輸電阻塞管理及阻塞調度研究

摘 要：輸電阻塞使廉價的電力無法輸入負荷區，降低社會經濟效益，甚至引起區域性的缺電現象，影響正常的社會經濟與生活秩序。本文通過分析比較阻塞調度、阻塞定價和各國阻塞管理實踐中采用的各種方案，指出其特點和適用性。把節點電價理論應用于日前市場，采用集中優化和分區競價兩種阻塞管理方案，對其經濟損益分析比較，定性地提出分區競價建議。

關鍵字：輸電阻塞管理；阻塞調度；集中優化；電網規劃

1 概述

隨著電力市場的逐步開放，電能交易也日益增多，使得輸電網絡的阻塞問題變得越來越嚴重。電力系統的輸電阻塞是指由于本身輸送容量的限制，不能滿足電能輸送的要求，通常包括輸電線路或變壓器有功潮流超過允許極限和節點電壓越限等。嚴重的輸電阻塞不僅會使電力系統的安全性和穩定性受到破壞；同時，它也會讓電能交易計劃難以實現，破壞電力市場的公平性和經濟性。同時市場環境下的自由競價和雙邊合同等因素也增人了潮流的不確定性，這些都需要合理地分攤其風險成本，用正確的市場信號來引導利益不同的各市場方，達到降低風險的目的。

2 輸電阻塞管理研究現狀

在傳統的電力工業中，各發電實體統一調度，利潤平均分攤。當實際運行中出現線路功率越限時，短期的處理方法是用行政的命令調整各發電機出力，如果經過調整仍不能滿足電力系統的安全運行只能靠強行切除負荷，以降低流過線路的功率。長期的解決辦法就是我們經常聽到的對電網的擴建和設備的更新與替換。這些方法都存在一個通病那就是責權不清，資金分配不明晰。無論是對于系統運行人員還是電力系統中的各參與者，以上這些方法都無法給出公平或明確的經濟信號。

電力市場的出現就是要合理分配資源，公正、公平、公開的對待所有參與者。傳統的解決支路越限的方法，在新的環境下已不再適用，于是阻塞問題便應運而生。當線路潮流越限時如何分清各方的責任，如何給出正確而又及時的信息，保障電力系統安全穩定的運行，公正合理的緩解阻塞是各方研究的焦點。

阻塞管理實際上有兩個層面的問題，一是如何消除阻塞，制定滿足系統安全穩定要求的交易計劃，也就是通常所說的阻塞調度；二是如何計算阻塞費用并且公平合理地分攤。兩者互為因果，密不可分。

3 可中斷負荷消除阻塞的調度方案

由于中斷負荷將影響到電力用戶的利益，困此，在傳統電力系統中，作為帶有公益性質的電力部門被要求盡可能的保證供電的連續性。然而，在電力市場環境下，追求經濟利益是電力企業的最終目標，其公益性將大大降低。這種環境下，只有對供需雙方都有利的行為才會為雙方所樂于接受。針對中斷負荷而言，從電網公司的角度來說，如果維持供電連續性的支出大于中斷負荷的支出（欲終止對負荷的供電電網公司必須在經濟上向用戶提供補償，因為用戶有權要求電網公司向其提供電能），則電網公司樂于采取中斷負荷措施；從電力用戶的角度來說，如果電網公司向其提供的經濟補償高于其維持連續用電所能帶來的經濟利益，則其也將樂于接受中斷負荷的措施。如果電網公司愿意支付更多的賠償費用，則該用戶將會非常樂意接受中斷供電。由此可見，在電力市場環境下，不僅當系統的安全穩定性受到威脅時，而且在正常的電力調度中也存在中斷負荷的可能，因此利用可中斷負荷來消除阻塞也就成為可行的措施。

電網調度部門根據全網負荷節點所擁有的可中斷負荷容量，結合阻塞線路的阻塞量大小中斷一定量的可中斷負荷，重新調整發電計劃，即是求解以下的最優潮流問題：

式中：為節點i的第j個用戶的可中斷負荷成本函數（如果i節點無可中斷負荷則；和分別為節點發電功率和負荷功率向量；為節點導納矩陣的虛部；為節點電壓相角向量；為支路極限傳輸功率向量；為支路節電并聯矩陣；為用戶類型：為節點i的第j個用戶的可中斷負荷數量；一為節點i的第j個用戶的最大的可中斷負荷量；式（2）為直流潮流方程；式（3）為支路容量約束，和分別為式（3）和（4）的拉格朗日乘子向量：式（5）為負荷容量約束；是引入可中斷負荷消除阻塞電網總的購電成本。

4 總結

電力市場發生輸電阻塞的現象比較頻繁，輸電阻塞在較大程度上限制了市場效率的提高。設計在技術上可行、經濟上合理的阻塞管理措施以緩解或消除阻塞并提供適當的經濟信號，以實現促進電力資源的合理配置、輸電系統的發展，具有重要的理論和現實意義。輸電阻塞不但會降低電力市場的效率，而且還會加強某些發電方的市場勢力。

參考文獻

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作者簡介

滕天杰（1986-），女，河北省承德市，滿族，講師，碩士研究生，江西工程學院，研究方向：信息自動化。