第三章 最优潮流的应用

第三章最优潮流的应用

3.1最优潮流的应用

最优潮流问题指的是在满足特定的系统运行和安全约束条件下，通过调整系统中可利用控制手段实现预定目标最优的系统稳定运行状态。它把电力系统经济调度和潮流计算有机的融合到一起，以潮流方程为基础，进行经济与安全的全面优化，是一个大型的多约束非线性规划问题。利用最优潮流能将可靠性与电能质量量化成相应的经济指标，最终达到优化资源配置，降低发电、输电成本，提高对用户的服务质量的目标。很明显，最优潮流具有的技术经济利益是传统潮流无法实现的。20世纪90年代世界范围内的电力工业改革，将经济性提高到一个新的高度，给最优潮流的研究注入了强劲的动力。无论是节点实时电价与辅助服务定价、输电费用计算、网络阻塞管理、可用传输容量估计等电力市场理论和实践中的重要课题，最优潮流都可作为其理想的研究工具。

实时电价概念是1988年引入电力系统的，它将经济学中达到全社会效益最优的边际成本定价理论应用到电能这一特殊商品，并强调了电能价格随时间、空间的不同而不同。它有严密的数学推导，但由于历史局限，它还不能直接应用于当前的工程实际中。

随着最优潮流技术的飞速发展和日趋实用化，基于最优潮流的实时电价理论和表达式被提了出来。使用了改进最优潮流模型中有功价格响应来分析实时电价政策的作用，这是最优潮流应用于实时电价的首次尝试。通过引入无功价格丰富了最优潮流的模型，并解释出最优潮流模型中潮流方程对应的拉格朗日乘子与节点功率注入边际成本之间的关系，进一步证明了最优潮流是一种极具潜力的实时电价计算方法。

“电力开放”是电力市场的一个重要特征。作为电力市场运营平台的输电网，其功能和角色发生了重大变化。如何在电力市场环境下准确地计算输电费用，提出了各种模型和算法。输电全概念的提出打破了以往研究输电费用的思路，跳出了物理意义的局限，认为ISO只需保证注入节点与输出节点之间的功率注入和输出，而无需关心网络中潮流的分布情况。采用基于拍卖机制的优先权保险服务方式出售输电权，输电网用户必须根据所需功率事先购买“使用权”，以免在输电网发生阻塞时执行电力交易合同出现困难。

在电力市场机制下，由于双边合同和多变合同的日益增多，系统的安全稳定运行越来越受到各方面的重视，输电阻塞成了影响系统安全运行的首要问题。

网络阻塞缓解可从以下几方面入手：1，阻塞线路切换；2，调节变压器和调相器抽头；3，使用灵活交流输电系统。这三方面都是从网络物理特征考虑的。在电力市场条件下，阻塞缓解研究的焦点是希望利用价格手段进行电力交易量的增加或削减，从而降低过载线路的潮流功率。由于市场模型、政治体制、技术发展状况等许多因的不同，世界各国的电力市场采用了不同的阻塞管理方案，一般来说可将其划分为3大类，即交易合同削减、输电容量预留和系统再调度。更具不同时间、不同情况采用这3种手段的结合是最有效地方法。

在电力市场环境下，微粒最大限度地减低输电成本，输电网已不得不把其传输容量极限研究作为提高经济效益的主要手段。系统输电能力的估计不仅能知道系统调度人员的操作，保证系统安全可靠运行，具有技术方面的价值；同时输电能力也具有市场信号的作用，能为市场参与者进行决策提供参考。可用传输指的

是在一定系统运行条件下，节点与节点之间所有输电路径能可靠地转移或传输功率能力的量度。可用传输容量也能作为一个优化问题来求解。