电力市场的输电阻塞管理论文和lingo编程.doc
《电力市场的输电阻塞管理论文和lingo编程.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力市场的输电阻塞管理论文和lingo编程.doc(24页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、电力市场的输电阻塞管理摘要 希望对参加数模竞赛的同学们有用!本文深入分析了电力市场的交易与调度的问题,建立了多元回归和多元规划模型,以安全和经济为目标,综合利用多种求解工具得到了满意的结果。问题一建立了多元回归模型,并利用对数据作回归分析和显著性分析,选择逐步分析的方法得到六条线路上的回归方程,所得回归方程的相关系数均在99%以上。问题二出于公平考虑了序内容量不能出力的部分补偿费用和报价高于清算价的序外容量出力的部分两个方面,网方赔偿时遵循使调整后发电商的利润不小于调整前的利润的原则。得到阻塞费用可用方案调整后的总购电费用减去最初分配方案的总购电费用,即,然后分别具体讨论两种费用的情况,得到阻
2、塞费用的计算公式。问题三引入衡量选取机组段容量的出力系数,建立以购电费用最低为目标,爬坡速率为约束的目标规划模型一,用求得,用MATLAB求得各机组的出力方案为150,79,180,99.5,125,140,35,清算价为303元/MWh。问题四首先利用问题一的回归方程求得各线路的潮流值,发现部分线路会产生输电阻塞,故在原模型增加潮流限制的约束,得到改进的模型二,求解发现新的预案不会产生输电阻塞,机组出力方案为150.62,88,228,80,152,97.49,69,28,117,清算价为510元/MWh,阻塞费用为6488.5元。问题五先确定最初分配方案,得到初始出力:150,81,218
3、.2,99.5,135,150,102.1,117,清算价为356元/MWh,该预案会产生输电阻塞,用模型二调整,发现无可行解,即不能通过调整使输电阻塞消除,故在模型中增加线路上潮流的绝对值超过限值的百分比最小的为目标及线路上安全裕度的限制,得到多目标规划模型三,用求解时采用线性加权和法求解该目标,通过计算调整得到加权系数,最后求出各机组出力方案为:140,81.2,228,99.5,135,150,102.1,117,清算价位356元/MWh阻塞费用为1352元。关键词: 输电阻塞 多元回归 目标规划 电力市场管理一 问题重述随着我国电力系统的市场化改革积极稳定地进行,电力市场的阻塞管理显得
4、尤为重要,如何制定一个高效合理公平的输电管理方案被提上日程。电力市场由电网公司,发电机组和用户三部分组成,电网公司在组织交易、调度和配送时,必须遵循电网“安全第一”的原则,同时要制订一个电力市场交易规则,按照购电费用最小的经济目标来运作。市场交易-调度中心根据负荷预报和交易规则制订满足电网安全运行的调度计划制定各发电机组的出力(发电功率)分配方案,在电力输送过程中受到电网的网络约束,若某机组分配出力方案超过其有功潮流值的限值,则会使某条线路发生输电阻塞,则需要对该方案进行调整,因此会产生阻塞费用。要求完成以下工作:1. 已知8台发电机组当前出力值和6条主要线路对应的有功潮流值,利用一些实验数据
5、确定各线路上有功潮流关于各发电机组出力的近似表达式。2. 在考虑上述电力市场规则和输电阻塞发生时公平地对待序内容量不能出力的部分和报价高于清算价的序外容量出力的部分。设计一种简明合理的阻塞费用计算规则。3. 假设下一个时段预报的负荷需求是982.4MW,利用已知各机组的段容量、段价和爬坡速率的数据,按照电力市场规则给出下一个时段各机组的出力分配预案。4. 根据已知的潮流限值,检查得到的出力分配预案是否会引起输电阻塞,若发生输电阻塞时,调整各机组出力分配方案,计算出相应的阻塞费用。5. 假设下一个时段预报的负荷需求是1052.8MW,重复3和4的工作。二 符号系统方案中机组的出力机组的出力机组的
6、当前出力方案中机组的调整出力线路上的潮流值线路方案上的潮流值阻塞费用最初购电方案的购电费用调整后购电方案的购电费用机组第段的段容量清算价机组第段的段价机组的爬坡速率下一阶段的负荷需求预报值线路的潮流限值线路的相对安全裕度段容量使用度输电阻塞率满足各线路潮流限值的约束下,下一时段负载需求的最大值在满足各线路有功潮流不超过各线路安全裕度的约束下,下一时段需求的最大值三 模型假设1.假设各机组出力相互独立,对同一个路线输送没有影响。各线路输送有功潮流值相互独立。2. 方案1-32实验数据没有太大误差。3. 假设各机组发力都为0时,线路仍然具有潮流值输送。4. 不考虑输送损失和无功潮流值。5. 每个时
7、段的负荷预报和机组出力分配计划的参照时刻均为该时刻结束时刻。6. 每台机组单位时间内能增加或减少的出力相同。7. 以所给表1中0方案对应的各机组出力为当前时段出力。四 问题分析随着电力市场运营模式改革的深入开展,阻塞管理已成为输电网管理的重要组成部分,输电阻塞管理不只是对网络约束问题的解决,还必须进行阻塞费用的合理定价。为了获得最大的经济效益,电网公司一般按照购电费用最小的经济目标来运行,电网中有若干台发电机和若干台主要线路,每条线路上的有功潮流值取决于电网结构和各发电机组的出力。电网每条线路上的有功潮流的绝对值有一个安全限值,即潮流限值,超过潮流限值时就会发生输电阻塞,当发生输电阻塞时需要研
8、究制定安全经济的调度计划,但调度预案变化时,发电商和电网公司会产生经济利益冲突,网方要对发电商做适当的经济补偿即阻塞费用。因此网方在电网安全运行的保证下应当同时考虑减少阻塞费用。如何设计一种公平、合理的阻塞费用计算规则时阻塞费用管理讨论的热门话题,因此本文研究的问题与有很强的实际应用能力。问题中首先需要解决各线路有功潮流关于各发电机组出力近似表达式的问题,根据相关理论研究知道两者之间近似有线性关系,故可以采用多元线性回归的方法解决该问题,接着需要处理设计出合理的阻塞费用计算规则,同时还要公平对待序内容量不能出力的部分和报价高于序外容量出力的部分,针对这一要求,设计计算规则是可以将问题分为两个部
9、分,分别采用不同的赔偿方法求解。接下来几个问题均是各机组出力方案的分配问题,求解时首先建立简单的约束得到原始分配方案,再判断是否会产生输电阻塞,若会则增加约束考虑能否通过调整使输电阻塞消除,若仍然不能达到预想的结果,则继续增加约束,使其在安全裕度范围内输电,如仍会产生输电阻塞,那么只能采取在用电测拉闸限电的方法。五 模型的建立与求解5.1 求解问题一每条线路上的有功潮流取决于电网结构和各发电机组的出力,由于电网的拓补结构是确定的,所以,线路上的有功潮流是由机组出力决定。理论与实验研究表明,电网中各主要线路有功潮流值与各机组出力之间具有近似线性叠加关系。因此建立有功潮流关于机组的模型: 本文采用
10、多元线性回归的方法找出激励和响应之间的关系。对于线性回归模型,当响应服从正态分布,误差满足高斯-马尔科夫条件时,回归参数的最小二乘估计是一致最小方差无偏估计。首先对响应分析,分别用Minitab作出线路一各方案的潮流值包含正态拟合图线的频率直方图和置信水平为95%的概率图。从图中可以直观地看出线路一各方案的潮流值所有数据都落在置信度为95%的置信区间内,即可以认为潮流值近似服从正态分布,因此将其作为回归分析的因变量。首先用Minitab对所给数据作回归分析并作出残插图,得到分析结果:分析:F1 与 P1, P2, P3, P4, P5, P6, P7, P8 回归方程为F1=110 + 0.0
11、826P1 + 0.0478P2 + 0.0528P3 + 0.120P4 - 0.0257P5 + 0.122P6 + 0.122 P7 - 0.00152 P8自变量 系数 系数标准误 T P常量 110.4780.453243.760P1 0.08260650.000874394.480P2 0.0477640.00197924.130P3 0.05279370.000663779.540P4 0.1198570.00156276.740P5 -0.02570510.0009632-26.690P6 0.1216490.00130593.190P7 0.1219930.00151280.
12、690P8 -0.0015180.00106-1.430.165S = 0.0376208 R-Sq = 99.9% R-Sq(调整) = 99.9%方差分析来源 自由度 SS MS F P回归 860.87897.60995376.750残差误差 240.0340.0014合计 3260.9128来源 自由度 Seq SSP1 111.844P2 10.4092P3 110.4296P4 18.453P5 11.3105P6 118.7197P7 19.71P8 10.0029分析发现,虽然得到的回归曲线的多元相关系数很高,但是机组八的显著性很差,会导致使用回归曲线预测时的精度降低,考虑到在
13、实际研究中所给的八个变量可能存在着许多共线性,给系数估计带来偏差,利用逐步回归法可以自动从许多变量中选择显著性好的变量来建立方程。所以用Minitab对线路一的数据作逐步回归分析,得到分析结果:逐步回归: 线路1 与 机组1, 机组2, 机组3, 机组4, 机组5, 机组6, 机组7, 机组8 入选用 Alpha: 0.15 删除用 Alpha: 0.15响应为 8 个自变量上的 线路1,N = 33步骤 1234567常量 151.9145131.6120.4110.3115.6110.1机组7 0.16720.15520.13950.12310.12050.12820.1215T 值 3.
14、974.084.425.2510.6817.6981.14P 值 0000000机组1 0.06390.07270.0820.08350.07910.0829T 值 2.893.976.0212.7518.8295.61P 值 0.00700000机组6 0.10650.12070.1230.11620.1221T 值 3.915.9612.6318.5894.49P 值 0.0010000机组3 0.05230.05340.05010.05302T 值 5.0610.7515.780.51P 值 0000机组4 0.12010.11870.12T 值 9.7115.1475.31P 值 00
15、0机组5 -0.0297-0.02537T 值 -6.42-26.59P 值 00机组2 0.0484T 值 24.62P 值 0S 1.141.030.8440.6210.2990.1890.0384R-Sq 33.7648.1966.0582.2596.0598.4799.94R-Sq(调整)31.6244.7462.5479.7295.3298.1299.92Mallows Cp 28479.722270.314586.47615.21678.8638.59根据表中的显著性分析发现,逐步分析拟合得到的系数显著性很好,标准差为S=0.0384,多元相关系数接近1,说明拟合得到的方程显著性强
16、,Mallows Cp=9表明模型在估计真实回归系数和预测未来响应时比较精确且无偏倚。最终得到线路一的回归方程:利用相同的方法可以的到线路二到线路六的回归方程和显著性分析结果:线路23456S0.03180.03330.03230.03350.0376R-Sq%99.9699.9999.9999.9599.98R-Sq(调整)%99.9499.9899.9899.9499.985.2 求解问题二线路可用传输量(ATC)反映了在当前运行状态下线路的容量极限与其当前潮流的差值。显然,线路发生阻塞现象就是ATC为0的情况。当由于输电阻塞需要调整分配预案时,实际出力与分配预案不符,一些序内容量不能出力
17、,而一些需外容量要在低于对应报价的清算价上出力。因此,发电商和网方将产生经济利益冲突,网方应该分别根据两种情况给出以下两个赔偿规则,赔偿的原则是:使调整后发电商的利润不小于调整前的利润。赔偿规则1:当机组调整法力后出序外容量出力部分(发电商不得不在高于清算价上发电),电网运营商应按照调整后的清算价支付发电商的费用。赔偿规则2:当机组调整后出力小于调整前出力时,电网运营商应该按照最初分配时候的段价对发电商进行支付。阻塞费用是由两个交易方案的调整而产生的总费用。阻塞费用由两部分组成,序内容量不能出力的部分补偿费用和报价高于清算价的序外容量出力的部分。阻塞费用可用方案调整后的总购电费用减去最初分配方
18、案的总购电费用,即不考虑产生输电阻塞的最初分配方案的购电费用,为各机组出力总和乘以市场清算价,即 电网公司在运行时按照购电费用最小的经济目标运行,所以在预报的负荷需求一定的情况下,根据各机组的段容量和段价,可以确定在不考虑输电阻塞的条件下购电费用最小的市场清算价和各个机组的出力。考虑网络约束时产生阻塞费用,在购电费用最小的原则下对各个发电组的出力方案重新调整,可以得到调整后各个机组的出力方案为,此时机组出力对应各个机组的段价,由此得到调整后的市场清算价为。考虑到方案调整后有机组段容量不出力而造成的损失和有些机组需要在低于对应报价的清算价上出力。为了公平地对待序内容量不能出力的部分和报价高于清算
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力 市场 输电 阻塞 管理 论文 lingo 编程
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【二***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【二***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。