第30卷第22期電力系統(tǒng)自動(dòng)化Vol. 30 No. 2282006年11月25日Automation of Electric Power Sy stemsNov. 25, 2006節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的優(yōu)化原理潘敬東12，謝開1(1.華北電力調(diào)度局，北京市100053; 2.北方交通大學(xué)經(jīng)管學(xué)院，北京市100089)摘要:為了實(shí)現(xiàn)電力市場的優(yōu)化運(yùn)營,關(guān)鍵是要建立安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度與節(jié)點(diǎn)邊際定價(jià)機(jī)制。安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度能綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與安全性目標(biāo),它既保證了系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行,也保證了系統(tǒng)的供電可靠性;而節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)是從空間和時(shí)間2個(gè)層面盡量精確地反映電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本的定價(jià)機(jī)制。文中首先介紹了安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度與節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格的求解模型,描述了節(jié)點(diǎn)邊際定價(jià)市場的優(yōu)化原理;接著給出了節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的直流潮流法求解原理,并舉例進(jìn)行說明;最后指出節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)有許多違反常規(guī)認(rèn)識的地方,但這并不說明節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格有錯(cuò),關(guān)鍵原因在于電力系統(tǒng)運(yùn)行除了遵守經(jīng)濟(jì)法則之外,還必須符合可靠性要求。關(guān)鍵詞:安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度;節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格;直流法;潮流轉(zhuǎn)移分布系數(shù)中圖分類號: TM73; F123. 90引言同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)、輸電資源的優(yōu)化利用,從而使整個(gè)系統(tǒng)采用節(jié)點(diǎn)電價(jià)可以從空間與時(shí)間2個(gè)方面反映的供電成本最小化。而任何其他形式的獨(dú)立優(yōu)化，系統(tǒng)的實(shí)際供電成本1,它是一種應(yīng)用越來越廣泛或者順序優(yōu)化都有可能帶來效率損失。的定價(jià)機(jī)制。目前,美國的PJM、 紐約、加州、新英SCED不僅實(shí)現(xiàn)了供電成本最小化,更重要的格蘭,澳大利亞,新西蘭等都采用了這種定價(jià)機(jī)制，-一點(diǎn)是,它還能夠同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)性與可靠性目標(biāo)。我國正在建設(shè)的華東電力市場日前市場也采用了同這是因?yàn)樵赟CED中,電力系統(tǒng)的安全即為問題的樣的定價(jià)機(jī)制[2。學(xué)術(shù)界也開始關(guān)注這一定價(jià)機(jī)約束條件,所以它求解出來的系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)是滿足系統(tǒng)可靠性要求的。制C34]。采用節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的電力市場會(huì)出現(xiàn)很多違反1.2數(shù)學(xué)模 型及其求解方法.常規(guī)認(rèn)識的地方,但這并不能妨礙節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的對于n節(jié)點(diǎn)電力系統(tǒng),假設(shè)某- -特定節(jié)點(diǎn)既有廣泛采用。本文試圖從分析傳統(tǒng)安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度發(fā)電,又有負(fù)荷,那么該點(diǎn)的凈注人量為:I;= P;- D;的基本原理出發(fā),探究節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的基本經(jīng)濟(jì)學(xué)式中:D,,P:分別對應(yīng)于節(jié)點(diǎn)i處的負(fù)荷需求與發(fā)原理和深受歡迎的原因;同時(shí)希望通過例題,能夠更電。加清晰地揭示出節(jié)點(diǎn)價(jià)格的產(chǎn)生機(jī)理。電力市場交易的目的是要實(shí)現(xiàn)社會(huì)福利最大1安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度化5日,即1.1 基本原理max S= maxS,(I) =早在傳統(tǒng)體制下,經(jīng)濟(jì)調(diào)度就開始應(yīng)用于電力系統(tǒng)了?；A(chǔ)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度僅考慮各類機(jī)組的發(fā)電成max，2B;(D,)- C,(P;)(2)本,按照等微增率(即導(dǎo)數(shù)相等)原則安排機(jī)組出力，式中:S,(I)表示節(jié)點(diǎn)i上的市場總剩余;S表示整從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的總發(fā)電成本最小化。但實(shí)際運(yùn)行個(gè)市場的總剩余;B;(D;),C;(P)分別對應(yīng)于節(jié)點(diǎn)i中,電力網(wǎng)絡(luò)中會(huì)發(fā)生電能損耗,并且網(wǎng)絡(luò)所能傳輸處的用電收益與發(fā)電成本，如果節(jié)點(diǎn)i沒有負(fù)荷或的潮流也是有限的。因此,為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電與輸電的綜合優(yōu)化,人們在基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)調(diào)度的基礎(chǔ)上,進(jìn)一一步 考中國煤化工C,(P,)就等于0。慮輸電損耗與發(fā)電成本的協(xié)調(diào),并且計(jì)及線路上的是固CH二單性,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷潮流約束,形成了安全約束經(jīng)濟(jì)調(diào)度(SCED-CNM HC益是一個(gè)常量,不用在security constrained economic dispatch)。SCED 同優(yōu)化問題中進(jìn)行考慮。在上述條件下,式(2)可以解時(shí)考慮了發(fā)電成本、輸電損耗及線路輸電約束,可以釋為最小化電能生產(chǎn)總成本:max S = min(-S) = min( ZC(P) (3)收稿日期: 2006-07-19。學(xué)術(shù)研究●潘敬東,等節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的優(yōu)化原理39式(3)與傳統(tǒng)的最優(yōu)潮流定義比較一致[6]。該這也就意味著節(jié)點(diǎn)i處發(fā)電商所面臨的節(jié)點(diǎn)價(jià)優(yōu)化問題還需要滿足一定的約束條件。首先，系統(tǒng)格會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)損而減少,原因是該點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)注人的電無論在什么條件下都必須保證發(fā)電與負(fù)荷平衡,在能增量會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)損增加，所以需要受到懲罰。另一計(jì)及網(wǎng)損的前提下,問題將有如下形式的等式約束:方面,節(jié)點(diǎn)i處用戶只需支付較低的電能價(jià)格,這是2I:= L(1.1..1-1)(4)因?yàn)樵谠擖c(diǎn)增加用電可以減少系統(tǒng)的網(wǎng)損。如果情況相反,增加節(jié)點(diǎn)i的凈注人量可以減少網(wǎng)損,也可F(L,2...I_)≤Frax l= 1,2...m (5)以基于同樣的原理進(jìn)行理解。式中:母線n是緩沖節(jié)點(diǎn);L(I,..I_.)是全系依據(jù)式(5),可以得出:統(tǒng)的網(wǎng)損;F,表示支路l上的潮流數(shù)量;Frnx表示aSmax(14)該支路的最大輸電容量;m表示網(wǎng)絡(luò)中的支路數(shù)量。a Fmax綜合式(3)~式(5),定義λ與μi分別為對應(yīng)于式(14)計(jì)算得到的u是線路約束的影子成本，等式約束與不等式約束l的拉格朗日乘子,即可得反映了放松單位容量約束時(shí)市場中可以實(shí)現(xiàn)的剩余到優(yōu)化問題的拉格朗日函數(shù):增加量,在線路約束起作用時(shí),對應(yīng)的乘子總是大于0。靈敏度因子aF,/aI;反映了節(jié)點(diǎn)i上凈注人功率l= 2-()-2(..1..)- 21)-變化程度對支路l.上的潮流影響,它可能是正數(shù),也-i可能是負(fù)數(shù)。如果是正數(shù),則說明該發(fā)電機(jī)增加出u(F"- F1...1.))力會(huì)加重阻塞,那么它面臨的節(jié)點(diǎn)價(jià)格將會(huì)降低,意優(yōu)化問題存在最優(yōu)解的條件是[”:味著它受到處罰;與之對應(yīng),增加負(fù)荷會(huì)減輕阻塞程al.d-x(--1)+ .度,此時(shí)負(fù)荷用戶面臨低節(jié)點(diǎn)價(jià)格,說明它接受了獎(jiǎng)a;dI;I;勵(lì)。如果靈敏度因子為負(fù),也可以進(jìn)行類似的解釋。之眼=0 k= 1.2..n-1之所以較少考慮負(fù)荷投標(biāo),原因是需求側(cè)存在難以實(shí)時(shí)計(jì)量與實(shí)時(shí)控制這2種缺陷。SCED較好(7)地將市場交易與物理調(diào)度結(jié)合在一起,不需要再引al_ dS?！阋沪?0(8)人任何的交易總量分解辦法,避免了其中可能發(fā)生工=dI,的效率損失。a,- L(1,....1-)= 0(9)當(dāng)然,人們有理由提出疑問.如果發(fā)電不按成本報(bào)價(jià),那么SCED的優(yōu)化豈不是失去了基礎(chǔ)。幸運(yùn)Jl. = F(.1..1I)- Fmax= 0的是，節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)機(jī)制為我們提供了激勵(lì)機(jī)制,它aμtl = 1,2,..,m(10)能引導(dǎo)發(fā)電商按邊際成本進(jìn)行報(bào)價(jià)。如果不考慮輸電損耗與線路約束,那么節(jié)點(diǎn)定價(jià)機(jī)制實(shí)際上與我μ (F(I,1,...I-1)- Frmax) =0μl≥0;l = 1,2,.",m(11)們經(jīng)常討論的統(tǒng)一出清機(jī)制是一樣的，即此時(shí)只有聯(lián)立式(6)與式(7),可以得到:一個(gè)應(yīng)用于所有售電與購電量的統(tǒng)一出清價(jià)格。在不存在市場力的情況下,報(bào)高價(jià)或是報(bào)低價(jià)都不能dS. = dsS.(1- a)-之,F(12)增加發(fā)電商的收益,所以他們會(huì)按照實(shí)際成本進(jìn)行dI,' JI;拉格朗日乘子λ表示在系統(tǒng)緩沖母線上注人單.報(bào)價(jià)。相反,如果采用其他定價(jià)機(jī)制,那么SCED的最小購電成本將失去依據(jù),因?yàn)榘l(fā)電將有更大的可位電能的邊際成本或收人。能偏離真實(shí)成本,在虛假數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的優(yōu)化很難說2基于節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)市場的優(yōu)化原理是最優(yōu)的。由式(3)~式(12)可知, SCED所實(shí)現(xiàn)的只是變3節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)實(shí)現(xiàn)長期投資優(yōu)化動(dòng)成本的優(yōu)化。然而需要注意的是，在實(shí)際的電力市場中,一般由發(fā)電商進(jìn)行報(bào)價(jià),然后會(huì)依據(jù)該報(bào)價(jià)節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)也是實(shí)現(xiàn)電力市場長期均衡的重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行SCED計(jì)算,計(jì)算得到的拉格朗日乘子λ要手中國煤化工的優(yōu)化配置,這主要體就是緩沖母線的節(jié)點(diǎn)價(jià)格。式(12)給出了系統(tǒng)內(nèi)其現(xiàn)在CNMHG優(yōu)化與技術(shù)組合優(yōu)化他母線的節(jié)點(diǎn)價(jià)格，同時(shí)也表明了它們與緩沖母線(即不網(wǎng)尖型優(yōu)組的反電谷里)。節(jié)點(diǎn)價(jià)格之間的關(guān)系。如果增加某節(jié)點(diǎn)i的凈注人首先，節(jié)點(diǎn)邊際定價(jià)機(jī)制與微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)原理完量會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)損的增加,那么可以知道:全一致,市場供應(yīng)曲線就是發(fā)電商的邊際發(fā)電成本。aL如果發(fā)電容量出現(xiàn)短缺,那么此時(shí)的短期市場出清aI(13)價(jià)格將會(huì).上漲,可以吸引更多的發(fā)電投資,增加市場10電力系玩自動(dòng)化2006，30(22)中的發(fā)電容量。相反,如果發(fā)電容量過多,那么效率al_ dS;低的機(jī)組將無法中標(biāo)，所以市場價(jià)格將會(huì)降低,那么)I,= dI;λ; = 0 i= 1,2,..n(16)發(fā)電容量投資將會(huì)受到抑制。當(dāng)然,由于電力市場y;(A,-λ,+μ-pj)=0的特殊性,并不是只要建立了節(jié)點(diǎn)定價(jià)機(jī)制就能解a0;決全部問題，還需要有一系列補(bǔ)充機(jī)制，才能真正實(shí)(17)現(xiàn)系統(tǒng)總裝機(jī)容量水平最優(yōu)化。al_=習(xí)y;(0;-θ;)-1;=0其次，在節(jié)點(diǎn)邊際定價(jià)機(jī)制下,不同類型機(jī)組得到的稀缺租金(即市場出清價(jià)格與邊際成本之差)是i = 1,2,... ,n(18)不-樣的。一般而言,效率高的機(jī)組,固定成本也就Fx- y;(0;-θ;) = 0越高,如果該類機(jī)組的容量總數(shù)占總?cè)萘康谋壤^Jpμi多,那么市場的出清價(jià)格長期來看將會(huì)下降,此類機(jī)i,j = 1,2...n(19)組的容量水平也會(huì)隨之下降,直至達(dá)到一個(gè)合理水u; [Fnx-y;(0,-0,)]= 0平。如果它們的容量水平過低,那么投資此類機(jī)組μi≥0;i,j = 1,2,.n(20)將可以獲得更多的收益,所以有理由相信投資者會(huì)系統(tǒng)中有一個(gè)節(jié)點(diǎn)(通常是緩沖節(jié)點(diǎn))的電壓相建造更多的高效率機(jī)組。因此,在節(jié)點(diǎn)定價(jià)機(jī)制下，角常被取為參考對象,所以式(17)僅有n-1個(gè)方不同技術(shù)類型機(jī)組的容量組合將會(huì)處在一個(gè)最優(yōu)水程。只有當(dāng)節(jié)點(diǎn)對i,j真實(shí)對應(yīng)于某條網(wǎng)絡(luò)支路平。時(shí),式(19)和式(20)才真正存在。所以說SCED與節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格的結(jié)合既能較好式(16)表明拉格朗日乘子入;就等于節(jié)點(diǎn)價(jià)格。地優(yōu)化電力系統(tǒng)的短期運(yùn)行效率，又可以引導(dǎo)長期為了簡化分析，假設(shè)電力需求沒有價(jià)格彈性,也投資效率的優(yōu)化。在按如上原理運(yùn)作的現(xiàn)貨市場建就是電力用戶不向市場提交增、減負(fù)荷報(bào)價(jià)。如果立后,可以很容易地建立其他各種類型的遠(yuǎn)期交易用線性或分段線性函數(shù)表示發(fā)電成本,那么在優(yōu)化或市場，規(guī)避可能存在的不確定性風(fēng)險(xiǎn),或者進(jìn)一步運(yùn)行后,大多數(shù)發(fā)電機(jī)的出力會(huì)處于對應(yīng)的最大或提高電力需求響應(yīng)程度,促進(jìn)電力市場效率的進(jìn)一最小出力位置,也可能是處于某一拐點(diǎn)上,其余機(jī)組步提高。然而，上述各種市場應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)貨市場具有即為系統(tǒng)此時(shí)的邊際機(jī)組。如果系統(tǒng)中存在m個(gè)一致的定價(jià)或出清規(guī)則,否則各級交易或市場之間約束，那么系統(tǒng)中邊際機(jī)組的個(gè)數(shù)將是m+1。通過存在的不一致會(huì)增加市場成員的博弈空間。式(16),可以得出邊際發(fā)電機(jī)組所處母線位置上的節(jié)點(diǎn)價(jià)格。對于非邊際機(jī)組,由于它運(yùn)行在成本函4節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的直流計(jì)算方法數(shù)某個(gè)間斷點(diǎn).上，也就不存在對應(yīng)的導(dǎo)數(shù),所以式(6)~式(11)構(gòu)成了一個(gè)非線性方程組，如果式(16)并不適用。當(dāng)然，如果母線根本就沒有對應(yīng)采用完整、精確的交流模型進(jìn)行求解，計(jì)算過程將會(huì)的成本函數(shù),式(16)也不會(huì)起作用。相當(dāng)復(fù)雜,實(shí)際上可以將節(jié)點(diǎn)電價(jià)與SCED看成是假設(shè)系統(tǒng)中存在m個(gè)有功約束，可以得出:m+2個(gè)問題:首先用精確的算法解出滿足系統(tǒng)可靠性1個(gè)已知價(jià)格λ;n-m-1個(gè)未知價(jià)格λ;m個(gè)未知要求的調(diào)度結(jié)果，即各節(jié)點(diǎn)的出力安排、電壓等,然的拉格朗日乘子μj。后用比較簡單的算法求解節(jié)點(diǎn)價(jià)格。直流潮流法所以總共有n-1個(gè)未知變量,式(17)恰好包含(簡稱直流法)就是這樣一種簡化計(jì)算方法,應(yīng)用該.了n-1個(gè)方程。分別用K和U代表已知與未知的方法解出的節(jié)點(diǎn)電價(jià)完全可以滿足電力市場的實(shí)際價(jià)格集合,然后改寫式(17),將所有的未知變量都置需要。于方程等號左邊,具體如下:采用直流法求解時(shí),優(yōu)化問題的拉格朗日函數(shù)yaπi- 2yv;n;+ 2v(ui-p;)=習(xí)yin;將變成:j∈Ki∈U;i≠緩沖節(jié)點(diǎn)(21)l=2Ss(I)>- 2[1- 201(0-0)]-j=1中國煤化工yax;+ 2y小;2 Zw[Fx -y。(0,- 0,)](15)式中:0,0,表示節(jié)點(diǎn)i,j對應(yīng)的電壓相角;y;表示節(jié)THCNMHG業(yè)與比總則定，只月二文路Hj上流經(jīng)的潮流點(diǎn)i,j之間的導(dǎo)納;Fgax表示支路ij的最大輸電容達(dá)到極限值時(shí),p;才不等于0。并且拉格朗日乘子量。put和μ;不可能同時(shí)都不為0,因?yàn)樗鼈儗?yīng)于同一對式(15)的各變量求偏導(dǎo),可以得出如下所示支路不同端點(diǎn)的潮流。盡管式(21)、式(22)是對所的最優(yōu)解條件:有母線的加總,但只有支路真實(shí)存在時(shí),它所對應(yīng)的.學(xué)術(shù)研究●潘敬東,等節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)的優(yōu)化原理I1y。才不等于0。拉格朗日乘子都等于0。隨便假設(shè)母線3作為緩沖節(jié)點(diǎn),根據(jù)直流求解方法,可以得到如下的方程組:5節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)計(jì)算示例58].1一Yn2λ2 + 212/12 =- yiλ1+ Y13λ3 i= 1(23)本節(jié)將通過一個(gè)簡單的3節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),采用直流y22λ2一J)12/P12 = yzrλi十y23λsi=2法和定義方法計(jì)算節(jié)點(diǎn)電價(jià),以說明節(jié)點(diǎn)邊際電價(jià)由于該網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納矩陣為:的合理性。55.1數(shù)據(jù)假設(shè)5-1510現(xiàn)有一如圖1所示的3節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。為了方便起10-15}見，假設(shè)發(fā)電機(jī)的邊際成本在運(yùn)行范圍內(nèi)恒定不變,代入式(23),可以得到:電力需求直接用負(fù)荷預(yù)測值代替。[5λ2一5pμ12 = 25Pmax(A)-140 MW.CqFPmavc)=85 MW,Go=7.5美元1(MWh)10美元(MW h)一15x2十5p12 =- 137.5X.2-0.2Oc求解方程可以得出:22=11.25美元/(MW●h);Pax(1-2)=126 MWμ12=6.25美元/(MW●h)。BOPmxvB)" 285 MW,CB)H60MW5.4 按定義計(jì)算節(jié)點(diǎn)價(jià)格\X1.3=0.2 X2.3=0.16美元1(MWh)針對某一節(jié)點(diǎn)而言，節(jié)點(diǎn)價(jià)格定義為滿足該節(jié)50MWMma(-3)F 250 MWPMad(2.3)=130 MW點(diǎn)的單位負(fù)荷增量所需要的最小供電成本。依據(jù)該定義,同樣可以計(jì)算上面例題各節(jié)點(diǎn)的價(jià)格。-90 MW,CD)-根據(jù)已知數(shù)據(jù),可知支路1-2上的潮流與節(jié)點(diǎn)14美元1(MW th)300 MW↓0I1,3有功注人之間滿足如下關(guān)系:OF2=0.6OP1,圖13節(jié)點(diǎn)例題OFi2=0.2OP3。Fig.1 3-bus system已知節(jié)點(diǎn)1與3的節(jié)點(diǎn)價(jià)格,現(xiàn)在要計(jì)算節(jié)點(diǎn)2的電能價(jià)格。為了滿足節(jié)點(diǎn)2的單位負(fù)荷增量,5.2 SCED結(jié)果假設(shè)系統(tǒng)運(yùn)行人員針對上述系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)可以列出下式:△P1+AP: =△P2= 1 MW(24)算,最終的SCED結(jié)果如圖2所示。同時(shí)，上述調(diào)度不能導(dǎo)致支路1-2上的潮流越限。126 MW根據(jù)節(jié)點(diǎn)1,3相對于支路1-2的靈敏度因子,能夠285 MW60 MW得到:0.60P1 +0.20P3 =△F1z =0 MW (25)159 MW'66 MW求解式(24)、式(25),得到OP1=-0.5 MW,OP:=1.5 MW。225 MW由此可知,為了以最小成本滿足母線2上的單圖2 SCED示意圖位MW負(fù)荷增量，需要讓發(fā)電機(jī)D增加1.5MWFig. 2 Results of security constrained economic dispatch的出力,同時(shí)讓發(fā)電機(jī)A減少0.5 MW的出力。所各發(fā)電機(jī)的出力分別是P\=50 MW,Pg=以該單位MW電能成本,也就是母線2的節(jié)點(diǎn)邊際價(jià)格,可以通過下式得出:285 MW,Pc=0 MW,Pp=75 MW。λ2 = 1.5Cp-0.5C = 11.25美元/(MW . h)5.3 直流法計(jì)算節(jié)點(diǎn)價(jià)格母線1和3上的發(fā)電機(jī)A與D的出力沒有達(dá)2種方法求出的結(jié)果完全一樣,原因很簡單,即到最大或最小極限,因此可以知道,這些節(jié)點(diǎn)上的電2個(gè)結(jié)果是在相同的假設(shè)條件下得出的。前面使用的節(jié)點(diǎn)價(jià)格求解方法只是本節(jié)所給出的一般化方法能價(jià)格等于對應(yīng)發(fā)電機(jī)的邊際成本:λ=dA= 7.5美元/(MW●h)的一中國煤化工的是,由于節(jié)點(diǎn)1和2dPA之間MYHCNMHG支路1-2的約束成本并不λs =dOo= 10.0美元/(MW.h)dPp另一方面,母線2.上的價(jià)格是未知的,因此可以6節(jié)點(diǎn)價(jià)格的進(jìn)--步理解有:K={1,3},U={2}。從母線1流向母線2的潮6.1緩沖節(jié)點(diǎn)選取對節(jié)點(diǎn)價(jià)格的影響[°]流約束的影子成本μ12也是未知數(shù),其他線路對應(yīng)的采用直流法計(jì)算節(jié)點(diǎn)電價(jià)時(shí),緩沖節(jié)點(diǎn)(或者說2電力系玩自動(dòng)化2006，30(22)參考節(jié)點(diǎn))的選取對各母線上的節(jié)點(diǎn)價(jià)格沒有影響。的來說,系統(tǒng)還是會(huì)遵守經(jīng)濟(jì)法則的,否則,就完全還有幾個(gè)問題值得注意:沒有必要架設(shè)線路進(jìn)行電能交易了。1)緩沖節(jié)點(diǎn)位置不同,則緩沖節(jié)點(diǎn)本身的價(jià)格7結(jié)論可能就不同，所以緩沖節(jié)點(diǎn)價(jià)格的形式內(nèi)雖然不會(huì)有網(wǎng)損與阻塞分量,即dS。aL日_ aF,從本文分析可以得到以下結(jié)論:dI I;“JI1)SCED是電力市場運(yùn)營優(yōu)化的基礎(chǔ),它能在但緩沖節(jié)點(diǎn)的價(jià)格與無約束統(tǒng)- - 出清價(jià)是2個(gè)明顯較好地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性的綜合、保證系統(tǒng)不同的概念。一般來說，系統(tǒng)的無約束出清價(jià)總是可靠運(yùn)行的基礎(chǔ).上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的短期經(jīng)濟(jì)最優(yōu)。直接由發(fā)電報(bào)價(jià)與負(fù)荷決定的，與緩沖母線的位置2)電力市場節(jié)點(diǎn)價(jià)格的計(jì)算是建立在SCED基無關(guān)。礎(chǔ)_上的,通過與SCED的結(jié)合,電力市場能夠同時(shí)兼2)選不同的點(diǎn)作為緩沖母線不會(huì)影響各點(diǎn)的節(jié)顧短期與長期效率。點(diǎn)價(jià)格。采用直流法時(shí),各點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)價(jià)格只與系統(tǒng)3)為了快速地計(jì)算出節(jié)點(diǎn)價(jià)格，可以應(yīng)用直流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)然,如果采用交流法求解,問題法進(jìn)行求解。同時(shí),為了取得更好的效果,可以將優(yōu)可能又另當(dāng)別論。化運(yùn)行與節(jié)點(diǎn)價(jià)格分開用不同的方法進(jìn)行求解。直3)如果緩沖母線位置不同,那么其他節(jié)點(diǎn)價(jià)格流法計(jì)算節(jié)點(diǎn)價(jià)格與按定義計(jì)算節(jié)點(diǎn)價(jià)格的結(jié)果完內(nèi)的網(wǎng)損與阻塞分量價(jià)格可能會(huì)出現(xiàn)變化。原因是全相同,定義求解只是一般化求解方法的一.種具體不同節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)損微增率可能不同;而選擇的緩沖實(shí)現(xiàn)。母線不同,轉(zhuǎn)移分布系數(shù)可能也不同。4)節(jié)點(diǎn)價(jià)格機(jī)制可能出現(xiàn)反常的現(xiàn)象，但這并6.2反常價(jià)格不是說機(jī)制本身有問題。電力系統(tǒng)運(yùn)行除了遵守經(jīng)節(jié)點(diǎn)價(jià)格的理解有時(shí)是反直觀的。例如常見的濟(jì)法則之外,還需要滿足系統(tǒng)的可靠性要求。正因有2種可能的反常價(jià)格:為如此,電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)了--些與直覺不符合1)輸電約束會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)阻塞成本,但在節(jié)的現(xiàn)象。在電力市場改革過程中,必須以嚴(yán)肅的態(tài)點(diǎn)價(jià)格機(jī)制下,有時(shí)雖然輸電線路的容量有了增加，度對待各種反?，F(xiàn)象,不能隨意處理。但節(jié)點(diǎn)價(jià)格卻可能不降反升。出現(xiàn)這-情況不是說參考文獻(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行存在問題，系統(tǒng)的發(fā)電成本可能實(shí)際上減少了,但是用戶的付費(fèi)、發(fā)電商的收人均可能[1]謝開,宋永華.于爾鏗，等.基于最優(yōu)潮流的實(shí)時(shí)電價(jià)分解模型及其內(nèi)點(diǎn)法實(shí)現(xiàn).電力系統(tǒng)自動(dòng)化.1999,23(2). .會(huì)增加。此時(shí)，增加輸電容量對發(fā)電商有利。XIE Kai, SONG Yonghua, YU Erkeng. et al. Optimal power2)由于邊際機(jī)組相對于阻塞支路的靈敏度因子flow based spot pricing algorithm via interior point methods.可正可負(fù),并沒有一定的范圍限制,所以其他母線對Automation of Electric Power Systems, 1999, 23(2).應(yīng)的節(jié)點(diǎn)價(jià)格并不一定恰好處在邊際機(jī)組所決定的[2]華東電力市場運(yùn)營規(guī)則C EB/OL]. [2006- 07-15]. http://www.節(jié)點(diǎn)價(jià)格之間。其他母線的節(jié)點(diǎn)價(jià)格的范圍可能會(huì).ecerb. gov. cn/ zcfg. jsp.低于邊際機(jī)組所在母線的節(jié)點(diǎn)價(jià)格,有時(shí)甚至一些The market operation rules of east china power market [ EB/OL]. [2006-07-15]. http://www. ecerb. gov. cn/ zcfg. jsp. .母線對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)價(jià)格可能會(huì)小于0。這意味著發(fā)電[3]丁曉鶯,王錫凡.考慮輸電網(wǎng)絡(luò)損耗的節(jié)點(diǎn)電價(jià)計(jì)算方法.電力反而需要付錢，因?yàn)樗斐傻淖枞杀具^大,而用電系統(tǒng)自動(dòng)化,2005.29(22):14-18.44.則可以收錢。DING Xiaoying， WANG XifanTransmission losses6.3反常潮流modification in location marginal prices calculation. Automation在節(jié)點(diǎn)價(jià)格機(jī)制下,可能會(huì)出現(xiàn)比較反常的潮of Electric Power Systems, 2005，29(22): 14-18, 44.流流向。一般而言,商品總是從低價(jià)區(qū)向高價(jià)區(qū)流[4]丁曉鶯,王錫凡.一種基于獨(dú)立電價(jià)變量的節(jié)點(diǎn)電價(jià)模型.電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2006 ,30(8):16-20.動(dòng),這也是商品交易的意義所在。但在電力系統(tǒng)中，DING Xiaoying，WANG Xifan. Nodal pricing model based on潮流除了遵守經(jīng)濟(jì)法則之外,還需要滿足物理定律，中國煤化工'tomation of Eletrice Power主要是基爾霍夫電壓定律。所以在電網(wǎng)中,有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)潮流由高價(jià)區(qū)流向低價(jià)區(qū)的情形。[5] HYHC N M H Gssion right frmlaions[ EB/OL]. [2006-07-15]. http://ksghome. harvard. edu/ ~ whogan/.出現(xiàn)反常潮流并不說明系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行有問[6] WOOD A J. WOLLENBERG B F. Power generation, operation題，它的作用可能恰恰就是為了讓其他線路能輸送and control. 2nd ed. New York. NY，USA: John Wiley &更多的電能,從而實(shí)現(xiàn)更大的整體效益。并且從全Sons. 1996.網(wǎng)的角度說，即使部分線路上出現(xiàn)了反常潮流,但總(下轉(zhuǎn)第95頁continued on page 95)新技術(shù)新產(chǎn)品●張占龍,等微波感應(yīng)式電力線防盜在線監(jiān)測系統(tǒng)95WANG Hao, ZHANG Liying.Design of remote control systembased on SMS on industrial wastewater. Development &張占龍(1971一),男,博士,碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡奍nnovation of machinery & electrical products, 2005， 18(5):磁兼容與故障檢測、數(shù)字儀器設(shè)備、計(jì)算機(jī)測量與控制。108-109.[4]鄧凡良,劉龍,李良軍。移動(dòng)變電站遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā).應(yīng)用科E- mail: cceled@ cveled. com李冰(1984- -),男,碩士研究生,研究方向?yàn)閿?shù)字儀器技,2005 ,32(9):40-42.DENG Fanliang， LIU Long， LI Liangjun. Development of設(shè)備remote monitor system for mobile transformer substation, .楊霽(1968- -),男,博士,研究方向?yàn)殡姎庠O(shè)備在線監(jiān)Applied Science and Technology, 2005, 32(9): 40-42.測與診斷技術(shù)研究。On-line Monitoring System of Electric Power Line Guard Against Theft by Microwave InductionZHANG Zhanlong', LI Bing', YANG Jiz, HUANG Danmei', GAO Lei'(1. The Key Laboratory of High Voltage Engineering and Electrical New Technology, Ministry of Education,Chongqing University, Chongqing 400044, China)(2. Bishan Power Supply Bureau, Chongqing 400078, China)(3. Changzhi Electric Power Corporation, Changzhi 046000，China)Abstract: An on-line monitoring system of electrice power line guard against theft by microwave induction is developed and itsconstruction, technical features and application results are briefly described. The whole system consists of monitoring unit,supervision center and the patrolling personnel. By using the system， a series of experiments are made. The resultsdemonstrate that, when there are large moving objects approaching with or climbing on power towers, the monitoring unit,which is installed at power towers 10 meters high, can make induction signal to moving objects and make alarm by speech andthen send message to supervision center. After receiving the massage, the center will inform the people who are on patrol, sothe patrol person can catch up with scene in good time and the safety of transmitting lines can be protected to a maximum.Key words: on-line monitoring; microwave induction; monitoring unit; guard against theft; short message service(上接第42頁continued from page 42)[7] WEBER J D. Implementation of a newton based optimal power[9] Power system and LMP fundamentals[ EB/OL]. [2006-07-15].flow into a power system simulation environment [ EB/OL].http://www. iso ne. com.[ 2006-07-15 ]. http://www. powerworld. com/ Document%20Library/潘敬東(1967-),男,博士研究生,從事電力市場研究。[8] The fundamentals of power system economics[ EB/OL]. [2006-謝開(1971-),男,博士,從事電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理工07-15 ]. http:// www.powerworld. com/ Document%作。E-mail: xk82867 @ ncpg. com. cn20Library/.Optimization Principle of Locational Marginal PricingPAN Jingdongl2, XIE Kail(1. North China Power Dispatching Bureau，Beiing 100053, China)(2. Beifang Jiaotong University, Bejing 100089, China)Abstract: To optimize the operation of power system, it is necessary to establish security constrained econormic dispatch( SCED)and introduce locational marginal pricing ( LMP ) method. Economics and security are very important under electricityderegulation, SCED can integrate these two objectives effectively, it ensure the optimal and reliable operation of power system,and it also is the basis of most established power markets. Nodal price is a good solution of cross-subsidiary; it can reflect theactual electricity supply cost in space and time scale, and is implemented in more and more areas. This paper firstly illustratesthe model of SCED and LMP, and how the LMP based market could optimize the eronomir officienry; then introduces the DC-flow method of LMP model, and makes it clear by an example. Finally中國煤化工Iodal price is very hard tounderstand, and it is counter- institutive in many aspects. However,YHC N M H Grigned mechanism. Powersystem operation should meet both the economic and reliability requirements， and this is why nodal price can be imaginedeasily.Key words: security constrained economic dispatch; locational marginal pricing; DC flow method; power flow transferdistribution factor