浅谈电力学之输电阻塞管理模型

刘　令　，林佳悦，刘　元

（1.吉林建筑大学，长春　130118；2.长春一汽实业建筑装饰工程有限公司，长春　130011）

浅谈电力学之输电阻塞管理模型

刘令1，林佳悦1，刘元2

（1.吉林建筑大学，长春130118；2.长春一汽实业建筑装饰工程有限公司，长春130011）

摘要：本文在现有市场条件下，研究电网的输电阻塞管理问题，文中假设局部线性化，采用多维线性回归求得阻塞费用和机组出力分配预案，并根据交易规范，考虑到时间效率，采用Huf fman决策树和递归策略来进行分配预案，进而求得计算公式，进行阻塞优化调整，得到输电阻塞管理模型。

关键词：多元线性回归模型；递归策略；Huf fman决策树

0　引言

我国电力市场一直在进行整改，电力市场的输电阻塞管理愈发重要，因为电能传输时有输电线路传输容量的限制，所以必须调整机组出力分配方案，消除阻塞，以免发生危险。本文在遵循电网“安全第一”的原则下，查阅了2013年的电网统计年鉴［1]，并对当前市场现状进行调查，得出分配预方案，调整计算公式，从而制定出电网市场管理模型。

1　输电阻塞管理模型的建立

首先应研究线路潮流与机组出力的关系，根据2013年的统计年鉴，发现两者即使在给定的输电系统下也很难有明确的函数关系，只有统计数据的规律性。其次考虑到阻塞费用问题，其涉及到机组利益损失，必须合理分摊。然后进行预案计算，阻塞检查，对其进行调整并利用安全裕度输电等规划出力分配。

1.1引进潮流分布公式

以2013年的电网统计年鉴为样本，利用两种多维回归模型求出潮流分布近似公式，首先进行回归模型的建立［2]

或

其中Pj+表示第j条线路上的有功潮流值（单位MW）、aij表示第j条线路有功潮流值在第i台机组出力值上的线性系数、bi表示第i台发电机的出力调整值、cj表示第j条线路有功潮流在各机组出力近似公式上的常数项、ej～N（0，δ）为误差项，j=1，2，3……

采用最小二乘法估计aij和bj得方程［3]

KTKAj=KTLJ

解得Aj的最小二乘估计值，并且可知方程为Aj的无偏估计。

1.2回归结果的检验与求解

首先运用假设检验方法验算样本值：

假设条件［4]1：a1j=a2j=a3j=a4j=...=anj=0

假设条件2：对于i=1，2，...，n至少存在一个aij不等于0.

然后利用MATLAB统计工具箱进行检验，发现公式（2）与实际情况更加吻合，所以应该用公式（2）进行计算，从而得出结论，即对于给定电网，功率应按需分配。

2　阻塞费用的计算

本文利用两种方式计算阻塞费用［5]，其中方式一为按照损失比例补偿来进行阻塞费用的计算，即：

阻塞费用=补偿的总和

式中的“补偿总和”来自阻塞调整的损失，其包括两方面，分别为序内多出力部分引起的损失和序外多出力部分引起的损失。

总阻塞费用E=总损失之和*比例系数

方式二为按照市场规则进行则色费用的计算，即：

总阻塞费用E=n（d2-d1）D*L

其中，d2为调整清算价、d1为最后清算价、△n为购电费之差，即阻塞费用。

经过对两种不同计算方式的检验，发现如下规律：

（1）对于方式一，应考虑公平性，计算其单位损失时应减去发电成本。

（2）方式一只对利益受损机组进行补偿，适用于小费用计算，并且有利于网方。

（3）因为发电房的报价都高于其成本，若按照方式一来计算则不公平。

（4）方式二规则简单，计算更为简便。

3　引入出力分配预案

出力分配预案是综合考虑时代背景，市场规则，时间效率等因素下利用Huffman决策树［6]和求得递归策略求得的方案，具体步骤如下：

（1）按报价从小到大的原则确定机组容量，直至其总和等于DL。

（2）计算每个机组被选取的容量和。

（3）当faki计算结果为0时停止计算。

（4）当G=DL时停止计算；当G＞DL时，flaki均为1；当G＜DL时，flaki均为-1，结束计算。

（5）当G＜DL时，若faki的结果不为-1或当G＞PL时，若faki的结果不为1，则从第二步开始重新计算。

其中DL为承载预测值、ki为第i台发电机调整值。

4　阻塞管理模型的调整

为了遵循“安全第一”的规则，针对阻塞检查、预案调整、裕度发电［7]和拉闸限电这四个流程分别进行阻塞管理讨论：

（1）阻塞检查。阻塞检查方法为检查潮流分布是否超过其限定值。

（2）预案调整。预案调整方法分为四部分分别为电量承载需求约束，爬坡速度约束，不阻塞约束条件和功率上限约束。

（3）裕度输电：各个线路按照裕度利用率最小为目标，进行电网输出。

（4）当满足用电需求时，电网将不安全，此时应拉闸限电保证安全。

讨论后对模型进行优化，由于以上方法计算繁琐，所以优化时，应使用代理目标函数，利用非梯度优化算法，并且针对各种问题设计进行启发式计算，得出最优模型。

5　总结

本文通过研究现有市场下独立电路输电阻塞的特点，在局部线化条件下，利用带有常数项的多元回归方程求得出力分配和潮流分布的近似关系，遵循电网规律，考虑阻塞调整的影响并进行优化，循序渐进地建立输电阻塞管理数学模型。

参考文献：

［1]杨洪明，段献忠，何仰赞.阻塞费用的计算和分摊方法［J].电力自动化设备，2002

［2]同济大学数学系.高等数学（第六版）［M].高等教育出版社，2011［3]郑君里，杨为理.信号与系统［M].高等教育出版社，1997

［4]王春森.系统设计师教程［M].西安大学出版社，2001

［5]同济大学数学系.工程数学线性代数（第一版）［M].高等教育出版社，1981

［6]何仰赞，温增银.电力系统分析（第三版）［M].华中科技大学出版社，2003

［7]肖光宗，卢红祥.电力市场的输电阻塞管理模型［Z].2001

作者简介：刘令（1982—），女，吉林长春人，博士，主要研究方向：偏微分方程。