劉　令　，林佳悅，劉　元

（1.吉林建筑大學，長春　130118；2.長春一汽實業(yè)建筑裝飾工程有限公司，長春　130011）

淺談電力學之輸電阻塞管理模型

劉令1，林佳悅1，劉元2

（1.吉林建筑大學，長春130118；2.長春一汽實業(yè)建筑裝飾工程有限公司，長春130011）

摘要：本文在現(xiàn)有市場條件下，研究電網(wǎng)的輸電阻塞管理問題，文中假設局部線性化，采用多維線性回歸求得阻塞費用和機組出力分配預案，并根據(jù)交易規(guī)范，考慮到時間效率，采用Huf fman決策樹和遞歸策略來進行分配預案，進而求得計算公式，進行阻塞優(yōu)化調(diào)整，得到輸電阻塞管理模型。

關(guān)鍵詞：多元線性回歸模型；遞歸策略；Huf fman決策樹

0　引言

我國電力市場一直在進行整改，電力市場的輸電阻塞管理愈發(fā)重要，因為電能傳輸時有輸電線路傳輸容量的限制，所以必須調(diào)整機組出力分配方案，消除阻塞，以免發(fā)生危險。本文在遵循電網(wǎng)“安全第一”的原則下，查閱了2013年的電網(wǎng)統(tǒng)計年鑒［1]，并對當前市場現(xiàn)狀進行調(diào)查，得出分配預方案，調(diào)整計算公式，從而制定出電網(wǎng)市場管理模型。

1　輸電阻塞管理模型的建立

首先應研究線路潮流與機組出力的關(guān)系，根據(jù)2013年的統(tǒng)計年鑒，發(fā)現(xiàn)兩者即使在給定的輸電系統(tǒng)下也很難有明確的函數(shù)關(guān)系，只有統(tǒng)計數(shù)據(jù)的規(guī)律性。其次考慮到阻塞費用問題，其涉及到機組利益損失，必須合理分攤。然后進行預案計算，阻塞檢查，對其進行調(diào)整并利用安全裕度輸電等規(guī)劃出力分配。

1.1引進潮流分布公式

以2013年的電網(wǎng)統(tǒng)計年鑒為樣本，利用兩種多維回歸模型求出潮流分布近似公式，首先進行回歸模型的建立［2]

或

其中Pj+表示第j條線路上的有功潮流值（單位MW）、aij表示第j條線路有功潮流值在第i臺機組出力值上的線性系數(shù)、bi表示第i臺發(fā)電機的出力調(diào)整值、cj表示第j條線路有功潮流在各機組出力近似公式上的常數(shù)項、ej～N（0，δ）為誤差項，j=1，2，3……

采用最小二乘法估計aij和bj得方程［3]

KTKAj=KTLJ

解得Aj的最小二乘估計值，并且可知方程為Aj的無偏估計。

1.2回歸結(jié)果的檢驗與求解

首先運用假設檢驗方法驗算樣本值：

假設條件［4]1：a1j=a2j=a3j=a4j=...=anj=0

假設條件2：對于i=1，2，...，n至少存在一個aij不等于0.

然后利用MATLAB統(tǒng)計工具箱進行檢驗，發(fā)現(xiàn)公式（2）與實際情況更加吻合，所以應該用公式（2）進行計算，從而得出結(jié)論，即對于給定電網(wǎng)，功率應按需分配。

2　阻塞費用的計算

本文利用兩種方式計算阻塞費用［5]，其中方式一為按照損失比例補償來進行阻塞費用的計算，即：

阻塞費用=補償?shù)目偤?/p>

式中的“補償總和”來自阻塞調(diào)整的損失，其包括兩方面，分別為序內(nèi)多出力部分引起的損失和序外多出力部分引起的損失。

總阻塞費用E=總損失之和*比例系數(shù)

方式二為按照市場規(guī)則進行則色費用的計算，即：

總阻塞費用E=n（d2-d1）D*L

其中，d2為調(diào)整清算價、d1為最后清算價、△n為購電費之差，即阻塞費用。

經(jīng)過對兩種不同計算方式的檢驗，發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：

（1）對于方式一，應考慮公平性，計算其單位損失時應減去發(fā)電成本。

（2）方式一只對利益受損機組進行補償，適用于小費用計算，并且有利于網(wǎng)方。

（3）因為發(fā)電房的報價都高于其成本，若按照方式一來計算則不公平。

（4）方式二規(guī)則簡單，計算更為簡便。

3　引入出力分配預案

出力分配預案是綜合考慮時代背景，市場規(guī)則，時間效率等因素下利用Huffman決策樹［6]和求得遞歸策略求得的方案，具體步驟如下：

（1）按報價從小到大的原則確定機組容量，直至其總和等于DL。

（2）計算每個機組被選取的容量和。

（3）當faki計算結(jié)果為0時停止計算。

（4）當G=DL時停止計算；當G＞DL時，flaki均為1；當G＜DL時，flaki均為-1，結(jié)束計算。

（5）當G＜DL時，若faki的結(jié)果不為-1或當G＞PL時，若faki的結(jié)果不為1，則從第二步開始重新計算。

其中DL為承載預測值、ki為第i臺發(fā)電機調(diào)整值。

4　阻塞管理模型的調(diào)整

為了遵循“安全第一”的規(guī)則，針對阻塞檢查、預案調(diào)整、裕度發(fā)電［7]和拉閘限電這四個流程分別進行阻塞管理討論：

（1）阻塞檢查。阻塞檢查方法為檢查潮流分布是否超過其限定值。

（2）預案調(diào)整。預案調(diào)整方法分為四部分分別為電量承載需求約束，爬坡速度約束，不阻塞約束條件和功率上限約束。

（3）裕度輸電：各個線路按照裕度利用率最小為目標，進行電網(wǎng)輸出。

（4）當滿足用電需求時，電網(wǎng)將不安全，此時應拉閘限電保證安全。

討論后對模型進行優(yōu)化，由于以上方法計算繁瑣，所以優(yōu)化時，應使用代理目標函數(shù)，利用非梯度優(yōu)化算法，并且針對各種問題設計進行啟發(fā)式計算，得出最優(yōu)模型。

5　總結(jié)

本文通過研究現(xiàn)有市場下獨立電路輸電阻塞的特點，在局部線化條件下，利用帶有常數(shù)項的多元回歸方程求得出力分配和潮流分布的近似關(guān)系，遵循電網(wǎng)規(guī)律，考慮阻塞調(diào)整的影響并進行優(yōu)化，循序漸進地建立輸電阻塞管理數(shù)學模型。

參考文獻：

［1]楊洪明，段獻忠，何仰贊.阻塞費用的計算和分攤方法［J].電力自動化設備，2002

［2]同濟大學數(shù)學系.高等數(shù)學（第六版）［M].高等教育出版社，2011［3]鄭君里，楊為理.信號與系統(tǒng)［M].高等教育出版社，1997

［4]王春森.系統(tǒng)設計師教程［M].西安大學出版社，2001

［5]同濟大學數(shù)學系.工程數(shù)學線性代數(shù)（第一版）［M].高等教育出版社，1981

［6]何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析（第三版）［M].華中科技大學出版社，2003

［7]肖光宗，盧紅祥.電力市場的輸電阻塞管理模型［Z].2001

作者簡介：劉令（1982—），女，吉林長春人，博士，主要研究方向：偏微分方程。