摘 要：提出了基于物理路径上资金流跟踪的输电服务定价方法，对应于兆瓦-公里法，称其为资金流-资金路径法。方法中物理上的有功和无功均被转化成资金流，统一了有功和无功对输电资源占用的衡量标准，考虑了有功和无功的相互影响；用线路投资、运营费用取代线路长度描述物理线路；将输电服务费用分为更符合实际情况的线路费用和系统费用来考虑。在对所有电网用户平等的基础上，不仅实现投资和运营成本的回收，并能利用实时电价信息考虑电网用户对系统实时运行资源的占用。IEEE 30节点试验系统的算例表明：该方法计算结果合理，有利于同时优化输电系统的短期运行和长期发展。
关键词：输电费用；资金流；资金路径；潮流跟踪
输电服务定价主要分为边际成本法和综合成本法两类[1,2]。短期边际成本法难以实现投资成本的回收；而长期边际成本法由于所依据的未来数据有很大的不确定性，其得到的价格难以令人信服。因此综合成本法是更为合理、可行的方法。已提出的综合成本法中最广为接受的是兆瓦-公里法[1,3]，它根据电网使用者对线路的实际使用情况收取费用，有利于促进最大限度地利用现有的系统[2,3]。兆瓦-公里法中计算潮流分布的方法主要有两种，一是广义分布因子法，它基于负荷和发电机对线路潮流的影响分配潮流，存在反向流和负输电费的问题；另一种是潮流跟踪法，它根据负荷和发电机在线路潮流中的占用份额确定输电费[3,4]，避免了负传输费问题，因而更能为广大用户和电网运营者接受。但是目前基于潮流跟踪的兆瓦-公里法还存在以下缺点（其中多数缺点也存在于其它输电服务定价方法中）：
（1）实时电价信息没有被利用或者在资金补偿法中被淹没，因此不能考虑交易对拥塞、系统安全和可靠性的影响，不能优化系统运行；
（2）只考虑了输电费用与距离的关系，而实际上输电费用与线路的具体建设、维护和运行成本等多种因素有关；
（3）对于输电费用，现有的方法或者将其全部折算到每条线路上，或者将其作为一个整体进行分配。然而，实际电网中有些系统范围的投资和运行费用，如与调度中心相关的费用等，是无法合理分摊到线路上的。而具体线路上发生的费用在整个电网用户范围内分摊也不合理；
（4）目前方法多数只考虑有功占用，有的虽考虑了有功和无功，但割裂了它们间的相互影响。跟踪实、虚电流的方法[5]存在电压参考节点不同，产生不同结果等问题。
此外，上述方法均是按照复功率或复电流幅值计算对输电资源的占用情况, 而单位有功和无功对输电资源的影响显然是不同的，有必要寻求更合理的衡量有功和无功对输电资源占用的比较指标。
针对上述问题，本文提出基于物理路径上资金流跟踪的输电服务定价方法，对应于兆瓦-公里法，称其为资金流-资金路径法，该方法将物理上的有功和无功功率流均转化为资金流，以线路投资、运营费用来描述物理线路。在遵从对所有电网用户平等原则的基础上，不仅实现回收投资和运营费用，并能利用实时电价信息优化输电系统运行。
将输电服务费用分为线路费用Cline_ij和系统费用Csys。Cline_ij包括与线路ij（i和j为节点号）直接相关的所有投资费用和运行维护费用，应由直接使用线路的用户分摊。Csys包括所有不能具体到单条线路上的系统投资费用和运行维护费用以及电网运营者的合理赢利，例如调度中心、变电站的投资和运营费用、电网的管理费用、系统备用等辅助服务的购买费用等，Csys将由全部电网用户分摊。联络线的投资和运行维护费用通常计入Csys中。但若联络线上有经常运行的负荷，则应根据负荷占联络线容量的比例，将联络线的一部分费用归入Cline_ij。因此，输电网的总投资和运行维护费用为
式中 L为所有线路的集合。
虽然节点电价计算中不包含输电费用，但是，由于线路拥塞和网损会造成各节点电价的不一样，因此在电力库模式的市场中，电网运营者会得到如下的买卖电差价收益：
式中ρ为节点电价：d、g分别为负荷和发电，下标i为节点序号，下标P、Q分别为有功和无功，B为所有节点的集合。
Rcongest主要由拥塞造成，本文称其为输电系统拥塞收益。所以，电网应另外向电网用户（发电商和负荷）收取的总费用为
为了使 Rcongest 在线路费用和系统费用间合理地分
线路和系统费用分配的前提是要计算出各发电商和负荷在电网各线路的潮流中所占的份额。由于有功和无功潮流的路径通常不同，因此进行分别跟踪。潮流跟踪法的基本原则是比例分配原则[2]。以有功为例，假设连接到 节点A的支路中有m条潮流Pin_i流入A，另外n条的潮流Pout_j流出A。由于电力是不可区分的，因此，认为流出支路的潮流由各注入支路的潮流按比例混合而成。这样可得到流出支路j中来自注入支路i的成分Pi®j是
由于线路存在有功、无功损耗以及线路电容产生的无功，因而线路首末端的有功和无功大小不同。当跟踪发电潮流时，是从线路潮流的流入端向流出端跟踪（有功与无功潮流的方向不一定相同），当得到发电机Gk在线路ij有功潮流始端所占比例为 
后，认为在该线路上发生的有功损失有相同比例是由于Gk造成的，因此，在线路ij有功潮流的末端来自于Gk的潮流比例仍为 ，即Gk在整条线路ij的有功潮流中所占比例为 
。同理，当跟踪发电机Gk的无功潮流时，认为在线路上发生的无功损耗或增加（线路电容引起）与Gk在线路ij的无功潮流始端所占比例 相同，整条线路上Gk对无功的占用为 。
跟踪负荷有功(无功)在线路中的占用时，首先确定在线路有功(无功)潮流的末端负荷Dl的占用比例 ( )，并认为在线路中的有功损耗（无功损耗和增加）中比例为 ( )的部分由负荷Dl造成，因此，在线路有功(无功)潮流的始端，Dl的占用比例仍为 ( )，Dl对整条线路的有功(无功)占用比例为 ( )。当线路中的无功完全是由线路电容产生时，如图1(c)所示，其在电网用户间的分配在下节论述。
本文关键字：资金流 经验交流，电工技术 - 经验交流
