3电力市场输电阻塞管理数学模型--张传林(2)

2019-08-17 13:14

167 166.5 166 165.5 165 164.5 164 163.5 163 65 70 75 80 85 90 95 100 其他组图略去, 发现均成线性关系。用matlab 计算出各系数(见附录)。 可得到个潮流值与各组出力的关系。

f1?f1(x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8)?0.0826x1?0.0528x2?0.0535x3?0.1199x4-0.0271x5?0.1194x6?0.1257x7?0.0013x8?109.8792803107049f2?f2(x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8)?-0.0536x1?0.1283x2-0.0006x3?0.0331 x4?0.0875x5-0.1146 x6-0.0188x7?0.1021x8?131.0592430303056f3?f3(x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8)?-0.0680x1?0.0604x2-0.1577x3-0.0100x4?0.1249x5?0.0029x6-0.0017x7-0.1995x8-109.1732748748830f4?f4(x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8)?-0.0346x1-0.1032x2?0.2058x3-0.0206a4-0.0142a5?0.0058a6?0.1459a7?0.0741a8?77.90005337323220f5?f5(x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8)?0.0025x1?0.2427x2-0.0662x3-0.0412x4-0.0640x5?0.0720x6-0.0048x7-0.0085x8?132.7258328000955f6?f6(x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8)?0.2345x1-0.0585x2-0.0782x3?0.0932x4?0.0457x5?0.1194x6?0.1634x7?0.0009x8?121.4823860148414

2. 方法一:设当前各机组的出力为(s=1,2…8),清算价为。当前该出力方案使得某条线路出现输电阻塞,所以必须进行调整,调整会使得有些机组出力增加(即出现序外容量),有些机组出力减少(序内容量)。设出力减少的那部分机组在减少出力后的出力为,通过竞价取得发电权的不能出力的那部分容量的最高段价为()。出力增加的那部分机组在出力增加后的出力为;在竞价中未取得发电权却出力的那部分容量的最高段价为(

)。则:

序内容量补偿费用为:( -))×k 序外容量补偿费用为:( -)×k

当 -=0、 -=0时,即表示第s机组的出力没有进行调整。 其中k表示的是一个系数,范围是0<k≤1

方法二:我们以序内和序外报价与清算价的差额为补偿基准,即考虑调整后发电商损失的利润问题:对于序内容量,由于方案的调整,使得一些机组的出力值减少,减少部分的获利值消失。为解决这部分冲突,网方赔偿该机组应得的获利值,有,补偿费用=(清算价?调整前报价)×调整量;对于序外容量,方案调整后一些机组由于出力增加,其报价也随之增加,但报价在其清算价以上,故也存在利润损失,网方应对这部分出力所带来的损失给予补偿。有,补偿费用=(调整后报价?清算价)×调整量。由此得到:

序内容量的补偿费用: ( -))×(

序外容量的补偿费用: ( -)×(—当( -))×(

—) )

—)=0,( -)×(—)=0时,表示该机组

没有进行调整,或者,调整过后不存在利润损失。因而,网方对此无需补偿。 故总的阻塞费用为:W=

(计算时我们选取的第二种方法)

3. 由表5 各机组的爬坡速率 (单位:MW/分钟) 机组 1 2 3 4 5 6 7 8 速率 2.2 1 3.2 1.3 1.8 2 1.4 1.8 设当前时段的出力为爬坡速率为 则由于爬坡速率的限制,可以算出下一时段各机组出力范围:

即下一时段各机组出力范围为 1 2 3 4 5 6 7 8 机组 73 180 80 125 125 81.1 90 当前出力 120 下一时段87~153 58~88 132~228 60.5~99.5 98~152 95~155 60.1~102.1 63~117 出力范围 同时,要满足负荷需求,即Q= 再次,尽量满足网方支付的费用最少。 则有目标函数

minZ=Qs.t.

Q=982.4MW= 因为Z=Q

,所以总费用取决于出清价,又价格单调不减,因此我们依次从段

价由低到高选取,并满足爬坡速率的限制,各得到费用最小的各机组的出力: 机组 1 2 3 4 5 6 7 8 出力 150 79 180 99.5 125 140 95 113.9 此时=303

4. 由第1问所解得的潮流值与各机组出力的近似表达式可算出各线路的潮流值: 线路 1 2 3 4 5 6 潮流值 173.4186 141.0771 -150.848 128.1975 136.9146 185.2873 根据表6各线路的潮流限值约束: 1 2 3 4 5 6 线路 165 150 160 155 132 162 限值 安全裕度 13% 18% 9% 11% 15% 14% 186.45 177 174.4 172.05 151.8 184.68 最大值 可得到第3问解答中的1,5.,6线路出现阻塞所以必须进行调整,调整时有目标1阻塞费用最小,目标2尽量不超过安全裕度或超过安全裕度尽量少,有目标函数: W=

(因为

列出可能的

同正负所以序内和序外都为正,没有分别列出,其中要分别把它变为已知)

s.t.

如果由以上几个不等式组可以求出解即为调整的最优解,如果不能得到解,那么就应该进行安全裕度输电或者电测拉闸限电。则有目标函数:

W=

s.t.

)

首先将安全裕度前的系数k取为100%,如果有功潮流值不满足,就用电测拉闸限电;如果满足再将安全裕度前的系数减半,如果满足再减半,如果不满足再将安全裕度前的系数增加减半之后的一半,这样一直进行下去,最终得出最后选中的那个安全裕度将使得调整之后的有功潮流值超出限值的百分比最小。 经过调整可得新的各机组的出力方案 机组 1 2 3 4 5 6 7 8 出力 150 88 228 80.4 152 96 70.1 117 此时各线路所对应的潮流值(如下表所示) 1 2 3 4 5 6 线路 165.0605 149.7603 -155.0151 131.2020 131.9054 171.1415 潮流值 相应的阻塞费用W=4602.15元

5.若下一时段的预报负荷需求是1052.8 MW,同样由于爬坡速率以及购电费用最小的限制(具体数据已在第三题的解答中给出),在根据市场交易规则得出下一时段各机组的出力分配方案: 1 2 3 4 5 6 7 8 机组 150 81 218.2 99.5 135 150 102.1 117 出力 同样,根据第一题所得潮流与各机组出力关系可得到此时各线路的有功潮流值为 1 2 3 4 5 6 线路 177.3874 141.2228 -156.1046 137.5563 134.8907 184.9970 潮流值 .当需求的负荷为1052.8MW时,得出的各机组的出力分配方案经计算使线路1,5,6上的有功潮流值超出其限值,所以必须进行调整.

调整时有目标1阻塞费用最小,目标2尽量不超过安全裕度或超过安全裕度尽量少,有目标函数:

W=

(因为

列出可能的

同正负所以序内和序外都为正,没有分别列出,其中要分别把它变为已知)

s.t.

如果由以上几个不等式组可以求出解即为调整的最优解,如果不能得到解,那么就应该进行安全裕度输电或者电测拉闸限电。则有目标函数:

W=

s.t.

)

首先将安全裕度前的系数k取为100%,如果有功潮流值不满足,就用电测拉闸限电;如果满足再将安全裕度前的系数减半,如果满足再减半,如果不满足再将安全裕度前的系数增加减半之后的一半,这样一直进行下去,最终得出最后选中的那个安全裕度将使得调整之后的有功潮流值超出限值的百分比最小。 经过调整可得新的各机组的出力方案: 1 2 3 4 5 6 7 8 机组 149.7 88 228 93.6 150.5 137.8 88.2 117 出力 此时各线路所对应的潮流值(如下表所示) 线路 1 2 3 4 5 6 潮流值 173.9252 144.9515 -155.223 136.0269 134.3795 180.1813 相应的阻塞费用W=1578.25元 六.模型评价

优点:

1.充分考虑到输电的安全和经济的情况,得到较优的分配方案。


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