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区域电力市场中实用网损计算及分摊的研究

区域电力市场中实用网损计算及分摊的研究

点击数:7219 次   录入时间:03-04 11:54:41   整理:http://www.55dianzi.com   经验交流

摘 要:为了在更大范围内实现资源的优化配置,许多国家、地区相继组建区域电力市场,我国区域电力市场的试点工作也率先在华东地区展开。我国现阶段的区域电力市场采用双边交易的形式,且多为跨省交易。如何比较快速、准确地计算多笔交易共存所产生的系统总网损,合理地将系统总网损分摊到各笔交易,进一步将单笔交易网损分摊到各子区域,从而有效地对过网子区域进行网损补偿,是区域电力市场中亟待解决的问题。作者结合华东区域电力市场的实际,推导了“节点微增网损因子”“节点群微增网损因子”和“基于节点群的交易微增网损因子”计算公式,在此基础上,进一步阐述了如何将网损补偿到各子区域。并将所提出的网损分摊方案应用到IEEE30节点系统,计算结果证实了该方案是实用、有效、合理的。
关键词:区域电力市场;网损因子;网损分摊;网损补偿

1 引言
电力系统市场化运营就是在电力工业引入竞争机制,通过市场竞争,达到资源的最优配置、降低电价的目的。由于各地区能源结构、能源分布状况不平衡,造成电源中心与负荷中心分布不一致,为解决此问题世界上许多国家、地区相继组建区域电力市场,以便在更大范围内促进资源的优化配置,满足电力的供需平衡。我国继在6个省市进行省级电力市场试点工作后率先在华东地区开展区域电力市场的试点工作。
华东区域电力市场覆盖安徽、江苏、浙江、福建和上海四省一市。其市场初级阶段结构是:各省市电网经营企业作为市场参与者,在省市内供需基本平衡的基础上,以富余或缺口电量参与华东区域电力市场交易。华东区域电力市场的现货市场采用Broker(经纪人)交易模式,同时允许各省市通过协商自行签订长、中、短期双边合同。Broker系统的交易结果表现为双边交易。
电力交易和电力转运引起网损,虽然网损一般占交易量的4%左右,但其累积效果不容忽视。因此,比较准确地计算省间交易引起的系统网损,公平、合理地分摊交易网损、以及有效地对过网省进行网损补偿显得十分重要,关系到区域电力市场是否能有效发挥配置资源的作用。
电力系统潮流是一个大规模非线性问题,电网上的网损是电源、负荷的非线性函数。功率流动服从电路定律,合同路径与实际物理路径不一致,使网损精确计算与分摊变得十分困难。许多国家、地区根据具体条件限制和因素,采用一些实用化的网损分摊方法,英格兰和威尔士电力联营体市场当前采用平均网损分摊法将网损平均分摊给用户[1],此法不能提供电网短期和长期经济运行的经济信号,缺乏强有力的电力市场的经济激励机制。澳大利亚新南威尔士电力联营市场采用节点边际网损系数法将网损分摊给发电和负荷[2]。欧洲和美国一些区域双边交易市场采用区域平均税率法在区域内部实行网损均摊方案[3],此方法不能反映微增成本信息。澳大利亚国家电力市场的州际交易采用区域边际网损系数法[2],此法物理概念清晰,可引导社会效益优化,但可能计算出的网损偏高。基于以上原因,本文提出一种基于交易微增网损因子的区域电力市场网损计算及分摊的方法。首先在基于直流潮流近似二次网损计算公式基础上,推导出节点微增网损因子、节点群微增网损因子和基于节点群的交易微增网损因子的计算公式,阐述如何将系统网损分摊到各笔交易、如何将单笔交易网损分摊到各子区域,从而对各子区域进行网损补偿,最后将本文提出的方法应用到IEEE30节点系统,计算结果表明该方法实用、计算速度快、计算结果准确度较高,能反映微增成本信息,可引导社会效益优化。
2 网损计算
网损的计算公式可以分为两大类。一类是根据系统总网损等于全网各节点总净注入功率,用节点注入表示的公式;另一类是根据系统总网损等于系统中各支路功率损耗之和,用支路电流或功率表示的公式。以下给出以支路功率损耗表示的网损计算公式。

式中 gij为支路ij的电导;ViVj分别为节点ij的电压幅值;θij为节点ij的电压相角差;若支路为变压器支路,kij为折算i的非标准变压器变比值,gi0为折算i的由铁耗引起的等效电导;若支路为线路,。由此可以看出系统网损是节点电压相角θ与幅值V的函数,若某一时刻系统潮流信息已知,从而系统运行状态(Vθ)已知,则网损可以唯一确定。
系统总网损可由下式准确求出

式中 n为系统总节点数。
Taylor级数将正弦函数展开并取其二阶近似,则支ij二阶近似网损计算公式为

全网的二阶近似网损计算公式为


式中H是Ploss关于θ的海森矩阵;θiθj分别为节点ij的电压相角。

3 区域电力市场中网损分摊
3.1 概述
本文区域电力市场中网损分摊有2个层次,首先将多笔交易共存时产生的系统网损分摊到各笔交易,进一步将单笔双边交易网损分摊到各子区域,从而对过网子区域进行网损补偿。在节点微增网损因子基础上,提出采用基于节点群的交易微增网损因子将系统网损分摊到单笔交易,采用分解的交易网损因子将单笔交易网损分摊到各子区域。

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