在竞争的电力市场下的传输阻塞管理与定价

在在电力市场中引入竞争机制，输电网络起着很重要的作用，但是在输电网络容量不足的情况下，就会经常出现阻塞现象，以致输电网络的管理者为了保证输电网络的可靠安全运行，不得不对电力的传输加以限制和约束。有了这些约束条件以后，一方面在一定程度上限制了远方发电业者进入本地电力市场，另一方面减少了本地电力市场发电业者的竞争对手这两方面的共同作用*终将导致市场竞争机制的消弱，不仅发电业者和用户得不到好处，而且输电网络的管理者更得不到好处由此看出，电力的自由传输与输电网的安全性之间存在着矛盾。在特定的输电网络下，如果过于强调电力的自由传输，就有可能引起系统崩溃；如果过于强调输电网络的安全性，发电业者会因此而失去市场，失去用户，失去利润。为此，解决好这两者的矛盾，具有现实意义。 虽然目前我国还未形成开放的发电市场，更未形成开放的输电市场，但随着我国电力市场的逐渐形成以及电力需求的日益长，在可以预见的未来我国也会出现开放的发电市场和输电市场。一旦发电市场和输电市场开放，必然也会出现自由竞争的局面因此由自由竞争而引起的输电网络的阻塞现象也在所难免为此，本文就未来我国输电网络可能出现的传输阻塞对电力传输调度以及电力价格界定的影响进行探讨。从成本出发，S.Harry等人提出了在电力库和双边交易模式下解除传输阻塞所加的成本的2种分摊模式；W.G.Thomas提出了出现传输阻塞时阻塞成本和节点价格的计算方法⑴；RSFang和A.K.David则将传输阻塞的广东省自然科学基金资助项目（000397）管理看成一种辅助服务，并提出了传输阻塞时的调度模型本文提出了我国未来可能出现的中心和双边交易下出现传输阻塞时传输网络中的节点交易电价的计算模式，并给出3节点网络的例子来说明。 1传输交易方式与传输调度原则1.1传输交易方式我国目前输电网络的分布与结构决定了未来电力交易将可能出现以下2种主要方式：a中心交易。设立一个中心电力交易所（可以省级的中心调度所为原型），电力售卖与购买都在该中心交易所进行。这种交易主要是以电力的价格与质量为基础，由市场来调节国营发电企业民营发电企业以及独立发电企业以竞价的方式向中心交易所售电；国营供电公司、民营供电公司和独立电业零售公司等也以竞价的方式向中心交易所购电。输电公司向交易双方提供电力传输设施因这种交易以中心交易所为中心，故称之为中心交易。 双边或多边交易。双边交易是在国营或民营发电企业与供电企业双方直接进行交易，无须第三者（如中心交易所）参与的交易。而多边交易由多个发电企业与供电企业直接进行交易，可以通过第三者，也可以不通过第三者。这种交易也是以电力的价格与质量为基础，由市场来调节输电公司向交易双方提供电力传输设施1.2传输调度原则在传统的垂直管理环境下，电力传输调度都是在电力调度中心事先知道发电企业的发电成本的基础上进行的电力调度中心根据各发电企业的成本特点，利用*优潮流程序可以避免出现传输阻塞现象但是，在开放的自由竞争环境下，发电企业关心在开放的自由竞争的环境下实行传输调度，既使输电网络的安全性得到保证，又使发电企业之间在平等的基础上进行竞争，同时尽可能地使输电网络有效地传输电力而避免出现阻塞现象传输调度必须服从以下3个原则：*低的竞价优先并网发电原则传输调度是在中心交易的情况下进行的。中心交易所按照竞价由小到大的顺序来安排发电厂并网发电在一定的电力交易量下，哪个发电企业的竞价*低就先并网发电，直到满足给定的交易量为止；而竞价高的发电企业就不能并网发电从而体现了竞争性和公平性电力交易成交量极大化原则在一个特定的输电网络内，在保证输电网络可靠安全运行的条件下，尽可能地实现交易，使输电网络在总成交量*大的情况下运行。 输电网络安全可靠运行原则要保证输电网络在总成交量*大的情况下运行，首先就要保证输电网络畅通无阻但是，实际很难做到这一点。因为输电线路总是有一个安全输送容量若线路输送容量超过安全输送容量时，就会对输电网络安全运行构成威胁为此总是对输电线路制定出极限容量2传输阻塞时传输成本的数学模型当发生电力交易的传输阻塞时，将使部分电力交易合同不能正常履行，传输网络中各节点的电力交易也发生变化，从而使各节点的边际成本也随之发生变化假设忽略输电损耗和无功功率，则在发生传输阻塞的情况下*优调度可以用下面的数学模型来表示：约束条件为：其中P为第i个节点实现的电力交易的有功功率；PG为第i个节点的发电有功功率；Pi为第j个节点向第i个节点提供的边际成本为A的有功功率；为线路j实际传输的有功功率；jLj为线路j允许传输的有功功率的上限；为第i个节点的边际成本；q为第j个节点的发电边际成本；i=的情况下，按照*低的竞价优先并网发电的传输调度原则，发电厂A将优先并网发电母线B的120MW负荷经线路AB全部取自于发电厂A，而母线C的2