价体制是我国区域市场发展的标准模式,随着电力市场的阻塞管理方法日益完善,并且考虑输电阻塞出现的数学期望值,网损成为影响节点电价中的不可忽略的因素。从一般节点电价模型出发,推导出网损微增量的修正的计算公式,并基于直流潮流法计算网损微增量,得到一种计算简单快速的考虑输电网络损耗的节点电价计算方法。并以IEEE-14母线系统算例仿真表明考虑网损后的节点电价能有效反映不同地理位置电价信号,可以协助调度部门安排经济的运行方式,提高输电资源的利用效率,引导电源和输电网的合理投资。     

市场环境下基于系统阻塞指标约束的多阶段输电网规划

电力市场环境下的多阶段输电网扩展规划在满足发电公司和用户的需求的同时,对减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争具有重要作用.在此背景下,利用系统阻塞指标和系统阻塞成本分别作为评估规划网络可靠性指标和运行指标,以改进的小生境遗传算法为研究方法,提出了基于阻塞指标约束下的输电网多阶段规划模型.IEEE-24节点系统上算例分析表明该模型综合考虑了各规划阶段输电系统的经济运行,能更科学地指导输电网规划决策,有效减缓系统阻塞发生,提高规划系统的网络充裕性.     

市场环境下基于系统阻塞指标约束的多阶段输电网规划

电力市场环境下的多阶段输电网扩展规划在满足发电公司和用户的需求的同时,对减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争具有重要作用。在此背景下,利用系统阻塞指标和系统阻塞成本分别作为评估规划网络可靠性指标和运行指标,以改进的小生境遗传算法为研究方法,提出了基于阻塞指标约束下的输电网多阶段规划模型。IEEE-24节点系统上算例分析表明该模型综合考虑了各规划阶段输电系统的经济运行,能更科学地指导输电网规划决策,有效减缓系统阻塞发生,提高规划系统的网络充裕性。     

基于功率分布的节点电价修正方法

对于开放的电力市场,输电网损耗的经济信号对引导电力市场参与者合理配置资源有着不容忽视的影响。在仅考虑输电损耗的前提下,发电厂的售电收入应与用户端的支出相等,在此基础上,基于功率分布方法提出了节点电价修正新方法。功率分布方法可给出电源提供的功率分量在线路传输功率、线路损耗和负荷中分布的解析表达式。模型可考虑电源位置、电源供电路径和电源输电损耗对节点电价的影响。最后以IEEE30节点系统算例验证了所述方法的可行性。     

基于纳什均衡理论的电力市场动态投标分析

为准确模拟电力市场参与者的动态决策过程,基于供给函数和纳什(Nash)均衡理论,考虑输电网固有的特性,提出计及输电网约束的电力市场动态供应函数模型。新模型由一差分动态系统和由非线性互补函数转换的半光滑方程系统构成,参与者策略报价的决策变量考虑为供应函数的线性和二次项系数。基于此两参数投标模型,以3个节点组成的电力市场为例,分析在不同市场参数和不同输电网运行状态(阻塞和不阻塞)下,市场的Nash均衡状况和均衡点的局部稳定性;通过数值仿真探讨不同市场参数对市场的动态行为及局部稳定性的影响;并与古诺(Cournot)模型进行仿真比较,仿真结果显示了供应函数模型更符合电力市场的运营情况。     

电力现货市场环境下提供位置信号电价机制的协同作用

对电价中的位置信号及能够提供位置信号的电价机制进行分类梳理和总结,对电力现货市场环境下电价中位置信号的作用进行分析;结合电力现货市场仿真,定量分析在不同的电网结构及系统阻塞条件下,电能量现货市场中的“节点边际电价（LMP）机制”和“分区输电定价”机制在实现其作为公共事业服务价格作用方面的协同作用关系;结合中国某省电网的实际情况,通过电力现货市场仿真和电价测算对分析结果进行验证,为中国电力现货市场环境下的电价机制选择提出建议。     

电力现货市场环境下提供位置信号电价机制的协同作用

对电价中的位置信号及能够提供位置信号的电价机制进行分类梳理和总结,对电力现货市场环境下电价中位置信号的作用进行分析;结合电力现货市场仿真,定量分析在不同的电网结构及系统阻塞条件下,电能量现货市场中的“节点边际电价（LMP）机制”和“分区输电定价”机制在实现其作为公共事业服务价格作用方面的协同作用关系;结合中国某省电网的实际情况,通过电力现货市场仿真和电价测算对分析结果进行验证,为中国电力现货市场环境下的电价机制选择提出建议。     

基于节点电价的阻塞管理理论在华北电网的应用

介绍了以节点电价为基础的市场模型在我国区域电力市场设计中的初步应用成果。在建立华北电网模型及确定电厂竞价价格时引入了安全约束经济调度,并对华北电网节点电价市场进行了仿真计算。算例的设计模仿了中国电力市场改革逐步放开价格竞争的过程,对不同模式下的电网安全、节点电价、系统运行费用、系统阻塞费用进行了分析比较,研究了基于节点电价的阻塞管理理论在华北电网的应用效果。     

以价格为控制变量的交易计划和阻塞管理算法

交易计划及阻塞管理是电力市场安全经济运营的重要问题。但现有的交易计划及阻塞管理算法都是基于复杂的数学推导、并以不断调整机组出力为引导迭代的关键步骤,缺乏足够的市场特征。本文深入分析了电力市场中各种价格的含义及其相互之间的关系,提出了一种以价格为控制变量的交易计划和阻塞管理算法。算法在无约束交易计划的基础上,通过判断和调整阻塞线路的价格、相关发电机节点的价格,来引导系统达到新的价格平衡,进而改变机组出力和线路潮流而消除阻塞。这种算法体现了价格对资源稀缺程度和供需关系的衡量效果,整个计算过程经济意义和物理意义非常明确,突出了价格对资源优化配置的导向性作用。IEEE-14系统的计算结果表明了该算法具有快速、准确、迅速收敛的特点。     

Marginal Loss Pricing for Hours With Transmission Congestion

Nodal electricity prices are designed to send efficient economic signals to market participants for operating and investment decisions. The inherent nonlinearity of transmission losses and the use of marginal loss pricing can obscure the intended economic information in the loss component of nodal prices. As one step in clarifying the determination of the marginal loss price component, this paper discusses the calculation of nodal electricity prices in lossy networks and presents a variety of accepted methods for determining marginal loss. This paper then proposes a method for calculating the marginal loss component of nodal prices during hours with congestion that reflects each market participant's contribution to marginal losses more accurately than current implementations. The proposed method recognizes that increases in incremental energy flows cannot flow across constrained lines, and thus, system-wide marginal losses should not be attributed to generators or loads in the constrained subregions. The objectives of the discussion are to improve the understanding of how marginal losses are determined and also to improve the accuracy of the information conveyed in the marginal loss price component. The ultimate goal is to promote more efficient price signals to electricity market participants for both transmission loss and congestion.     

计及市场化电价信号导向的含高比例水电输电网扩展规划

传统电网扩展规划模型难以反映未来一段时期竞争市场模式下全局供需态势对电网投资收益、市场主体意愿、社会效益的量化影响,且在含高比例水电输电网中水电外送断面容量与丰枯潮流差异的不匹配导致网络阻塞及交易盈余问题愈加严重.为此,提出高比例水电场景下计及市场化电价信号导向的输电网扩展规划模型.上层模型以最大化线路年投资收益为目标函数,形成规划决策线路;下层模型采用改进的k-means聚类算法得到含高比例水电输电网全年典型运行方式,基于市场交易出清结果与区域负荷响应特征,量化线路规划后的负荷增量及过网利用率,以市场化电价信号引导电网扩展规划,促进区域水电消纳.采用KKT最优条件实现上、下层模型的耦合,将双层规划问题转化为混合整数规划问题进行求解.以我国西南部某含高比例水电的实际电网为例,通过综合比较不同规划方法的阻塞盈余、投资收益及水电消纳比例验证了高比例水电接入下市场信号对扩展规划结果的影响.     

基于系统动力学的宏观层电网规划的仿真模型

宏观层电网规划面向中长期电网规划,从全网总量的角度解决逐年电网的投建容量、线路投建总长等问题。该文提出用系统动力学方法研究宏观层电网规划的仿真模型,首先分析了系统动力学模型对解决宏观层电网规划仿真模型的适用性;然后,建立了宏观层电网规划仿真各环节的数学模型,并且把电网规划和输电价格联系起来进行系统分析,从而建立了宏观层电网规划的动态模型,贯穿历史和未来,研究宏观层电网规划仿真的过程量和发展趋势;最后,应用该文提出的模型和方法对某地区的宏观层电网规划进行了算例分析研究,验证了系统动力学模型的有效性。     

基于区域电价之差的输电线路的成本效益分析模型

电力工业体制的改革使输电线路规划的外部环境发生了明显的变化,要求对规划理念和理论进行根本性的转变。为了适应市场化条件下的输电线路的规划,可以从技术经济的角度,综合考虑多种不确定因素,用成本-效益分析的方法来评价输电线路扩展的可行性。文中以区域电价之差作为项目的收益,不仅充分利用了市场提供的电价信息,符合市场化改革的方向,而且避免了预测项目现金流的复杂的计算,具有计算简便的优点。通过引入弹性概念,给出了输电线路容量与区域电价之差之间的数量关系模型,通过分析,说明市场条件下区域电价与输电容量存在着非常敏感的负相关关系。通过算例分析表明,该方法是可行的、有效的,可以作为传统输电项目扩展规划可行性分析的一个重要的补充方法。     

英国输电定价模型中的关键环节分析

为提供一种适于我国电力市场的输电定价方法，对英国电力交易新模式进行了分析，包括电网使用费中节点边际公里、区域边际公里以及区域电网使用费的计算3个关键环节，讨论了各主要参数对结果的影响。电网使用费中包括边际成本和综合成本，所以能提供经济信号并能维持电网收支平衡。该模型适合于线路容量较大的双边交易场合，而用于经常发生阻塞或包括集中交易形式的电力市场时则需要改进。