输电阻塞管理及阻塞调度研究

摘 要：输电阻塞使廉价的电力无法输入负荷区，降低社会经济效益，甚至引起区域性的缺电现象，影响正常的社会经济与生活秩序。本文通过分析比较阻塞调度、阻塞定价和各国阻塞管理实践中采用的各种方案，指出其特点和适用性。把节点电价理论应用于日前市场，采用集中优化和分区竞价两种阻塞管理方案，对其经济损益分析比较，定性地提出分区竞价建议。

关键字：输电阻塞管理；阻塞调度；集中优化；电网规划

1 概述

随着电力市场的逐步开放，电能交易也日益增多，使得输电网络的阻塞问题变得越来越严重。电力系统的输电阻塞是指由于本身输送容量的限制，不能满足电能输送的要求，通常包括输电线路或变压器有功潮流超过允许极限和节点电压越限等。严重的输电阻塞不仅会使电力系统的安全性和稳定性受到破坏；同时，它也会让电能交易计划难以实现，破坏电力市场的公平性和经济性。同时市场环境下的自由竞价和双边合同等因素也增人了潮流的不确定性，这些都需要合理地分摊其风险成本，用正确的市场信号来引导利益不同的各市场方，达到降低风险的目的。

2 输电阻塞管理研究现状

在传统的电力工业中，各发电实体统一调度，利润平均分摊。当实际运行中出现线路功率越限时，短期的处理方法是用行政的命令调整各发电机出力，如果经过调整仍不能满足电力系统的安全运行只能靠强行切除负荷，以降低流过线路的功率。长期的解决办法就是我们经常听到的对电网的扩建和设备的更新与替换。这些方法都存在一个通病那就是责权不清，资金分配不明晰。无论是对于系统运行人员还是电力系统中的各参与者，以上这些方法都无法给出公平或明确的经济信号。

电力市场的出现就是要合理分配资源，公正、公平、公开的对待所有参与者。传统的解决支路越限的方法，在新的环境下已不再适用，于是阻塞问题便应运而生。当线路潮流越限时如何分清各方的责任，如何给出正确而又及时的信息，保障电力系统安全稳定的运行，公正合理的缓解阻塞是各方研究的焦点。

阻塞管理实际上有两个层面的问题，一是如何消除阻塞，制定满足系统安全稳定要求的交易计划，也就是通常所说的阻塞调度；二是如何计算阻塞费用并且公平合理地分摊。两者互为因果，密不可分。

3 可中断负荷消除阻塞的调度方案

由于中断负荷将影响到电力用户的利益，困此，在传统电力系统中，作为带有公益性质的电力部门被要求尽可能的保证供电的连续性。然而，在电力市场环境下，追求经济利益是电力企业的最终目标，其公益性将大大降低。这种环境下，只有对供需双方都有利的行为才会为双方所乐于接受。针对中断负荷而言，从电网公司的角度来说，如果维持供电连续性的支出大于中断负荷的支出（欲终止对负荷的供电电网公司必须在经济上向用户提供补偿，因为用户有权要求電网公司向其提供电能），则电网公司乐于采取中断负荷措施；从电力用户的角度来说，如果电网公司向其提供的经济补偿高于其维持连续用电所能带来的经济利益，则其也将乐于接受中断负荷的措施。如果电网公司愿意支付更多的赔偿费用，则该用户将会非常乐意接受中断供电。由此可见，在电力市场环境下，不仅当系统的安全稳定性受到威胁时，而且在正常的电力调度中也存在中断负荷的可能，因此利用可中断负荷来消除阻塞也就成为可行的措施。

电网调度部门根据全网负荷节点所拥有的可中断负荷容量，结合阻塞线路的阻塞量大小中断一定量的可中断负荷，重新调整发电计划，即是求解以下的最优潮流问题：

式中：为节点i的第j个用户的可中断负荷成本函数（如果i节点无可中断负荷则；和分别为节点发电功率和负荷功率向量；为节点导纳矩阵的虚部；为节点电压相角向量；为支路极限传输功率向量；为支路节电并联矩阵；为用户类型：为节点i的第j个用户的可中断负荷数量；一为节点i的第j个用户的最大的可中断负荷量；式（2）为直流潮流方程；式（3）为支路容量约束，和分别为式（3）和（4）的拉格朗日乘子向量：式（5）为负荷容量约束；是引入可中断负荷消除阻塞电网总的购电成本。

4 总结

电力市场发生输电阻塞的现象比较频繁，输电阻塞在较大程度上限制了市场效率的提高。设计在技术上可行、经济上合理的阻塞管理措施以缓解或消除阻塞并提供适当的经济信号，以实现促进电力资源的合理配置、输电系统的发展，具有重要的理论和现实意义。输电阻塞不但会降低电力市场的效率，而且还会加强某些发电方的市场势力。

参考文献

[1] David I. Sun， Bruce Ashley， Brian Brewer， et al. Optimal Power Flow by Newton Approach， IEEE Trans. on Power Apparatus and Systems， 1984， PAS-103（10）：2864-2875

[2] 谢开， 宋永华， 于尔铿， 刘广一. 基于最优潮流的实时电价分解模型及其内点法实现. 电力系统自动化， 1999， 23（2）；

[3] 赵晋泉， 侯志俭， 吴际舜. 新的基于最优潮流的有功无功一体化实时电价模型及算法. 上海交通大学学报， 1999， 33（12）；

作者简介

滕天杰（1986-），女，河北省承德市，满族，讲师，硕士研究生，江西工程学院，研究方向：信息自动化。