（电力系统及其自动化专业论文）电力市场输电定价理论的研究.pdf

圭查奎翌垄芏塑竺竺丝查 一 s t u d yo nt r a n s m i s s i o n p r i c i n gt h e o r y o fe l e c t r i c i t ym a r k e t a b s t r a c t r e c e n t l y , t h ee l e c t r i c i t y i n d u s t r i e sw o r l d w i d ea r eu n d e r g o i n gm a j o rs t r u c t u r a l c h a n g e sw i t h t h eo b j e c t i v eo f i n t r o d u c i n gc o m p e t i t i o n a n d f o r m i n ge l e c t r i c i t ym a r k e t c o m p e t i t i v ee n v i r o n m e n tw i l lb r i n g b e t t e rs e r v i c e ，a tal o w e rp r i c e ，t oe l e c t r i c i t y c o n s u m e r s ，s ow ec a nu s et h er e s o u r c e sm o r ee f f i c i e n t l y w i t ht h ed e r e g u l a t i o no f e l e c t r i c i t yi n d u s t r y a n dt h eo p e na c c e s so ft r a n s m i s s i o n ，t h ep o t e n t i a lb e n e f i to f e l e c t r i c i t ym a r k e t i sb e c o m i n gm o r ea n dm o r eo b v i o u s i nt h ee l e c t r i c i t ym a r k e t ，t r a n s m i s s i o nb e c o m e sab u s i n e s s ，w h i c hh a si t so w n s e r v i c e s ，c u s t o m e r sa n dc o s t s t h e r ei s c o n s i d e r a b l ei n t e r e s to nh o wt r a n s m i s s i o n s e r v i c e si nap o w e rn e t w o r kc a na n ds h o u l db ep r i c e d t h ei d e a lp r i c i n gs h o u l d i n c l u d et h eo p t i m a le c o n o m i cs i g n a lo nt h eb a s i so fr e v e n u ea d e q u a c y ，i no r d e rt o s t e e rt h ee c o n o m i co p e r a t i o no ft h ew h o l en e t w o r k t h i sp a p e rf i r s ti n t r o d u c e s t r a n s m i s s i o nm e t h o d sa n dt h e nd i s c u s s e st h ea l l o c a t i o no ft r a n s m i s s i o nl o s s e sa n dt h e t r a n s m i s s i o nc o n g e s t i o nm a n a g e m e n tw i t hm o r ee m p h a s i s t h ea u t h o rp r e s e n t san e w m e t h o df o rt h ea l l o c a t i o no fl o s s e sa n d a n a l y z e st r a n s m i s s i o nc o n g e s t i o nm a n a g e m e n t u n d e rp o o lt r a n s a c t i o n su s i n ga no p f a l g o r i t h m k e yw o r d s ：e l e c t r i c i t y m a r k e t ，t r a n s m i s s i o ns e r v i c e ，a l l o c a t i o n o fl o s s e s t r a n s m i s s i o nc o n g e s t i o nm a n a g e m e n t 圭查奎垩苎芏堡主堂堡笙墨j 生二墨三垄! 兰竺i ! 一 第一章 电力市场发展的现状 l b 力n i 场是全球电力i ：业普遍的发展方向。在l u 力系统中引入市场经济的运营模式，会 给丰 会带米可观的效益。l b 力市场将经济领域的许多理论和概念引进了i 也力l ：业，它的出现 给壮个电力：i ：业的发展带米了j “泛而深刻的变化。在这一进科巾t 各国【h 力i ：作者需要解决 舰念上、制度上、技术上的许多问题，给各国学者提山了i + e l 多新的研究课题。 第一节电力市场简介 一、电力市场的定义 i u 力m 场烛采j - i j p 士+ 牟、经济等于段木着公平竞争、t ；l 愿山：利的原j j ! | j ，对, g j j 系统中发电、 输l u 、供电h j 户等箨成员组织协涧运行的管理机制和执行系统的总和f ”。 电力市场的基本特征是开放性、竞争性、计划性和协调性。 i 乜价烛l h 力市场的杠杆和核心山弈。1 1 土力市场要采川经济手段管理各成员，所以确定电 价原则，计算贸易电价是电力市场的重要山容。 转运业务是电力市场重要的贸易形式。开展转运业务足引入觉争，体现公平原则的手段， 同刚转运也是开放的l u 力市场的标忠。 电力市场与传统的电力i i 业相比，提高了川户的地伉。川户从被动的负荷，转变为能动 f 门l u 力f l + i s + f i e j 参与者。 二、电力市场的基本原则 建 b 力市场的目的是住l b 力系统中引入竞争机制l “，i u 力m 场的最基本原则是公平竞 争。对 i 发i 乜厂，平等的环境能够促进竞争激励发i u 厂提高生产效率、降低成本。对于用 户，按真正的供电成本收费，尽量减少州户之间的交义补! i i l i 是保证h | 户平等的根本点。为保 i l l ! l u 力市场公平竞争的原! l ! l j 必须做到：( 1 ) 发l u 厂之问平等竞争；( 2 ) 川户之间平等；( 3 ) i 乜力市场具有公开性。必须公开发电厂的上网l u 价和川户的川电电价通过i 乜价这一杠杆将 d 、川l u 烈方联系起米：( 4 ) i u 力市场席扩人参与者i = 1 i l l 选抒的权利。虑避免网络拥有者利 川其地位希断电力供戍；( 5 ) l u 力市场的运营应有法规的保1 5 啦。我国丁i1 9 9 5 年1 2 月2 8 日 颁布了l 乜力法，标志着我陶电力i ：业的管理已经走l 法制的轨j 煎。 圭查奎墨垄兰竺主兰堡垒墨j 生二生型尘坠型墅! ! 一 第二节世界各国电力市场的发展现状 为增加电力1 二业活力，引入党争机制，当前1 l 界上的v i ：多国家都在进行人规模的电力改 止探索走向i 乜力市场的道路。不同囤家以不同原冈推动f b 力商业化的进利，英国平一些拉 美国家i u 力1 ：业私有化主要是为了吸引l h 力投资以减轻政府负担。美国火部分电力工业原本 j l j l 5 私有，电力一i ：业改革主要是开放电网、增加竞争、减少管制以提高效箍。电力二 ：业改革 仃许多模式这些模式也处于不断改进之中。 茭同i u 力市场的形成姓亡1 然发展过稗，分为四个阶段：( i ) 紧急功率交换；( 2 ) 制定联 合运行政策；( 3 ) 经济功率交换：( 4 ) 电力交易市场i b 力经济人系统( b r o k e r a g e ) 。至 今，美国的电力市场基本局限在发电市场。对川户市场仍由各l 乜力公司警断。 焚闻f 门i b 力 ：业经历了l = h 私彳丁化剑闱有化、雨到私有化的过科。改造后负责统一调度 的- l ，火发i u 局( c e g b ) 分为四个公司，围家i u 网公司、i _ 鹤家发l u 公司、围家i 乜力公司和国 家核l 乜公司。由国家l u 网公司负责日常管理和经营，建立全国l u 力市场体系。英国对大用户 ( i m w 及以上) 开放了市场。i u 力市场的贸易方式分为参加i u 力联合运营中心( p o o l ) 贸易羽j 签订直接合同两种。 f f i l j 根廷丁1 9 9 1 年将发电、输电、配i b 系统全部私有化，建盘了i 乜力批发市场井同时 j 1 ：放发i u 市场利刚户市场。电力1 1 丁场建成后，吸引了人懿外资，形成了多家办电的局面，缓 解了缺电状况。 澳人利弧建立电力市场的原则是在发l l 土和电力供应中引入竞争，要求开放国家电网。允 | 1 1 私营i u 厂、国有公司及人j j 户( 1 0 m w 及以一j - ) 在i u 力系统t l 进行公开交易。与英国电 力市场不同澳大利呃电力市场的输配电网络并没有收门围有，而是作为电力市场的参与者， 承担电能的输送与分配。 第三节中国电力市场现状 一、我国电力市场现状 我国处于社会主义初级阶段，电力工业改革起点和国外不同，终点也不完全一样。我 国电力i 业商业化运营的目标是提高效黼、改善服务、增加活力。随着社会主义市场经济体 制的建立和l 电力l ：业体制的改革，i 乜网的商业化运营1 - 4 硫成为迫切需要讨论的一个重要话 - 2 圭查查兰垄兰竺茎竺笙圭曼三二兰圣苎! 兰坐! 丝一 趔。 我固i b 力一l ：业改革的取向是“i h 厂人家办，l u 网囡家管”。而转运业务是l u 力市场中的 一项基本功能。转运是实现l u 力市场平筹竞争的必要条什，可以给电网带米巨大的效益。1 7 1 前，我国l u 网己山现少鲑的转运业务。可以预她，随着电网体制的改革t 转运业务将获得很 人的发展。 这儿年，我国己开始了电力市场的准符i ：作，例如建立l u 赞计艟系统、实行分时电价和 建立模拟l b 力市场等。浙江平安徽电力模拟市场，为建立我国i 也力市场进行了有黼的探索 侑方l u 力联营公司根据所属i u 网产权独立的特性，采川经济手段开腮了省网问交易的协调 僻1 1 11j l 。提u i 转运、i k 务，同时，i ：j f 芰网的符竹羽l 地区间，进行符川分配，为l b 力公司问的【u 力交 勃发 运q k 务积累了经验。 我围肖前离实现完全竞争的i u 力市场模式还有较火差距，必须脚踏实地的一步步做起。 | 二! 订一点必须做到，邓就足输i u 网全而开放，这是实现公平竞争和平等贸易的基础。输电网 独：山之后可以由国家管理，这也符合我国当前的囤t 占。 二、课题研究的意义 开放电力通道，提供转运业务，将给摧个系统带米巨人的效j ：；- ，魁i b 网发展的必然要求。 所以，输、配电网络的转运成为当今电力i ：业管理的热点，许多国家已经将开放输电通道、 捉供转运业务明确列入有笑法规。 a 我国i 乜力系统规模的不断扩人，高i b 压远距离输【乜的实现，使各人电网的互联成为 可能。目前，通过省网和跨省之间电网的互联，已经形成了具有不同互联运行特点的大规模 电力系统，例如华北、东北、两北等火区域互联l 乜网，华中一华尔电网( 通过葛洲坝至上海 宵流线路互联) ，南方互联电网。我国三峡电站建成后，更将起剑促进全国联网的作用。国 家l “力公司的成立标忠着电力i 业的管理体制从计划经济体制向市场经济体制的重要转变。 h 前，我国已经山现初步的极少鞋的转运业务。随着l 乜网体制的改革。可以预见，转运业务 将获得极人的发展。 日前我国i b 网管理要求以省网为经济实体，独立核筇。! f ：联i u 网的功率交换涉及各省网 的经济效豁。网络服务收赞是一个复杂的问题。对 ：其中的删损部分，过去一般由l b 力公司 f l i l l i ：l 各川户的峰谷羽i 不同季廿的网损调。忸阅予向各川户进行分摊。但在电力市场情况下，定 价必须符合经济学原理。科学、合理的制定刚损分摊规则能捉i 谴发l b 厂_ ：f | j j _ t - 1 户参与市场的积 极性。 圭鎏壅堕查芏竺主芏壁堕墨 笙= 主鱼生主兰堡垒 刈1 j l e 输拥挤竹：蛐l 勺i ! j | ：究，他我困逛十分必要f j 。冈为我同i u 网的矬i , ，殳；f r l x , t t - b 迷发展 的j u 厂硅改米说足远远落后的。l h - j = i u 嘲结构的4 i 含圳，n ：似多地区l 现了严巫的“窝i u ” 现象。如何解决好传输 丌j 挤问题。提供正确的市场激励引导 源建没充分地利川现有的电 刚资洳 就我国而言灶一个紧她的任务。 l l 三网转运是州：界范围内电网发展的必然乡占果这会给l u 网带米巨人的效益。转运成本必 绷反映输配i u 网络和执行转运、l k 务中所付的代价。闪此，合理地确定转运成本，是l 乜力交 易肯刘i u 网的基本要求。转运q k 务在i u 力交易市场q ，的作川日显重要，它反映了电力市场的 ) r 放枞皮。当前我同已m 现很多独立发i u 厂，开放发il l 市场的环境j 【：在形成，转运业务也必 将出现。 一d 圭查查垫苎兰塑兰竺垒墨 一已三芝羔堕坐堕墨丛苎塑二一 第二章转运及转运费的计算 第一节转运业务出现的原因及背景 一、电网的转运 i u 能转运的概念足由臁省理i ：学院f c s c h w e p p e 教授神18 0 年代中删提出的。他对电 能转运进行了明确的定义：一个l h 力系统的输、配i u 没施铍贝个或多个实体川来输送电力 ( t h er i s eo ft r a n s m i s s i o n o rd i s t r i b u t i o nf a c i l i t i e s0 厂as y s t e mt ot r a n s m i tp o w e r a m l 加r a n o t h e re n t i t yo re n t i t i e s ) 。这里，输l h 设帑的棚有者必须与电力供、用方在 经济j 二相互独立。 二、转运业务出现的原因 转运业务的现= 仃以f ) l 点d i - k l ： ( 1 ) 经济功率交换的日黼增k = 。由丁各地区能i i 构成、劳动力价格及负荷水平的差异， 箨地区电网的发电成本不同，从而化各地区电网问现了经济功率交换，由发电成 本低的地i 廷向发i b 成本商的地区售i u 。 ( 2 ) 独立发电厂的出现。独立发电厂一般由投资者集资建立并拥有产权。但不具备输、 配电系统。独立发l l 土厂所在地i x 的l b 网必须提供转运业务。 ( 3 ) l u 力市场平等竞争的要求。公平竞争是l 乜力市场最重要利最基本的原则。发电者和 j 户自由选择贸易对象是公平竞争的基本i j j 弈。而开放输l u 通道、提供转运业务是 实现白由选择的必要条仆。 ( 4 ) 提高电力系统可靠性水平。某地区i 乜网处_ i r 紧急状态时，与之相联的其他地区电网 将进行功率支援中间电网承担了紧急功率交换的转运业务。互联电网通过各子网 问在事放状态下相互支援，提高全网的可靠性，降低备用。 ( 5 ) 调剂电力资源，缓解缺电状况，减少停电负荷。 开放输电通道、提供转运业务，是电力市场的个基本功能。转运是电力市场平等竞争 的必要条件，能给整个电网带米巨大的经济效z ，是电网发展的必然要求。 圭查墨翌苎兰塑圭兰堡垒墨兰三童_ _ 竺兰坐望翌! 生垄竺二一 第二节输电服务的定价原则及输电费用的组成 一、输电定价的必要性 i u 儿l i r 场发挺的核。心就n ： 将输i u 服务从j u 力啦，“：( 发l u ) 雨| i i j 赞( 配i u ) 巾分离山米 单独为其定价和签订合同。 i u 力n r 场与一般商铺市场的一个很火不同之处在于，l b 力输送的通道电网，自然形 成警断。开放l 乜网，提供转运服务是实现公平竞争的必要条什。i u 网在电力市场中处于极为 ：e 蛆的地位。冈此，我国i u 力i 业休制改* 的取向址“l u 厂人家办t l u 刚网家管”。 输i u 服舞的定价与收费是l u 网的杠杆年自身发展的资金米源。为输l h 服务定价己成为各 吲耗棚研究的新课题。 二、输电服务的定价原则 输l b 服务的定价戍基 ：以f 儿条原! j l i j ： ( 1 ) 公平性。h 户之间不能有交义补贴，或尽可能减少交义补贴的科度。 ( 2 ) 赞j l j f i 配过聃! 有透i 刿嫂。 ( 3 ) 能提供合理的经济信号。输电价格将影响新建发电厂和负荷的位置选抒，最终影响 l u 网的运行成本及其将米的发展。输l u 费川的计算和分摊应该为供需方提供正确的 经济、技术信号促使电网的各方使川者更有效的利川i u 网资源。 ( 4 ) 确保收支平衡。 ( 5 ) 在满足社会i b 力电姑需求的前提f 。麻致力丁。约使川l u 网资源，降低费j 1 j ，使全 社会效益的最人化。 三、输电费用的组成 输i u 服务不仅包拓输送l l 土能这一内粹，还包括对系统的管列! 以及为了输电系统的安全运 行而进行的辅助服务。管理服务包括交易执行前调度人员进行的信息处理、分析、预测、调 度等l ：作。以及交易厉为保证电网运行收支平衡和适当收施而进行的结算：r 作。辅助服务是 指为完成输电的主要功能所需要采取l 勺所有辅助措施。主要包括：频率控制( 负荷跟踪) 、 可椎性器川( 旋转各川和快速启动机组) 、非旋转备川( 运行嵛川) 、无功嵛j j ，电压控制、 发电雨计划( r e s c h e d u l e ) 雨分配( r e d i s p a t c h ) 、目；故恢复服务、稳定控制服务( f a c t s 、 p s s 、a s g ) 等。 6 圭查壅望查兰塑主兰垡堕查笪三皇_ _ 塑兰生坠堑墨兰璺兰! ：一 输i 乜赞川主要由以r 三个l j = i 容细成： f i ) i u 能赞川。指为满足输l u 服务交易进行发i u i q 计划和再分配而引起的燃料费用的 j 目) j i l ，以及传输过剃j 刚络4 * 火。 f 2 ) j j l i 会赞川。指f f i 丁系统的运行约求，为了进行某输吣l k 务，, i z f 目公司不得不放弃一 些可以获利的交易而造成的损火，也称为i q l 塞赞川或化输椰挤赞j t l 。 ( 3 1 电网扩建费川。为满足输电业务l 勺需要而对l u 网进行扩建的赞h j 。 ( 4 ) i u 网使抖赞川。由丁输i u 业务使川了系统的输t b 没搿而需要支付的设嵛使川费删。 赞川组成情况如图2 - i 所示。其中。( i ) 、( 2 ) 项称为i 也网的运行成本，( 3 ) 、( 4 ) 项称 为窬砒成本戏问定成木。给输i u 服务定价的过稚也就是各种成本赞川在川户之间分摊的过 料。 管理服务 i输送服务 图2 - i 输电费用的组成 f i g 2 - ic o m p o s i t i o n so f t r a n s m i s s i o nc o s t 辅助服务 四、输电服务的分析步骤 输l u 服务足将l u 能从l u 能的生产者安全、经济、优质地输送剑 u 能使川者的过程。两者 都麻陔足输i 乜公司的客户，b 同承担输l u 赞川。征有些国家如英国输电赞川完全由用户 承担，英囤i 乜力市场中存在两个价格，一是从l u 厂的购i u 价格( p p p - - p o o lp u r c h a s ep r i c e ) ， 二是对川户的售电价格( p s p p o o is a l ep r i c e ) 。他们之间的筹价就是对州户增收的输电服 务附加赞( u p l i f t ) 。电厂发也对i 乜网的影响士要枉f u 厂党价 ：网，也网公亓j 制定发也计划时 考虑。由谁米承担输电费及赞_ l j 如何分配的问题灶属1 i 输l b 定价的内容，而输电服务附加 费的多少属丁输电服务费用计算的内容，他们都取决于州户所要求的输i 乜服务类型。因此， 输i u 服务类型分析廊该包括三个主要步骤 2 i ：确定输电服务的类弛、输电服务费用的分析计 算和输电电价。凹2 - 2 表明了这一过程。 7 圭查叁垫苎堂矍兰竺堡查已三兰j 塑苎坚垒垒苎苎塑：一 输入 ：步骤 ； 输n 川oj 似务篮求 电刚信息和赞用 的经济特性 定价模式与算法选掸 定义服务 具体赞 f j 项 输电定价仁割输电价格 图2 - 2 输电服务分析的一般过程 f i g 2 2g e n e r a lp r o c e s so f a n a l y s i so f t r a n s m i s s i o n s e r v i c e 第三节输电的定价模式 输电赞埘的计算模式可分为以r 三利一： ( 1 1 爪入式定价模式( 参与定价模式) ( 2 ) 微增定价模式 ( 3 ) 综合定价模式 一、压入式定价模式 在这利定价模式中，首先计算电网在提供输i u 服务时的总成本，然后按j ! ( 某种原则( 如 埘l u 网的使川剃度) 托符川户r | 1 分排。川蚓2 - 3 表示为： 图2 - 3 压入式定价模式 f i g 2 - 3p u s h i n g - i nm e t h o do f p r i c i n g 易t 的增量成本 兀i 入定价模式分配的烛输l u 设符的使川j 5 1 f 川( f i x e dc h a r g e so re m b e d d e dc o s t ) ，其概念消 圭堂奎垫苎兰竺主兰竺丝墨j 生三兰蔓苎坚查墨型塑型! ：一 缝，易 - 实现，并能保i l e 收支平衡。但往往会破上1 ：价格的经济信号作川，使价格对消费的变 化f l i 敏感，从而j 厶不剑凋1 ，的作川。 二、微增定价模式 微增定价模式考虑了由于输送新的电能而产生的新的输电成本。包括以下儿种方法 ( 1 1 投资赞川相关分析方法 f 2 1 短期增量成本法 ( 3 ) 长煳增量成本法 ( 4 ) 短期边际成本法 ( 5 ) 长j 9 j 边际成本法 川h2 - 4 表示为： 图2 - 4 微增定价模式 f i g 2 4i n c r e m e n t a lm e t h o d o f p r i c i n g 易t 的输电成本增量 微增定价模式( i n c r e m e n t a lm e t h o d s ) ，特别是其中的短j 仆j 边际成本法，由丁它自然的经 济合理性冈此是最合适的经济信号。整个实时i u 价理论( s p o tp r i c e ) 即由此发展而来。但 它也存在着一些弱点。即不能保证收支平衡，价格变动剧烈，其赞川往往是依据发电费用的 变化而井非输电费用本身。 三、综合定价模式 综合定价模式综合考虑了微增定价模式和参与定价模式的特点，意幽使输电价格不但是 最优的经济信号。也能保证收支平衡，使l h 网运营最优。 9 圭查墨皇苎鲎型主兰堡垒墨苎三：兰j 蔓兰里翌! 坠苎! 型! ：一 e 巨 皿口 爪 增量成本 图2 - 5 综合定价模式 f i g 2 - 5c o m p r e h e n s i v e m e l h o do fp r i c i n g 易t 的增量输电成本 依据川户对i u 网的使川榭度进行输i b 费川分配是一肝常自然的想法，现有的方法基本上都 以此为基础，其区别在于衡龄 | j 户对电网使川科! 度的标准不同。下文将对各十i 输电费用分配 方法进行介 f 并着重研究而向川户的跟踪流法。 1 0 圭查奎翌垄兰竺主兰堡堡查生三主笠兰塑墨鱼! 望：! ! 一 第三章输电费用分配方法 第一节针对交易的费用分配 舡i 乜力市场中可能存在各种交易方式归纳起米可表示为i 到3 - 1 所示的几种情况。 t 1t 2t 3 t4 vv 啦小山v 电网 llilii t lt 2 t 3 t 4 图3 - 1 几种交易方式 f i g 3 - 1w a y so f e l e c l r i c i t y t r a d e s 其中t ：买方一点注入。卖方一点输小。t ：买方一点注入，卖方多点输出t 3 ：买 方多点注入，卖方一点输山。t 4 ：买方多点注入，史方多点输u j 。对任一线路i - j 的使用费 川全部由这四种交易承担。 一、邮票法 该方法仅考虑交易量的幅值( m w ) 不考虑交易的收发点，即忽略了距离、位置的影响 足一种卡f l 糙的算法。使川这种方法会使得使川网络较轻的川户对其他川户提供补| 4 i f i 。优点是 幼r r 实现。基本描述方程为： 脚，2 盘c 式中。m 彬代表交易u 的幅值，c 为总输l u 费川a 二、合同路径法 住交易幅值的基础上，考虑实际交易蹄行的j i j 响，_ ：f = 以合同踹径代替实际路径。表达式 _ = j = j ： 圭查壅翌垄兰塑芏堡堡查 l 三主堡兰堂旦兰兰篁生i ：一 l m w l ，i 联“) = 袁丽砑c ，一e n ( 3 2 ) 代- i ，m w ，。代表交易l i 化改符f k 产! l ：的潮流，f 为合同设想的交易路衽。这种i 方法 忽略了潮流的物理分布规律，闪而f 代表的”i i i 实际交易蝌径。 三、依据距离的w m + m i l e 法 考虑剑设备的使川程度不仅与流经设备的潮流有关，而儿与线路| 王= j 变相联系。所以考虑 以潮流与k 度的乘积作为衡量设备使 h 程皮的指标： f 嵋。 m ， 州卜袁弘酝而c 3 f , z ，一n e s ，i | f ，m ，为线蹄f 的k 安似此时使川的仍然灶假恕的交易蹄径。 四、边界潮流法( p a m ) ，叫m 一般川下系统间转送交易的费i l l j ) - 配。j e 丛木心想足分别对有无转送的情况下。 进行蚺玖洲流计算，得j n 符联络线i _ i , 9 1 b l f 的变化视j e 为流经系统的洲流值，即对系统的使 j 1 1 wj 业。 ( f l o w m f l o w l l l l l t l l l , t ) 凡 ) = 型二_ l o a _ d l e v e _ l 一 式t 一f l o w m “，为存柏：交易l ，时的联络线潮流；f o i l 二。，为不存 ：交易“时的联络线 洲流；l o a dl e v e l 为可以选样负荷峰值、交易幅位或j e 他合适的负荷水平。 五、m r v m ( m w + m i l e ) 法 m 渺+ m i l e 法的主要特点是通过两次潮流计算或灵敏度分析，得到交易对某一线路潮 流的影响，根据其与该线路容量的比例分配该线路的使州费川。 胄( “) = c 。 m ( “) m 吼 ( 3 5 ) 圭查奎望垄兰堡主兰焦笙查 一一箜三主生兰童旦坌竺苎兰! 一 六、m m ( m o d u l a r sm e t h o d ) 为弥补m w m 方法的缺陷。一种简单的方法就是以交易湖流的绝对值的和代替线路的 棒姑，如式( 3 6 ) 所示： 脚，= 莩c t 器端 s ， i 受方泓i 的缺点魁不能健使川户| l 芊低线路负载，改善l n 网运行状况羽i i 正缓电网投资。例如 变易可能扫i 某一线路上引起与净湖j 流方i 柚年”反的负向潮流，实际上降低了电网的负载对 l q 删有一定l 勺好处，但依据式( 36 ) 进行的费川分配并不能反i 畎这一点。 七、零反向潮流法 为了对提供负向流的交易给予鼓励，可以将i e 向流交易和负向流交易区别对待 月( “) = 0 m ，( “) 0 m 矿( 1 ，) 0 ( 37 ) 式中，q + 为所有在支路k 上造成i i ：向潮流的输也川户的集台。 这种方法的依据是认为方向湖流对系统姓有贡献的。仙j l 往会枉支路净潮流改变方向 时造成价格的不连续，对轻载线路尤其o n , i t ：。 八、主导潮流法 综合了m m 和z c m 两种方法，将r ( u ) 分为两部分：r i ( 1 1 ) 和r 2 ( “) 。r l ) 与支路 的基本容蚓有关。相关的赞_ l j 应由q “集中的加户承担： c “一c t ，筹 s ， r 2 ( ) 与备用窬蠡i = m 一帆有关。冈为所有的j + j 户都受黼于输l b 的可靠性和安全 - 所以相廊的费川麻由所有川户承担。 c 旷c t + 等 圭查奎堕垄兰塑主兰堡垒查 苎三主竺兰堂墨! 塑! 查i ! 一 第二节面向用户的跟踪流法 跟踪流法【4 i ( t r a c i n g t h e f l o w ) 是由j b i a l e k 提山的一种拓扑分配因子法。输电费用分配 的关键之在于如何确定实际潮流的流动路径。衡量j j 户对电网的使州程度，并以此为依据， f f f f l 的收墩传输赞川，避免用户之间的交义补贴。跟踪流法! f f f f 巧妙的解决了这个问题。下文 ：阿蓿巫研究川跟踪流法进行电网i 州定成本的同收井针对其中一点不足之处提山作者自己的 政进方窠。 一、跟砾流活刖蠡卒脲埋 趴粥：流浊的一个丛本假设址按【e 例分配，岬假设菜一1 i 流j i ；的功家保持0 盯点注入功 牢棚同的比例。f i 丽j t j 图3 - 2 所示的简单网络米说明这一假设。 图3 - 2 中，节点0 的注入有功功率为4 0 + 6 0 = 1 0 0 m w ，流山有功功率为 7 0 + 3 0 = 1 0 0 m w 根据按比例分配d 原则，线路o m 的3 0 m w 有功功率中有 焉4 0 = 1 2 肼矿米白线路弘，1 3 0 0 0 x 6 0 = 18 m 米白线路幻。线路。，的7 0 m 有功 率l | 有斋告4 0 = 2 8 m w 黼j 。，毛f 1 7 。0 。x 6 0 = 4 2 m 米白线路幻，也即线路弘 的4 。m 有功功率中有篇吾x3 0 = 1 2 肘的功率流向线路。m 有- 1 4 。0 。“7 0 = 2 8 m 的 功率流i 嗣线蹄。，线路幻的6 0 m 有功功率t j 嵩告3 0 = 1 8 m 流向线路。珊， 而6 0 7 0 = 4 2 m 流向线路。，。 k l 图3 - 25 节点简单网络 f i g 3 - 2a 5 - b u sp o w e rn e t w o r k 跟踪流法有两种分配方式，同溯法币跟踪法。r 文将对两利一方法分别进行介宝h 。 - 1 4 圭查壅堕垄鲎堡主兰竺堕墨生三兰j 生竖量旦兰堡望羔! 一 二、输电费用归于发电方( 回溯法) ( z i p s t r e a ml o o k i n g ) 廊川跟踪流法，首光要把订损网络变为无损刚络。我们采川种捕单的方法，驭一条线 路流进、流i l i 的有功的二分之一作为线路的平均功率，以此平均功率为依据，进行赞川分配 似设已将总网损分配到各个负荷1 ，点，实际的1 y 点负荷与分配剑该停点的网损的和称为 _ 巴需求”，丝然，所有1 ，点色需求”的年府i j 总发l u 斗博。定义p 。为流经。1 ，点f 的毛1 ， 点洲流，掣为流经线路盯的毛线踏洲流。j c 关系如式( 3 1 0 ) 所示： 只。= i 彤卜只。 i = l “2 一， 3 - m ) j ? 式九订：f 为所有协点f 捉供湖流的协点的集合( 棚关支路的湖流方向指向点i ) 。无损 l 叫络 t 群= 彤，并且网损在p 。s 中的比例 h 小，可以假设： 笠：曼( 3 1 1 ) p jp l 。 式中，只为线路l ，上流过的实际潮流p 为流经1 ，点f 的实际潮流，可得 牡鲁彤哦， ，e d ：l 或 a 。只= 圪 式中，r 一为毛节点潮流向量：b 为节点发电功率向拱。 爿。阵成为网溯分配矩阵，其元素为 【一。l = i i = j 川肛，e a ? o其他 a ，是稀疏非对称矩阵，由公式( 3 1 3 ) 可推得 ( 31 2 ) ( 3 1 3 ) f s ：窆k l 。只。 ( 3 1 4 ) i - 1 此公式表明节点f 的毛功率由系统中所有发电机提供。从流山节点功率的角度看，只。应 该等于廿点f 所有流山功率的和。应用比例共享原则可以得到任一线路矿的毛输出功率为 臂：古p g 耻鲁加。她 臂。幸耻毋驴“她 = 掰， ( 3 1 5 ) 圭查奎垫查兰堡主兰竺笙查堑三主j 堂兰望望坌里童堂二一 代i ，d ：， 为拓扑发i u 分配吲f ，j c 意义为发l u 机 f 门功j 簪神：支路盯r 的分配比例。 川w 代表线路| ! 上单位毛功率的赞f ，称毛敉亟 形? ：鱼 “ p ? 从f m i , q 求得发i b 机tf 内输, i z t l ) l 总使川6 * ) lj u ( * 为 ( 3 1 6 ) ( 3 1 7 ) 由式( 3 】7 ) 可知，只需求出a 。的逆阵并利川式( 3 1 4 ) 求得彤，就可以计算出l 0 三、输电赞用归于用电方( 跟踪法) ( d o w n s i t e a r nl o o k i n g ) 特输l u 赞t j 由负荷承担，则将网损分解斤，从发【b 机出力巾减去其承担的网损分量，称 其为净发电。定义只”为：1 y 点净潮流，爿为线路净湖流，只为：订点负荷，则它们之间的相 o i ：关系为： p ”= 俐+ 只， e 一 有： 弘掣_ 哦 ，e “：o ， a d p 。t = p | ( 31 8 ) ( 3 1 9 ) 式中只。为协点的净潮流向量：尸，为：1 ，点的负荷向蚓：a 。，为跟踪分配矩阵。其元素 可得 f 1 h l = 一 1 0 f = j t l p i j n ： 氓2 0 ) p ”：窆k l 吃 其他 1 6 ( 3 2 1 ) l h h r 彤毕 生彤州。一 1 1 只w 嘭 科 。h 1 i u q 叫咀华 。 圭塑茎墨苎兰堡主芏堡笙查查三主生生堡里坌竺查! ! 一 从输入流米霸，应该博 i 忸点f 所竹输入流的羽i 。根折i 【e 例e 享原m 。j ，可得到任一线 路i | ：，的输入流为： 弘争= 等舭h t2 弘d 以 ( 3 2 1 ) d ? ，。称为拓扑负荷分配冈子，含义为任一负荷在线踏盯上的分配比例。 定义暇7 为净权重： 吲= 导 2 2 ) 利j 刳公式( 3 2 0 ) 雨l 公式( 3 18 ) 分别求得爿j 。和p ”即可得到负荷对电网的总的使用 u 。：n 厶，。d d ，。气：窆乏軎芳dk l 。只。 i = 1 ，e “：。t = l ，e 叫1 1 t 哦科学引 输电费川归于发电方和输电费用归于用电方的算法，都只是将输电费用在个别用户之间 进行分配。根据输电定价原则，输电费刚应由所有的川户共同承担，且在一个电力系统中 发i 乜机的有功近似等于负荷消耗的有功，所以在本文中建议采川由发电方和用屯方各承担输 i b 赞川t 的_ 二分之一，即将两种算法相结合。 第三节改进的跟踪流法 上面提到的跟踪流法也存在着一点不足之处。研究幽3 - 3 所示的例子。发电机g l 、g 2 扫：竹点0 、1 处发l 的功率分别为2 0 m w 利8 0 m w 。 l j 5l l 、2 在1 ，点3 、4 有功功 率分别为7 0 m w 和3 0 m w 。各条线路i 嗣定成本c i ( 根据线路同收j f i 】望年限，算山某年应 收取的费_ i j ，再除以3 6 5 x2 4 h ，得山每小时戍同收的线路成本) 分别为c i o - i 、c i o 一2 、 c m 3 、c f 2 - 4 和。各条线路潮流如幽3 - 3 所示。 1 7 圭查墨翌苎堂竺兰堡垒查兰三! 二塑皇堕望鱼兰竺! ! ! 一 t 口 l 3 0 1 l2 图3 - 3 简单5 节点网络 f i g 3 - 3a 5 - b u sp o w e rn e t w o r k 此时线路3 - 4 的刖定成本同收全部由厶负责承担( 只有i 使州了该条线路) 。若线路3 - 4 有功潮流为零，则线路3 4 的同定成本同收任务无法落实。此时和上2 有上、f 微小变动 ! j ! i | c ，一。或者t h 厶承担或者由2 承担。造成输l 乜价格上“r 波动太人，无法保持连续性。 针对这种情况本文提山了一种改进的措施。对于轻载线路，其部分的同定容量由电网 的所有使 】者共同承担，每项业务所承担的费_ l i ：| 由其入网功率决定。 d 一只c ( 3 2 4 ) r ：= l ”， 门2 利 只 其中口= 墨唑坚二墨 只岫。 ( 3 2 5 ) 式( 3 2 4 ) 中n 为第k 项、i k 务的入网功率，p i m a x 为线路允许的最人潮流t p l 为线路 实际潮流。由式( 3 2 5 ) 可以石， 口实际上是个安全t ；韭系数，由丁i 乜网安全运行可 使所有l 乜网使川者受豁，所以这部分价值也麻由全网使川者j b 同承担。而轻载线路的实际使 川赞川r “由实际使川者承担。 r h = ( 1 一a ) c 每项业务应承担的圃定成本费川为 u 。= r 。，+ r ：， ， 1 8 ( 3 2 6 ) ( 3 2 7 ) 圭查奎墨垄兰塑主兰堡垒查 一j 生三主j 竺兰里尘坚立些兰! ! 一 第四节算例分析 考察如图3 - 3 所示网络，符条线路的川定成本、线路有功洲流及线路允许的最大潮流如 f 挺所示： 表3 - l 五1 y 点系统各线路i 州定成本、线路有功潮流及传输容鲑 ，o 一21 i 一2 ，2 31 2 4 ，3 4 c j 1 2 5 1 3 022 ll _ 3 5 2 5 口 2 08 06 0 4 01 0 吮。 1 0 01 0 0 1 0 01 0 01 0 0 m 表3 - l 可j ! - 电网中；e 有4 项业务，两项发i h 业务两项川i 乜业务。l 乜网总同定成本 c 。“= 8 6 1 。 3 目厶、l 2 业务改变后，两利叶占况r 的线路潮流如幽3 - 4 、3 - 5 所示。( 在本例中，只考 虑i 定成本赞川分摊，忽略网损) l llz 图3 - 4 情况2 ：l i 、l 2 改变后的潮流分布 f i g 3 - 4c a s e 2 ：f l o w sa f t e r l i 、l 2c h a n g e d 4 5 l 1l2 图3 5 情况3 ：l j 、l 2 改变后的潮流分布 f i g3 5c a s e3 ：f l o w sa f t e r l i 、l 2c h a n g e d 分) j l j f f v j i j 输i 乜赞t j 门r 发i u 方f j 趴踪流法、输l b 赞川门1 ：川l u 方的跟踪流法、发电方和 川也方各承担一半输也费用的跟踪流法，得各项业务廊承担的蚓定费j j 如f 所示： 表3 - 2 输l b 赀j l j 归丁发也方的口h 踪流法 u g iu ( ；2【， i： t o t a l 情况1 2 4 6 26 1 4 80 0 0 00 0 0 08 6 1 0 情况2 1 9 6 24 1 4 80 0 0 00 j 0 0 06 1 1 0 情况3 2 4 6 26 1 4 80 0 0 00 0 0 08 6 1 0 上海交通欠学硕士学位论文 第三章输电费用分配方法 表3 - 3 输电费_ 1 j 归于h j 电方的跟踪流法 u g lu g 2u u l 2 t o t a l 情况10 0 0 00 0 0 07 4 4 0】17 08 6 】o 情况20 0 0 00 0 0 03 7 4 02 3 7 06 1 1 0 情况30 0 0 00 0 0 03 6 1 2 54 9 9 7 58 6 1 0 表3 - 4 发电方和用电方各承担一半输电费用的跟踪流法 u g lu g 2 u lu l 2 t o t a l 情况11 2 3 l3 0 7 43 7 2 00 5 8 58 6 1 0 情况2o 9 8 l2 0 7 41 8 7 01 1 8 56 1 1 0 情况31 2 3 13 0 7 41 8 0 62 4 9 9 8 6 1 0 从表中可以看出在情况2 时，网络的同定成本只收同6 i i 0 ，小于总同定成本8 6 1 。 即有一部分的网络固定成本无法回收。 麻h j f 改进的跟踪流法- 计算出三种