電力市場環(huán)境下的電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析

第四章電力市場環(huán)境下電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析4.1

概述

20世紀80年代以來，世界范圍內(nèi)開始了電力工業(yè)改革浪潮，其主要目標是打破壟斷，開放電網(wǎng)，形成自由競爭電力市場。依據(jù)微觀經(jīng)濟學中市場理論，能夠?qū)㈦娏κ袌龆x為相互作用、使電能交換成為可能買方和賣方集合。應(yīng)該指出，電力市場中商品除電能外還包含各種輔助服務(wù)。輔助服務(wù)：輸送電能、提供備用、無功賠償及電壓調(diào)整等主要用來確保電力系統(tǒng)運行可靠性及電能質(zhì)量。

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現(xiàn)在世界上已提出了各種電力工業(yè)改革方案，并在不一樣國家實踐。電力市場和其它市場相比待殊之處：電能生產(chǎn)和消費是同時完成電力市場顯著標志：輸電系統(tǒng)存在。輸電服務(wù)因為其規(guī)模效益，含有天然壟斷性質(zhì)。各國市場化共同特點：“廠網(wǎng)分開”。由政府對輸電部分進行適當管制，確保電網(wǎng)開放，為發(fā)電和配售電創(chuàng)造一個公平競爭環(huán)境。對輸電部分處理不一樣，形成了各國電力市場結(jié)構(gòu)特色。第2頁電力市場主要組成部分如圖所表示：市場供給主體：發(fā)電廠商(G)、發(fā)電市場(PM)；市場需求主體：用戶(D)、零售商?；電力市場輸電部分包含5個部分：輸電設(shè)備全部者(Transmissionowner，TO)獨立系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)(IndependentSystemOperator，ISO)輔助服務(wù)商家(AncillaryService，AS)電能交易機構(gòu)(PowerExchange，PX)交易協(xié)調(diào)商家(SchedulerCoordinator，SC)第3頁第4頁1、

輸電設(shè)備全部者（TO）電網(wǎng)開放前提：輸電設(shè)備全部者對輸電系統(tǒng)用戶(包含發(fā)電廠商及電能用戶)在準入和利用輸電設(shè)備方面應(yīng)平等對待，防止歧視。應(yīng)建立一個獨立控制機構(gòu)ISO來調(diào)度輸電系統(tǒng)并提供輸電服務(wù)，而輸電設(shè)備維修責任仍歸輸電設(shè)備全部者。第5頁2．獨立系統(tǒng)調(diào)度機構(gòu)(ISO)ISO調(diào)度輸電網(wǎng)絡(luò)并對全部輸電用戶提供服務(wù)。對ISO基本要求：不從電力市場中贏利。ISO必須與電力市場主體發(fā)電廠商及用戶脫離。ISO職責和權(quán)力在不一樣市場模式中主要有：(1)制訂運行規(guī)劃／運行方式。(2)實施調(diào)度。(3)對電力系統(tǒng)進行控制與監(jiān)測(4)在線電網(wǎng)安全分析。(5)市場行政管理。第6頁3.電能交易機構(gòu)（PX）

PX基本功效：在未來市場對電能供求雙方提供一個交易場所。作為電供需雙方競爭POOL，形成市場出清價(MarketClearPrice，MCP)。MCP就成為實現(xiàn)未來市場結(jié)算依據(jù)。市場周期：1小時到幾個月。最常見形式：一天前市場，為每個運行日前一天進行電能交易。依據(jù)市場設(shè)計，一天前市場可輔以較長周期市場或小時前市場。小時前市場為運行前1到2個小時電能交易提供可能。以上三部分：TO、ISO及PX給電力市場交易提供一個平臺，不能從交易中贏利。第7頁4.輔助服務(wù)商家（AS）

功效：為電力系統(tǒng)可靠運行提供所需服務(wù)，主要是為輸電系統(tǒng)安全可靠運行提供有功備用及無功電源。

依據(jù)市場結(jié)構(gòu)，輔助服務(wù)商家能夠在PX或ISO進行交易。輔助服務(wù)能夠是以捆綁方式提供，也可分別按菜單提供。調(diào)整備用、旋轉(zhuǎn)備用和補充運行備用(非旋轉(zhuǎn)備用)等輔助服務(wù)能夠由用戶自己提供。第8頁5.交易協(xié)調(diào)商家（SC）

SC：把電能供需方計劃結(jié)合在一起一個中間商，但無須恪守PX規(guī)則。有些市場模式中要求把電能協(xié)調(diào)限制在中央POOL之中而不允許其它SC進行操作，比如英格蘭電力市場就是這么。有些電力市場模式中可能不存在中央POOL或管制交易機構(gòu)，電能協(xié)調(diào)是用一個分散方式進行。在很多新電力市場結(jié)構(gòu)中，SC是一個主要組成部分。第9頁以上五個電力市場組成部分在一些電力市場中不一定出現(xiàn)。在一些情況下可能會少一兩個組成部分。在另一些情況下，兩個或幾個組成部分可能合為一個復(fù)合組成部分。但其對應(yīng)職能是不可缺乏。比如挪威將ISO和TO結(jié)合，英格蘭將ISO、TO和PX結(jié)合成為NGC(國家電網(wǎng)企業(yè))。起初美國加利福尼亞州電力市場結(jié)構(gòu)式是將以上五個部分全部分開，F(xiàn)ERC(聯(lián)邦能源管理委員會)在OrderNo．中要求各地域成立PX、IS0和TO結(jié)合RTO(地域輸電機構(gòu))。第10頁

電力市場出現(xiàn)給電力系統(tǒng)研究提出了很多新課題，包含經(jīng)濟方面課題和技術(shù)方面課題。經(jīng)濟方面：電價理論和交易機制是電力市場研究關(guān)鍵。國外電力市場理論研究起源于20世紀80年代末期學者對實時電價研究，從理論上證實了實時電價對合理配置資源有效性。電價理論研究分為兩個部分，即電能成本分析(電價預(yù)測)和電力市場中電價形成機制。電能成本分析：電價預(yù)測基礎(chǔ)，對于電力市場宏觀控制、優(yōu)化電力資源配置有決定性影響。電價形成：最終要經(jīng)過市場機制。從理想市場運行來看，電力市場出清電價應(yīng)與電力系統(tǒng)電能邊際成本相對應(yīng)。第11頁

電力交易形式：可采取雙邊協(xié)議和競價上網(wǎng)。普通電力市場都包含這兩種形式交易。不過電力市場以何種形式為主，或這兩種形式各占多大份額，應(yīng)該根據(jù)詳細情況進行分析。電力市場理論一個難點：競價上網(wǎng)方式和競價策略，有很強隨機性和實時性要求。該問題不但與電力市場經(jīng)濟效益相關(guān)，而且直接影響電力系統(tǒng)安全性和可靠性。對一個發(fā)電廠商來說，競價決議和其運行優(yōu)化有親密關(guān)系，其競爭目標是要獲取最大利潤。發(fā)電廠商怎樣制訂最優(yōu)競價策略，以及PX怎樣模擬和選擇發(fā)電廠商以使電力用戶電能費用最小化問題將包括到隨機優(yōu)化模型和算法。第12頁技術(shù)方面：圍繞電力市場環(huán)境下確保電力系統(tǒng)安全

運行問題。壟斷環(huán)境下：整個電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電是統(tǒng)一管理和統(tǒng)一調(diào)度，運行方式安排相對比較簡單，系統(tǒng)運行安全可靠輕易得到確保。電力市場環(huán)境下：電力交易瞬息萬變，電力調(diào)度既要確保公平競爭，又要確保安全運行，這就給電力系統(tǒng)分析提出了新挑戰(zhàn)。比如，在電力市場條件下因為系統(tǒng)時尚可能與預(yù)測很不一樣，可能造成輸電阻塞、電壓瓦解及不穩(wěn)定等問題。第13頁

輸電阻塞：是電力市場條件下系統(tǒng)運行一個主要現(xiàn)象。從市場經(jīng)濟學觀點來看，雙邊交易員能表達市場自由競爭效益，但這種交易模式會給電力系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度帶來困難。最突出問題：電力網(wǎng)絡(luò)一些部分可能趨于功率極限，使電力系統(tǒng)運行承受很大風險，即，電力市場環(huán)境下輸電阻塞問題。電力市場環(huán)境下電力系統(tǒng)安全運行關(guān)鍵:緩解電力網(wǎng)絡(luò)阻塞。辦法：在運行中如發(fā)覺輸電阻塞，用技術(shù)和經(jīng)濟伎倆去快速消除它.要求用強有力在線分析軟件去發(fā)覺隱患：需要頻繁應(yīng)用最優(yōu)時尚軟件以維持系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行；發(fā)展快速評定系統(tǒng)各部分可用輸電容量算法。可用輸電容量：指電力網(wǎng)絡(luò)可深入增加電力交換容量。是電力市場運行一個很主要概念。第14頁

電力市場情況下：時尚分析不但要給出各支路功率，為了確定輸電費用和處理輸電阻塞問題，往往還要求給出各發(fā)電廠或電力用戶功率在各支路功率中所占份額。即時尚追蹤問題。本章內(nèi)容：討論在電力市場環(huán)境下電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析方面幾個新進展，包含最優(yōu)時尚及其在節(jié)點電價和輸電阻塞處理方面應(yīng)用，時尚追蹤和可用傳輸能力問題。這些模型和算法反應(yīng)了電力市場環(huán)境下電力調(diào)度對決議支持系統(tǒng)新要求。因為這是一個快速發(fā)展領(lǐng)域，本章內(nèi)容還很不成熟，希望今后能不停完善。第15頁一、最優(yōu)時尚問題（OPF-OptimalPowerFlow）概述常規(guī)時尚計算：經(jīng)過一次時尚計算得到電力系統(tǒng)一個運行狀態(tài)。能夠歸結(jié)為：針對一定擾動變量p(負荷情況），依據(jù)給定控制變量u（發(fā)電機有功出力、無功出力或節(jié)點電壓模值等），求出對應(yīng)狀態(tài)變量x（節(jié)點電壓模值及角度）。常規(guī)時尚計算結(jié)果,滿足時尚方程式或者變量間等式約束條件4.2電力系統(tǒng)最優(yōu)時尚。第16頁(1)常規(guī)時尚計算決定運行狀態(tài)，可能因為一些狀態(tài)或作為u、x

函數(shù)其它變量超出它們運行限值，因而在技術(shù)上是不可行。實際慣用方法：調(diào)整一些控制變量給定值，重新進行基本時尚計算，這么重復(fù)進行，直到全部約束條件都滿足為止。這么便得到一個技術(shù)上可行時尚解。常規(guī)時尚計算存在兩種問題第17頁(2)對某一個負荷情況，理論上存在眾多、技術(shù)上都能滿足要求可行時尚解。這里每一個可行時尚解，對應(yīng)于系統(tǒng)一個特定運行方式，含有對應(yīng)總體經(jīng)濟上或技術(shù)上性能指標（如系統(tǒng)總?cè)剂舷牧?、系統(tǒng)總網(wǎng)損等）。最優(yōu)時尚問題：為了優(yōu)化系統(tǒng)運行，從全部可行時尚解中挑選出上述性能指標中最正確一個方案。

第18頁（1）基本時尚計算時，控制變量u事先給定；最優(yōu)時尚u則是待優(yōu)選變量，在最優(yōu)時尚模型中必定有一個作為u優(yōu)選準則目標函數(shù)。（2）最優(yōu)時尚計算除滿足時尚方程這一等式約束條件外，還必須滿足與運行限制相關(guān)大量不等式約束條件。（3）基本時尚計算是求解非線性代數(shù)方程組；最優(yōu)時尚計算從數(shù)學上講，是一個非線性規(guī)劃問題，需要采取最優(yōu)化方法來求解。（4）基本時尚計算完成只是一個計算功效，即從給定u求出對應(yīng)x；

最優(yōu)時尚計算是依據(jù)特定目標函數(shù)并滿足對應(yīng)約束條件情況下，自動優(yōu)選控制變量，含有指導系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)整決議功效。

最優(yōu)時尚與基本時尚計算區(qū)分第19頁

建立在嚴格數(shù)學基礎(chǔ)上最優(yōu)時尚模型，首先是由法國學者Carpentier于20世紀60年代提出。經(jīng)典經(jīng)濟調(diào)度方法：基于協(xié)調(diào)方程式，含有方法簡單、計算速度快、適宜于實時應(yīng)用等優(yōu)點，但協(xié)調(diào)方程式在處理節(jié)點電壓越界及線途經(jīng)負荷等安全約束問題上卻顯得無能為力。最優(yōu)時尚：以數(shù)學規(guī)劃問題作為基本模式，在約束條件處理上含有很強能力，使電力系統(tǒng)對于經(jīng)濟性、安全性及電能質(zhì)量三方面要求得到完美統(tǒng)一。針對不一樣應(yīng)用，最優(yōu)時尚模型能夠選擇不一樣控制變量、狀態(tài)變量集合、不一樣目標函數(shù)，以及不一樣約束條件。

最優(yōu)時尚與經(jīng)濟調(diào)度區(qū)分第20頁

最優(yōu)時尚定義就是當系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)及負荷情況給定時，經(jīng)過控制變量優(yōu)選，找到能滿足全部指定約束條件，并使系統(tǒng)性能指標或目標函數(shù)到達最優(yōu)時尚分布—帶約束優(yōu)化問題。前提條件：（1）各火電（核電）投運機組已知（不處理機組開停問題）；（2）各水電機組出力已定（由水庫經(jīng)濟調(diào)度決定）；（3）電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)確定（不考慮電力網(wǎng)重構(gòu)問題）。第21頁

最優(yōu)時尚算法中變量狀態(tài)變量x控制變量u變量—調(diào)度人員能夠調(diào)整、控制變量—經(jīng)過時尚計算確定

慣用控制變量有：（1）平衡節(jié)點以外發(fā)電機有功出力；（2）全部發(fā)電機（包含平衡節(jié)點）及可調(diào)無功補償設(shè)備無功出力或?qū)?yīng)節(jié)點電壓幅值；（3）帶負荷調(diào)壓變壓器/移相器變比。第22頁

狀態(tài)變量由需經(jīng)時尚計算才能求得變量組成。常見有：(1)除平衡節(jié)點外，其它全部節(jié)點電壓相角；(2)除發(fā)電機節(jié)點以及含有可調(diào)無功賠償設(shè)備節(jié)點之外，其它全部節(jié)點電壓幅值。當采取發(fā)電機節(jié)點及含有可調(diào)無功賠償設(shè)備節(jié)點無功出力作為控制變量時，對應(yīng)節(jié)點電壓幅值就要改作為狀態(tài)變量。

第23頁最優(yōu)時尚數(shù)學模型最優(yōu)時尚問題研究，除提出采取不一樣目標函數(shù)和約束條件而組成不一樣應(yīng)用范圍最優(yōu)時尚模型之外，更大量是從改進收斂性能、提升計算速度等目標出發(fā)，提出最優(yōu)時尚計算各種模型和求解算法。第24頁

最優(yōu)時尚有各式各樣目標函數(shù)，最慣用形式有以下兩種：(1)系統(tǒng)運行成本最小。該目標函數(shù)普通表示為火電機組燃料費用最小，不考慮機組開啟、停機等費用。其中機組成本花費曲線是模型關(guān)鍵問題，它不但影響解最優(yōu)性，還制約求解方法選取。通常機組燃料費用函數(shù)慣用其有功出力多項式表示，最高階普通小于3。若階數(shù)大于3，目標函數(shù)將展現(xiàn)非凸性，造成OPF收斂困難。第25頁(2)有功傳輸損耗最小。無功優(yōu)化時尚通常以有功傳輸損耗最小為目標函數(shù)，它在降低系統(tǒng)有功損耗同時，還能改進電壓質(zhì)量。

電力系統(tǒng)調(diào)度運行研究中慣用最優(yōu)時尚普通以系統(tǒng)運行成本最小為目標，其數(shù)學模型以下：目標函數(shù)：第26頁第27頁第28頁

至今已提出求解最優(yōu)時尚模型和方法很多，歸納起來有非線性規(guī)劃法、二次規(guī)劃法、線性規(guī)劃法、混合規(guī)劃法以及近年出現(xiàn)內(nèi)點算法和人工智能方法等，現(xiàn)在分別敘述以下。最優(yōu)時尚算法第29頁1．非線性規(guī)劃法(Non-LinearProgramming，NLP)目標或約束函數(shù)展現(xiàn)非線性特征，其約束條件可由等式或不等式約束組成。分為無約束非線性規(guī)劃和有約束非線性規(guī)劃。有約束非線性規(guī)劃方法基本思想是利用拉格朗日乘子法或罰函數(shù)法建立增廣目標函數(shù)，使有約束非線性規(guī)劃問題先轉(zhuǎn)化為無約束非線性規(guī)劃問題，利用不同數(shù)學優(yōu)化方法求解。第30頁非線性模型是最早OPF數(shù)學表示形式。第一個成功最優(yōu)時尚算法：1968年提出簡化梯度算法。算法基礎(chǔ)：牛頓法時尚計算。獨立變量取系統(tǒng)控制變量，用罰函數(shù)處理違約函數(shù)不等式約束，用拉格朗日乘子方法判別是否已到邊界。算法特點：用罰函數(shù)處理不等式約束會產(chǎn)生病態(tài)條件，造成收斂性變壞；修正步長能夠提升算法收斂性，在優(yōu)化過程每一步均要檢驗收斂性，使收斂性得到一定改進。梯度法局限：優(yōu)化過程存在振蕩現(xiàn)象，影響效率。第31頁

1970年研究牛頓法對于OPF收斂性能進行改進，克服了收斂振蕩現(xiàn)象，但計算過程中海森伯矩陣求解不適合大型系統(tǒng)。轉(zhuǎn)移罰函數(shù)法在求解約束非線性規(guī)劃問題時能克服傳統(tǒng)罰函數(shù)法海森伯矩陣病態(tài)缺點，1982年，采取簡化梯度概念和擬牛頓算法優(yōu)化轉(zhuǎn)移罰函數(shù)，改進了算法收斂性和準確度，試驗表明，與標準罰函數(shù)法相比，可節(jié)約30％計算時間。利用擬牛頓變矩陣方法求解OPF問題有以下優(yōu)點：①可直接處理OPF模型中各種約束；②魯棒性強，可起始于一個不可行解；③與同期其它算法比較，計算速度快幾倍。與利用一階信息梯度法不一樣，牛頓法直接足KKT條件，不但利用了目標函數(shù)在搜索點梯度，還利用目標函數(shù)二階導數(shù)，考慮梯度改變勢，含有二階收斂性，速度更加快。

KKT條件：把全部等式、不等式約束與f(x)寫為一個式子，也叫拉格朗日函數(shù)，系數(shù)也稱拉格朗日乘子，經(jīng)過一些條件，能夠求出最優(yōu)值必要條件。第32頁第33頁

2．二次規(guī)劃法(QuadraticProgramming，QP)僅適合用于求解目標函數(shù)為二次形式，約束條件為線性表示式。1973年首次提出用二次規(guī)劃法求解經(jīng)濟調(diào)度問題，經(jīng)過引入人工變量把費用函數(shù)(目標函數(shù))近似為二次函數(shù)，利用泰勒級數(shù)展開把約束線性化，采取線性規(guī)劃中wolfe算法求得最優(yōu)解，其中算法收斂不受梯度步長和處罰因子選擇影響，但計算時間將隨系統(tǒng)規(guī)模增大而顯著延長。1982年OPF二次規(guī)劃法研究取得了突破性進展，將原非線性規(guī)劃模型分解為一系列二次規(guī)劃子問題，利用增廣拉格朗日法能從不可行點找到原問題最優(yōu)解，甚至在時尚方程發(fā)散情況下也能得到可行點。二次規(guī)劃法優(yōu)點：比較準確可靠，但其計算時間隨變量和約束條件數(shù)目標增加而急劇延長，求臨界可行問題時會造成不收斂。第34頁3．線性規(guī)劃法(LinearProgramming，LP)把整個問題分解為有功功率和無功功率兩個子優(yōu)化問題，或進行交替迭代求解，或者分別求解。大都采取分段線性或逐次線性化迫近非線性規(guī)劃問題，利用線性規(guī)劃方法求解。1968年首次提出用線性規(guī)劃法求解安全約束經(jīng)濟調(diào)度問題，算法思想是將成本目標函數(shù)和約束條件線性化后用單純形法求解。有兩大缺點：①在不可行條件下，最終止果不是最優(yōu)解；②因為計算機舍入誤差影響，約束可能出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象。1970年提出對偶線性規(guī)劃技術(shù)，采取修正單純形法求解OPF問題，與非線性規(guī)劃法相比顯示出非常有前途計算性能。第35頁4.混合規(guī)劃法對OPF問題中有功優(yōu)化子問題與無功優(yōu)化子問題展現(xiàn)不一樣特性而選擇兩種或幾個方法聯(lián)合求解，比如，混合整數(shù)規(guī)劃法、線性規(guī)劃與二次規(guī)劃混正當?shù)?。首次提出一個線性和二次規(guī)劃混合優(yōu)化方法用于求解經(jīng)濟調(diào)度問題。含有二次收斂特征二次規(guī)劃和牛頓法能克服線性規(guī)劃法存在缺點。不適合用于：計算中需求拉格朗日函數(shù)二次偏微分；有功優(yōu)化子問題中發(fā)電費用目標函數(shù)是分段模型；，考慮機組閥點負荷時。試驗證實采取不一樣規(guī)劃方法分立求解有功、無功問題使優(yōu)化過程更靈活，非常適合于EMS中在線應(yīng)用。第36頁5.內(nèi)點算法算法提出前提：研究一個能在可行域內(nèi)部尋優(yōu)方法，以克服頂點搜索法組累計算復(fù)雜性。1954年提出最早內(nèi)點法，僅限于求解無約束優(yōu)化問題障礙參數(shù)法。1967年分別提出基于多面體中心和變量仿射內(nèi)點法。當初應(yīng)用效果無法與單純形法相比，20世紀70年代內(nèi)點法發(fā)展一度陷于低潮。1984年提出線性規(guī)劃一個新內(nèi)點算法，含有多項式計算復(fù)雜性，在求解大規(guī)模線性規(guī)劃問題時，計算速度比單純形法快50倍以上。隨即將其應(yīng)用深入推廣到非線性規(guī)劃領(lǐng)域。第37頁近年來，一些新變型算法相繼出現(xiàn)，最有發(fā)展?jié)摿κ锹窂礁櫡?PathFollowing)，又稱為跟蹤中心軌跡法。該方法將對數(shù)壁壘函數(shù)與牛頓法結(jié)合起來應(yīng)用到非線性規(guī)劃問題，已從理論上證實含有多項式復(fù)雜性。該方法特點：收斂快速，魯棒性強，對初值選擇不敏感，在求解電力系統(tǒng)優(yōu)化問題中已得到廣泛應(yīng)用。第38頁6.人工智能方法非線性規(guī)劃、線性規(guī)劃等方法己逐步克服在不等式約束處理、計算速度、收斂性和初始點等方面困難，但在對離散變量處理上還沒有完善處理方案。近幾年伴隨計算機和人工智能等技術(shù)發(fā)展，不停有新方法出現(xiàn)，模擬進化規(guī)劃方法、含糊集理論、模擬退火算法等人工智能方法先后用于電力系統(tǒng)最優(yōu)時尚問題。模擬進化規(guī)劃方法：模仿生物進化過程所得到一類優(yōu)化方法，進化規(guī)劃和遺傳算法是其中最主要方法，主要用于無功優(yōu)化，擅優(yōu)點理離散變量。模擬進化優(yōu)化方法屬于隨機優(yōu)化方法，原理上能夠以較大概率找到優(yōu)化問題全局最優(yōu)解。含有全局收斂性、并行處理特征、通用性及魯棒性等優(yōu)點。第39頁含糊集理論：適合于描述不確定性以及處理不一樣量綱、相互沖突多目標優(yōu)化問題，為處理含有可伸縮約束多目標優(yōu)化問題提供了新路徑。能夠把約束條件分為硬約束和軟約束兩種，利用含糊集把軟約束和目標函數(shù)含糊化，得到含糊OPF問題，再對OPF問題目標函數(shù)進行修正，使其當最優(yōu)解處于非含糊區(qū)域時能等效于常規(guī)OPF問題，這種修正使得在目標函數(shù)中全部控制變量都能顯性地表示出來，有利于用逐次線性規(guī)劃法求解。第40頁模擬退火算法：也是一個進化優(yōu)化方法，一個有效通用啟發(fā)式隨機搜索方法。算法思想起源于冶煉工業(yè)中熔融金屬退火過程。算法原理：對常規(guī)迭代尋優(yōu)算法進行一點修正，允許以一定概率接收比前次解稍差解作為當前解。能夠用模擬退火方法進行無功優(yōu)化，理論上能夠不一樣時地收斂到全局最優(yōu)解，但運算時間比較長。人工智能方法處理了尋找全局最優(yōu)解問題，能精確處理問題中離散變量，但因為這一類方法通常屬于隨機搜索方法，含有計算速度慢先天缺點，難以適應(yīng)在線計算及電力市場要求。第41頁最優(yōu)時尚問題內(nèi)點法基本思緒：初始點應(yīng)取在可行域內(nèi)，希望尋優(yōu)迭代過程一直在可行域內(nèi)進行，并在可行域邊界設(shè)置“障礙”使迭代點靠近邊界時其目標函數(shù)值快速增大，從而確保迭代點均為可行域內(nèi)點。對于大規(guī)模實際問題而言，尋找可行初始點往往十分困難。為此許多學者長久以來致力于對內(nèi)點算法初始“內(nèi)點”條件改進。以下介紹跟蹤中心軌跡內(nèi)點法只要求在尋優(yōu)過程中松弛變量和拉格朗日乘子滿足簡單大于零或小于零條件，即可代替原來必須在可行域內(nèi)求解要求，使計算過程大為簡化。第42頁為了便于討論，把最優(yōu)時尚模型[式(4-1)-(4-6)]簡化為以下普通非線性優(yōu)化模型：第43頁第44頁第45頁把目標函數(shù)改造為障礙函數(shù)，該函數(shù)在可行域內(nèi)應(yīng)近似于原目標函數(shù)f(x)，而在邊界時變得很大?？傻玫絻?yōu)化問題B：第46頁第47頁第48頁第49頁第50頁寫成矩陣形式：第51頁第52頁第53頁第54頁3.3

最優(yōu)時尚在電力市場中應(yīng)用

綜述

最優(yōu)時尚問題：在滿足特定系統(tǒng)運行和安全約束條件下，經(jīng)過調(diào)整系統(tǒng)中可利用控制伎倆實現(xiàn)預(yù)定目標最優(yōu)系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)。特點：把電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度和時尚計算有機地融合在一起，以時尚方程為基礎(chǔ)，進行經(jīng)濟與安全(包含有功和無功)全方面優(yōu)化，是一個大型多約束非線性規(guī)劃問題。將可靠性與電能質(zhì)量量化成對應(yīng)經(jīng)濟指標，到達優(yōu)化資源配置，降低發(fā)電、輸電成本，提升對用戶服務(wù)質(zhì)量日標。含有傳統(tǒng)時尚計算所無法實現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟意義。第55頁

20世紀90年代將經(jīng)濟性提升到一個新高度。不論是節(jié)點實時電價與輔助服務(wù)定價、輸電費用計算、網(wǎng)絡(luò)阻塞管理、可用傳輸容量預(yù)計等電力市場理論和實踐中主要課題，最優(yōu)時尚都能夠作為其理想研究工具。實時電價概念是1988年引入電力系統(tǒng)，它將經(jīng)濟學中到達全社會效益最優(yōu)邊際成本定價理論應(yīng)用到電能這一特殊商品，并強調(diào)了電能價格隨時間、空間不一樣而不一樣。有嚴密數(shù)學推導，還不能直接應(yīng)用于當前工程實際中。

第56頁

伴隨最優(yōu)時尚技術(shù)飛速發(fā)展和日趨實用化，提出基于最優(yōu)時尚實時電價理論和表示式。OPF應(yīng)用于實時電價首次嘗試：使用改進OPF模型中有功價格響應(yīng)來分析實時電價政策作用。在模型中引入無功價格，指出OPF模型中時尚方程對應(yīng)拉格朗日乘子與節(jié)點功率注入邊際成本之間關(guān)系，深入證實OPF是一個極具潛力實時電價計算方法。第57頁電力市場中輔助服務(wù)主要包含：AGC、熱備用、冷備用、電壓／無功支持和黑開啟等。旋轉(zhuǎn)備用定價問題模型經(jīng)過將用戶因斷電而取得賠償費用加入到目標函數(shù)中以表達這么一個思想：因為發(fā)電容量或傳輸容量不足而造成供電事故將造成社會總效益降低?；谛拚顑?yōu)時尚模型一體化實時電價算法，給出了各拉格朗日乘子所包含輔助服務(wù)經(jīng)濟學信息。經(jīng)過考慮更多輔助服務(wù)以及電壓質(zhì)量，提出了一個更先進最優(yōu)時尚價格模型，并利用內(nèi)點算法求解，最終將實時電價分解為四部分：①發(fā)電邊際成本(即OPF中節(jié)點功率平衡方程對應(yīng)拉格朗日乘子)②網(wǎng)損賠償費用；③有功、無功耦合關(guān)系；④安全服務(wù)費用，對于有功來說指是阻塞管理費用，對于無功而言還應(yīng)加上無功／電壓支持服務(wù)費用。AGC:AutomaticGenerationControl

第58頁電力市場一個主要特征：“電網(wǎng)開放”挑戰(zhàn)性新課題：怎樣在市場環(huán)境下準確地計算輸電費用。在實施市場化初始階段，為了計算輸電費用，提出各種模型和算法：時尚追蹤法；利用OPF模型研究拍賣“輸電權(quán)”機制。

輸電權(quán)概念提出打破了以往研究輸電費用思緒，跳出了物理意義局限，認為ISO只需確保注入節(jié)點(如發(fā)電機或電力銷售商)與輸出節(jié)點(電力用戶)之間功率注入和輸出，無需關(guān)心網(wǎng)絡(luò)中時尚分布情況。采取基于拍賣機制優(yōu)先權(quán)保險服務(wù)方式出售輸電權(quán)，輸電網(wǎng)用戶必須依據(jù)所需功率事先購置“使用權(quán)”，以免在輸電網(wǎng)發(fā)生阻塞時執(zhí)行電力交易協(xié)議出現(xiàn)困難。

第59頁在電力市場機制下，因為雙邊協(xié)議和多邊協(xié)議日益增多，系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行越來越受到各方面重視，輸電阻塞成了影響系統(tǒng)安全運行首要問題。

網(wǎng)絡(luò)阻塞緩解辦法：①阻塞線路切換；②調(diào)整變壓器和調(diào)相器抽頭；③使用靈活交流輸電系統(tǒng)。這三方面都是從網(wǎng)絡(luò)物理特征考慮。第60頁在電力市場條件下，阻塞緩解研究焦點：希望利用價格伎倆進行電力交易量增加或削減，從而降低過載線路時尚功率。因為市場模型、政治體制、技術(shù)發(fā)展情況等許多因素不一樣，世界各國電力市場采取了不一樣阻塞管理方案，普通來說可將其劃分為三大類，即交易協(xié)議削減、輸電容量預(yù)留和系統(tǒng)再調(diào)度。依據(jù)不一樣時間、不一樣情況采取這三種伎倆結(jié)合是最有效方法。有文件提出一個阻塞管理OPF模型，依據(jù)發(fā)電廠和用戶調(diào)整報價，能夠同時調(diào)整實時平衡市場下發(fā)電機出力以及必要時削減部分短期雙邊協(xié)議量。有文件應(yīng)用改造線性原對偶內(nèi)點法求解OPF模型。目標函數(shù)是調(diào)整費用最小。第61頁在電力市場環(huán)境下，為了最大程度地降低輸電成本，輸電網(wǎng)已把其傳輸容量極限研究作為提升經(jīng)濟效益主要伎倆。系統(tǒng)輸電能力預(yù)計作用：指導系統(tǒng)調(diào)度人員操作，確保系統(tǒng)安全可靠運行，含有技術(shù)方面價值；含有市場信號作用，能為市場參加者進行決議提供參考。可用傳輸容量(ATC)：在一定系統(tǒng)運行條件下，節(jié)點與節(jié)點之間(或一個區(qū)域與另一個區(qū)域之間)全部輸電路徑能可靠地轉(zhuǎn)移或傳輸功率能力量度。ATC:AvailableTransferCapability第62頁可用傳輸容量(ATC)能夠作為—個優(yōu)化問題來求解：使用直流模型，考慮了各種安全約束，利用線性規(guī)劃優(yōu)化方法計算單個電源負荷母線組或輸電走廊ATC。然而系統(tǒng)中無功／電壓水平直接影響著傳輸功率提升，所以基于直流時尚模型ATC計算不夠準確。采取多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法求解以區(qū)域間最大輸電容量為目標函數(shù)交流OPF模型。提出“OPF十MAT(Maximum

Allowable

Transfer)”方案，經(jīng)過降低運行在靠近穩(wěn)定極限設(shè)備上功率來滿足系統(tǒng)穩(wěn)定約束，將降低功率在其它設(shè)備中優(yōu)化配置以確保指定聯(lián)絡(luò)線路傳輸功率最大。第63頁以上介紹了在電力市場環(huán)境下OPF各種應(yīng)用場所。OPF在電力市場中不一樣功效，主要取決于不一樣目標函數(shù)，不一樣控制變量、狀態(tài)變量，以及不一樣約束條件組合。詳細比較參見表。第64頁基于最優(yōu)時尚阻塞管理方法

起初阻塞管理：在競價市場和雙邊協(xié)議市場之外建立一個實時平衡交易市場，勉勵盡可能多發(fā)電廠和電力用戶參加市場競爭，幫助調(diào)度部門修訂調(diào)度計劃，處理傳輸阻塞問題。伴隨電力市場中雙邊協(xié)議數(shù)量增加產(chǎn)生新問題：平衡市場中電源可能逐步難以滿足阻塞管理要求。為確保系統(tǒng)安全運行，處理阻塞問題辦法：必須依據(jù)市場競價修正一些雙邊協(xié)議，調(diào)整與該協(xié)議相關(guān)發(fā)電廠出力和電力用戶負荷。利用最優(yōu)時尚能夠依據(jù)市場報價調(diào)控實時平衡市場中發(fā)電廠出力，在必要時可經(jīng)過競價伎倆削減一些雙邊協(xié)議量。第65頁以下介紹一個模型：市場參加者提出增減出力報價，設(shè)目標函數(shù)為調(diào)整費用最小，應(yīng)用改進非線性原對偶內(nèi)點法最優(yōu)時尚能夠有效地進行阻塞管理。

第66頁第67頁第68頁從圖中能夠看出：增加出力報價普通高于削減出力報價；雙邊協(xié)議削減量報價是最高。原因：增加機組出力比削減出力要付出更多燃料費用。雙邊協(xié)議包括到協(xié)議雙方經(jīng)濟利益，標準上應(yīng)該得到充分確保，則削減協(xié)議量報價最高。用戶也能夠進行報價，其競價曲線與發(fā)電機類似，只考慮削減負荷情況(包含單獨削減和雙邊協(xié)議削減)。通常情況下，削減用戶負荷報價要高于機組出力調(diào)整報價，也是由經(jīng)濟利益決定。第69頁阻塞管理數(shù)學模型目標函數(shù)第70頁第71頁第72頁第73頁第74頁第75頁第76頁4.4

時尚追蹤問題

電力市場環(huán)境下，發(fā)電、輸電和配電業(yè)務(wù)將分開經(jīng)營。輸電：一個特殊業(yè)務(wù)，向獨立發(fā)電廠或電力批發(fā)商提供服務(wù)，或為其它電力企業(yè)提供轉(zhuǎn)運服務(wù)，后者都成為輸電系統(tǒng)用戶。包括問題：定義對這些用戶服務(wù)項目和確定過網(wǎng)費等。調(diào)度人員需了解：整個電力系統(tǒng)時尚分布，用戶對電網(wǎng)輸變電設(shè)備利用份額，網(wǎng)損應(yīng)怎樣分攤等等。處理這些問題是度量輸電服務(wù)關(guān)鍵，直接影響輸電費用確實定。

當前國際上采取確實定過網(wǎng)費方法有：只按輸送電能計費郵票法；主觀地要求用戶時尚流向協(xié)議路徑法；在假定其它輸電業(yè)務(wù)都不存在情況下，計算某一特定輸電用戶在電網(wǎng)中時尚分布兆瓦-公里法等等。第77頁

這些方法都難以準確量度輸電用戶對輸變電設(shè)備實際利用情況,由此得到過網(wǎng)費難以到達公平合理。更主要是，這些過網(wǎng)費其算法不能給輸電用戶以正確信息，可能引發(fā)過負荷并危及電力系統(tǒng)運行。為此，必須能夠準確分析各種運行狀態(tài)下輸電用戶時尚分布問題——時尚追蹤問題。第78頁當前，已經(jīng)有一些文章對時尚追蹤問題進行了研究：一個有功時尚追蹤方法，能夠求出從某一電源到某一負荷點有功功率大小，也能夠求出某一電源或某一負荷點功率占用某條輸電線路份額，從而能夠進行對應(yīng)損耗分攤及投資回收分攤，但該方法只適應(yīng)于無環(huán)網(wǎng)絡(luò)。兩條電流分解公理，處理了電路中各支路電流組成和追蹤等基爾霍夫定理沒有包括問題。在此基礎(chǔ)上，提出有功時尚追蹤算法并應(yīng)用于網(wǎng)損分攤及輸電設(shè)備利用份額分攤中。這種方法能夠考慮環(huán)形電網(wǎng)，克服了前面不足。以有功時尚追蹤為基礎(chǔ)，利用邊際成本法計算輸電費用，包含固定成本、線損成本和阻塞成本。

第79頁本節(jié)介紹有功功率追蹤問題——過網(wǎng)費分析基礎(chǔ)理論。歸納作為過網(wǎng)費時尚分析基礎(chǔ)兩條電流分解公理，據(jù)此推導分攤網(wǎng)損和確定輸變電設(shè)備利用份額基本標準。以圖論為依據(jù)，引出一個電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備利用份額和網(wǎng)損分攤問題簡單、高效、通用算法。

在過網(wǎng)費計算中，網(wǎng)損分攤問題及輸變電設(shè)備利用份額問題主要包括有功時尚一些量，為了簡化敘述，在以下討論中忽略無功時尚影響。

第80頁電流分解公理與網(wǎng)損分攤標準

迄今為止電路研究都限于各電路元件總電流及其對應(yīng)物理效應(yīng)，未包括這些電流組成和效應(yīng)分攤問題。過去電力系統(tǒng)時尚計算：只關(guān)心輸電線路及變壓器中經(jīng)過總電流(功率)及對應(yīng)壓降及功率損耗。研究過網(wǎng)費問題時：不得不深入對網(wǎng)絡(luò)中各支路電流組成及其對網(wǎng)絡(luò)影響進行分析計算。在這種情況下，僅用基爾霍夫電路定律已經(jīng)不夠。為了處理這類問題，補充兩條關(guān)于電流分解公理。

第81頁第82頁第83頁第84頁第85頁第86頁第87頁第88頁第89頁網(wǎng)損分攤問題數(shù)學模型第90頁第91頁第92頁第93頁第94頁輸電設(shè)備利用份額問題

以下討論用戶對輸電設(shè)備利用份額分析理論和算法。以兩條電流分解公理為基礎(chǔ)，建立求解輸電設(shè)備利用份額數(shù)學模型。對時尚標注有向圖持性進行研究，表明這類有向圖上不可能存在有向回路。在此基礎(chǔ)上開發(fā)適合任何復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)輸電設(shè)備利用份額計算方法。

在電力系統(tǒng)給定運行方式下，經(jīng)過時尚計算能夠求得各輸電線路及變壓器中(以下統(tǒng)稱支路)時尚。第95頁要討論問題：怎樣確定用戶(獨立電源或電力批發(fā)商)電力在電網(wǎng)中各支路分布情況。依據(jù)問題性質(zhì)，能夠計算電源電力在電網(wǎng)各支路分布，或計算用戶負荷電力在電網(wǎng)各支路分布。以下主要討論電源電力在電網(wǎng)各支路分布，即確定電源對輸電設(shè)備利用份額。確定負荷對輸電設(shè)備利用份額模型及算法完全類似。第96頁第97頁第98頁第99頁第100頁第101頁第102頁圖論方法

第103頁第104頁第105頁第106頁第107頁第108頁4.5

輸電系統(tǒng)可用傳輸能力

可用傳輸能力(ATC)

電力系統(tǒng)輸電能力對整個系統(tǒng)安全可靠性有很大影響。傳統(tǒng)垂直管制環(huán)境下，區(qū)域間輸電能力僅僅是系統(tǒng)調(diào)度員調(diào)度時一個參考信息，了解系統(tǒng)當前運行狀態(tài)離各種約束距離。電力市場環(huán)境下，系統(tǒng)運行不確定性增大，電能交易瞬息萬變，支途經(jīng)負荷、節(jié)點電壓越限等故障更有可能發(fā)生。提出問題：怎樣準確、高效地計算輸電網(wǎng)輸電能力。第109頁

電網(wǎng)輸電能力計算研究始于20世紀70年代，直到1996年美國聯(lián)邦能源委員會(FERC)頒布“要求輸電網(wǎng)擁有者計算輸電網(wǎng)區(qū)域間可用傳輸能力Available

Transfer

Capability，ATC)”命令后，這方面研究才受到眾多工程人員和研究學者注意。其后北美電力可靠性委員會(NERC)給出ATC定義：ATC是指在現(xiàn)有輸電協(xié)議基礎(chǔ)之上，實際物理輸電網(wǎng)絡(luò)中剩下、可用于商業(yè)使用傳輸容量。第110頁說明：電力市場環(huán)境下，電網(wǎng)輸電能力問題不再是原來意義下簡單區(qū)域功率交換能力，而是基于已經(jīng)有輸電協(xié)議，在確保系統(tǒng)安全可靠運行條件下，區(qū)域間或點與點間可能增加輸送最大功率。在現(xiàn)有輸電協(xié)議基礎(chǔ)之上，實際輸電網(wǎng)絡(luò)保留輸電能力尺度，能夠概念性地表示為第111頁式中：TTC——最大輸電能力，反應(yīng)在滿足系統(tǒng)各種安全可靠性要求下，互聯(lián)絡(luò)統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線上總輸電能力；TRM——輸電可靠性裕度，反應(yīng)不確定原因?qū)ヂ?lián)絡(luò)統(tǒng)間輸電能力影響；CBM——容量效益裕度，反應(yīng)為確保ETC中不可撤消輸電服務(wù)順利執(zhí)行時輸電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該保留輸電能力；ETC——現(xiàn)有輸電協(xié)議(包含零售用戶服務(wù))占用輸電能力。依據(jù)ETC協(xié)議穩(wěn)定程度，能夠使用諸如“可撤消”和“不可撤消”、“計劃”和“預(yù)約”傳輸來深入描述輸電協(xié)議。當互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)間輸送電量過大，隨機干擾危及系統(tǒng)運行安全時，需要削減部分輸電業(yè)務(wù)。這時就引發(fā)了輸電阻塞。第112頁從上述ATC定義能夠看出，不確定性原因?qū)旊娤到y(tǒng)可用傳輸能力ATC影響很大，比如線路和發(fā)電機故障都可能造成網(wǎng)絡(luò)輸電能力急劇下降。ATC計算中關(guān)鍵：處理網(wǎng)絡(luò)不確定性原因影響，高效、較準確地計算ATC，也是當前ATC研究中急需處理難題。

ATC用來評定未來一段時間(一小時、一天或更長)網(wǎng)絡(luò)額外輸電能力。ATC計算值需要按要求時間段進行更新，依據(jù)對網(wǎng)絡(luò)輸電能力預(yù)測時問長短，ATC計算分為在線ATC計算和離線ATC計算：第113頁離線ATC計算時，網(wǎng)絡(luò)不確定性原因?qū)TC計算準確度影響較大。預(yù)測時間越長，不確定原因?qū)TC影響越大。為了確保ATC計算值在商業(yè)應(yīng)用可接收范圍內(nèi)，同時減小計算量和節(jié)約計算時間，普通采取概率性模型計算ATC。

在線ATC計算時，因為預(yù)測時間較短，只需從大量預(yù)想故障中選擇一些可能是最嚴重故障進行研究，計算量大大減小。從實時應(yīng)用角度來看，在線ATC計算時普通選擇確定性模型。第114頁以下就這兩類ATC計算方法作簡明介紹

1．基于確定性模型算法

當前基于確定性模型提出算法主要有以下幾：

(1)線性規(guī)劃階段：該算法使用直流時尚模型，考慮各種安全約束條件，利用線性規(guī)劃方法計算ATC。算法特點：算法基于直流時尚，忽略了電壓和無功影響，不適合用于缺乏無功支持和有效電壓控制重負荷系統(tǒng)。線性規(guī)劃法伴隨系統(tǒng)規(guī)模增大，計算時間急劇增加，不適合用于大系統(tǒng)ATC計算。

第115頁(2)連續(xù)時尚法(CPF)

：基于連續(xù)時尚法能夠跟蹤時尚解軌跡特點，從一個基準時尚出發(fā)，逐步增加研究區(qū)域問送受電量，直到電壓靜態(tài)穩(wěn)定極限，即系統(tǒng)臨界最大時尚點。算法特點：考慮了系統(tǒng)電壓、無功特征及其它非線性原因影響，計算結(jié)果較之線性規(guī)劃法更準確。因為CPF在負荷量和發(fā)電量增加時，采取是一個公共負荷因子，忽略了發(fā)電和負荷優(yōu)化分布，可能造成ATC計算值趨于保守。

第116頁(3)最優(yōu)時尚法(OPF)

：基于OPFATC計算是對應(yīng)用CPF計算ATC改進。算法特點：OPF能夠方便地處理各種系統(tǒng)約束及系統(tǒng)靜態(tài)預(yù)想故障，對系統(tǒng)資源進行優(yōu)化調(diào)度，非常適合于ATC計算。CPF和OPF計算ATC時，或包括非線性方程處理，

或包括系統(tǒng)資源優(yōu)化調(diào)度，計算速度非常慢。第117頁(4)分布因子法：又稱靈敏度分析法，是針對CFF和OPF計算量過大缺點提出，它犧牲了一定計算精度來換取較快計算速度，求得近似ATC值。

(5)遺傳算法：利用遺傳算法能尋找全局最優(yōu)解特征，試圖求得最優(yōu)區(qū)域間可用傳輸容量。其計算速度、計算精度普通要優(yōu)于CFF。

(6)在線系統(tǒng)傳輸容量估測軟件包(TRACE)：該軟件包是EPRI組織聯(lián)合一些電力企業(yè)于1996年后期開發(fā)出來，它也是第一個可用于實際系統(tǒng)ATC應(yīng)用軟件。該軟件包依據(jù)能量管理系統(tǒng)(EMS)實時狀態(tài)預(yù)計數(shù)據(jù)計算給定路徑上ATC和TTC，以優(yōu)化系統(tǒng)中電能交易。軟件戶內(nèi)嵌預(yù)想故障快速捕捉程序含有識別緊急預(yù)想故障能力，所以非常適合在線ATC計算。EPRI組織：TheElectricPowerResearchInstituteCHINAEPRI：中國電力科學研究院第118頁在線ATC計算程序運行機制如圖所表示。在能量管理系統(tǒng)(EMS)中與以下模塊進行信息交換：狀態(tài)預(yù)計(SE)、安全分析(SA)、實時運行規(guī)劃(COP)和網(wǎng)絡(luò)開放實時信息系統(tǒng)(OASIS)。由狀態(tài)預(yù)計(SE)模塊中取得系統(tǒng)當前運行狀態(tài)；由安全分析(SA)模塊中取得系統(tǒng)預(yù)想事故集；由實時運行規(guī)劃(COP)模塊中取得負荷預(yù)測、發(fā)電計劃和故障設(shè)備信息。所計算ATC值傳送并公布到網(wǎng)絡(luò)開放實時信息系統(tǒng)(OASIS)模塊上。第119頁為何引入網(wǎng)絡(luò)開放實時信息系統(tǒng)(OASIS)？電力市場環(huán)境下，進入電力行業(yè)行競爭企業(yè)既包含以前電力企業(yè)，也有由其它行業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)到電力行業(yè)新企業(yè)。為了確保電力市場全部參加者都擁有平等使用輸電設(shè)備權(quán)利和機會，需要公布相關(guān)輸電網(wǎng)絡(luò)信息。傳送至OASIS主要內(nèi)容：界面標識、運行日期和時間、約束設(shè)備列表、最大輸電能力(TTC)及可用傳輸能力(ATC)。市場參加者經(jīng)過公共媒體從OASIS上取得所關(guān)注系統(tǒng)輸電信息、ATC等信息，促進發(fā)電商競價，拓寬電力用戶選擇范圍，有利于降低電能生產(chǎn)成本，提升電能供給質(zhì)量。第120頁2．基于概率性模型算法

離線ATC計算需考慮數(shù)目龐大不確定原因，逐一考慮不確定原因影響計算時間難以滿足實時系統(tǒng)應(yīng)用要求。普通基于概率性模型研究離線ATC

計算。

當前基于概率性模型提出算法主要有以下三種：(1)隨機規(guī)劃法：考慮三種不確定性原因：發(fā)電機故障、輸電線路故障、負荷預(yù)測誤差。前兩種不確定性原因是服從兩點分布隨機變量，負荷預(yù)測誤差是服從正態(tài)分布隨機變量。

第121頁計算ATC步驟：用SPR(two-stage

Stochastic

Programming

with

Recourse)算法將離散變量連續(xù)化?；赟PR計算結(jié)果，用CCP(chance

ConstrainedProgramming)處理連續(xù)變量，求得概率意義下ATC。特點：包括概率時尚計算、離散變量相連續(xù)變量處理，計算速度不夠理想。

第122頁(2)枚舉法：該算法將系統(tǒng)狀態(tài)校樣和優(yōu)化算法結(jié)累計算ATC。因為枚舉法指數(shù)時間特征使這類方法無法用于大系統(tǒng)ATC研究。

(3)蒙特卡羅模擬法：將蒙特卡羅模擬法和優(yōu)化算法結(jié)合求解ATC，是對枚舉法改進。蒙特卡羅模擬法能方便地處理電網(wǎng)中數(shù)目龐大不確定性原因，且計算時間不隨系統(tǒng)規(guī)?；蚓W(wǎng)絡(luò)連接復(fù)雜程度增加而急劇增加，所以該算法非常適合大系統(tǒng)離線ATC研究。第123頁基于概率模型計算ATC特點：不但能夠得到ATC期望值，而且依據(jù)ATC樣本值能夠方便地繪出ATC概率密度曲線和樣本分布函數(shù)曲線，預(yù)計ATC

期望值在某一置信水平下置信區(qū)間，及某項電力交易被削減風險。ATC這些統(tǒng)計信息用處：能夠指導電力系統(tǒng)運行方式安排；能夠用于預(yù)測未來一段時期電力交易價格，指導電力交易商市場行為。

第124頁ATC計算中關(guān)鍵問題：合理地處理不確定原因影響，平衡計算精度和計算時間二者間矛盾。在線ATC計算時考慮不確定原因相對較少，可采取確定性模型；離線計算ATC時因為需要考慮數(shù)量龐大不確定出因素，普通采取概率性模型。ATC計算，是電力市場研究中非常活躍領(lǐng)域，發(fā)展相當快，相信伴隨電力市場深入發(fā)展，將會提出更好模型和算法用于ATC計算。第125頁以下介紹一個計算離線ATC實用算法：該算法將蒙特卡羅模擬法和靈敏度分析法結(jié)合，求解輸電網(wǎng)中發(fā)電機節(jié)點到負荷節(jié)點間ATC。該算法應(yīng)用蒙持卡羅模擬法進行系統(tǒng)狀態(tài)抽樣，不但有效地考慮不確定性原因?qū)TC影響，而且還能取得大量ATC統(tǒng)計信息；靈敏度分析法概念簡單，計算輕易，該算法應(yīng)用靈敏度分析法處理ATC計算中所包括優(yōu)化問題。該算法將蒙持卡羅模擬法和靈敏度分析法相結(jié)合，以較快計算速度得到合理ATC值，到達計算速度和計算精度統(tǒng)一。

第126頁蒙特卡羅模擬法在ATC計算中應(yīng)用

結(jié)合ATC計算，對蒙持卡羅模擬法作簡明介。

ATC計算過程普通由四個步驟組成：①系統(tǒng)狀態(tài)選擇；②系統(tǒng)狀態(tài)評定；③計算ATC；④統(tǒng)計ATC指標。第127頁蒙待卡羅模擬法：是概率理論和統(tǒng)計方法為基礎(chǔ)一種計算機模擬方法，用抽樣方法進行狀態(tài)選擇，用統(tǒng)計方法得到ATC指標。

計算步驟：系統(tǒng)狀態(tài)是從設(shè)備概率分布函數(shù)中抽樣確定。對產(chǎn)生狀態(tài)進行評定：對每一抽樣狀態(tài)進行時尚計算，判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，并依據(jù)要求進行系統(tǒng)狀態(tài)校正，排除系統(tǒng)故障。在系統(tǒng)處于非故障狀態(tài)下，計算ATC。

一個模擬序列表示一個實際樣本，系統(tǒng)ATC指標是在積累足夠數(shù)目標樣本后，對每次狀態(tài)預(yù)計ATC結(jié)果進行統(tǒng)計而得到。第128頁第129頁第130頁第131頁第132頁第133頁第134頁普通情況下應(yīng)用蒙特卡羅模擬法計算ATC流程圖如圖所表示。

第135頁應(yīng)用靈敏度分析法計算ATC

靈敏度分析法是電力系統(tǒng)規(guī)劃決議及運行控制中慣用方法。它經(jīng)過分析某項運行指標與控制變量關(guān)系來確定該變量對系統(tǒng)影