大作業(yè)1-輸電阻塞管理的優(yōu)化調(diào)整

#輸電阻塞管理的優(yōu)化調(diào)整摘要本問題是一個(gè)輸電阻塞管理的優(yōu)化調(diào)整問題，即是在發(fā)生輸電阻塞時(shí)，制訂既安全又經(jīng)濟(jì)的方案對(duì)預(yù)案進(jìn)行調(diào)整，安排機(jī)組的出力分配問題。首先我們用多元線性回歸的方法分析了題設(shè)給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到各線路上有功潮流關(guān)于各發(fā)電機(jī)組出力的近似表達(dá)式，同時(shí)對(duì)表達(dá)式作了相應(yīng)的顯著性檢驗(yàn)，認(rèn)為所得近似表達(dá)式是可信賴的；其次我們用序內(nèi)容量不出力部分的損失和序外容量出力部分的損失進(jìn)行加權(quán)補(bǔ)償?shù)霓k法，給出了阻塞費(fèi)用的計(jì)算規(guī)則；然后我們以電力市場交易原則為前提，在0方案發(fā)生時(shí)段為當(dāng)前時(shí)段等一系列合理假設(shè)的基礎(chǔ)上，以各機(jī)組爬坡速率和段容為限制條件，設(shè)計(jì)了按段價(jià)從低到高排序搜索的算法，對(duì)給定的下一時(shí)段的的負(fù)荷需求作出各機(jī)組出力分配預(yù)案，并利用上述近似表達(dá)式求出每條線路上的有功潮流值，將之與線路潮流限值相比，判斷該方案是否引起輸電阻塞。對(duì)發(fā)生輸電阻塞的出力方案需進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使調(diào)整后的出力分配方案既安全又經(jīng)濟(jì)。根據(jù)輸電阻塞管理原則，我們建立了一系列的求解模型：可消除輸電阻塞的調(diào)整方案的非線性規(guī)劃模型：以阻塞費(fèi)用最小為目標(biāo)，以序外容量出力部分和序內(nèi)容量不出力部分為決策變量在上述模型解空間內(nèi)沒有最優(yōu)解的情況下，建立使用安全裕度輸電的非線性規(guī)劃模型：以線路上潮流值超過限值百分比之和最小為目標(biāo)，以序內(nèi)容量不出力部分和序外容量出力部分為決策變量，同時(shí)給出安全與經(jīng)濟(jì)約束下的調(diào)整模型在模型②仍沒有最優(yōu)解的情況下，建立拉閘限電的線性規(guī)劃模型因此，只要給定下一時(shí)段的負(fù)荷預(yù)報(bào)，順次用這幾個(gè)模型求解，直至可以求出最優(yōu)解則認(rèn)為已經(jīng)得到調(diào)整后的優(yōu)化出力分配方案。最后我們對(duì)上述模型進(jìn)行了分析并給出了改進(jìn)方向。對(duì)問題二，對(duì)下一時(shí)段的預(yù)報(bào)負(fù)荷需求作出各機(jī)組出力分配預(yù)案如下負(fù)荷機(jī)組1機(jī)組2機(jī)組3機(jī)組4機(jī)組5機(jī)組6機(jī)組7機(jī)組8982.41507918099.512514095113.91058.215081218.299.5135150102.1117對(duì)于不同的阻塞費(fèi)用補(bǔ)償權(quán)重，可以得到不同的調(diào)整方案和不同的阻塞費(fèi)用，這里我們僅以經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償權(quán)重a=13=1為例，得到問題四調(diào)整后的出力分配方案，相應(yīng)的阻22塞最小費(fèi)用為3997.074元，具體的調(diào)整后的出力分配方案如下：機(jī)組12345678方案150.26138822890.178615296.8660.1117一、問題重述我國電力市場初期是發(fā)電側(cè)電力市場，采取交易與調(diào)度一體化的模式。電網(wǎng)公司在組織交易、調(diào)度和配送時(shí)，必須遵循電網(wǎng)“安全第一”的原則，同時(shí)制訂一個(gè)電力市場交易規(guī)則，按照購電費(fèi)用最小的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)來運(yùn)作。市場交易調(diào)度中心根據(jù)負(fù)荷預(yù)報(bào)和交易規(guī)則制訂滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行的調(diào)度計(jì)劃一一各發(fā)電機(jī)組的出力（發(fā)電功率）分配方案；在執(zhí)行調(diào)度計(jì)劃的過程中，還需實(shí)時(shí)調(diào)度承擔(dān)AGC（自動(dòng)發(fā)電控制）輔助服務(wù)的機(jī)組出力，以跟蹤電網(wǎng)中實(shí)時(shí)變化的負(fù)荷。電網(wǎng)中每條線路的有功潮流（取決于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和各發(fā)電機(jī)組的出力）的絕對(duì)值有一安全限值，限值還有一定的相對(duì)安全裕度（即在應(yīng)急情況下潮流絕對(duì)值可超過限值的百分比上限）。如果某條線路上的有功潮流的絕對(duì)值超出限值，稱為輸電阻塞。當(dāng)發(fā)生輸電阻塞時(shí)，需要制訂既安全又經(jīng)濟(jì)的調(diào)度計(jì)劃來安排各機(jī)組的出力分配。電力市場交易規(guī)則：以15分鐘為一個(gè)時(shí)段組織交易，各機(jī)組在當(dāng)前時(shí)段開始時(shí)刻前將可用出力由低到高分成至多10段給出下一個(gè)時(shí)段的報(bào)價(jià)，每個(gè)段的長度稱為段容量，每個(gè)段容量的報(bào)價(jià)稱為段價(jià)，段價(jià)按段序數(shù)單調(diào)不減。當(dāng)前時(shí)段內(nèi)，市場交易調(diào)度中心根據(jù)下一時(shí)段的負(fù)荷預(yù)報(bào),按段價(jià)從低到高選取各機(jī)組的段容量或其部分，直到它們之和等于預(yù)報(bào)的負(fù)荷，這時(shí)每個(gè)機(jī)組被選入的段容量或其部分之和形成該時(shí)段該機(jī)組的出力分配預(yù)案（初始交易結(jié)果）。最后一個(gè)被選入的段價(jià)（最高段價(jià)）稱為該時(shí)段的清算價(jià)，該時(shí)段全部機(jī)組的所有出力均按清算價(jià)結(jié)算。市場交易調(diào)度中心需要計(jì)算當(dāng)執(zhí)行各機(jī)組出力分配預(yù)案時(shí)電網(wǎng)各主要線路上的有功潮流，判斷是否會(huì)出現(xiàn)輸電阻塞。如果不出現(xiàn)，接受各機(jī)組出力分配預(yù)案；否則，按如下原則實(shí)施阻塞管理：輸電阻塞管理原則：（1）調(diào)整各機(jī)組出力分配方案使得輸電阻塞消除。（2）如果（1）做不到，還可以使用線路的安全裕度輸電，以避免拉閘限電（強(qiáng)制減少負(fù)荷需求），但要使每條線路上潮流的絕對(duì)值超過限值的百分比盡量小。（3）如果無論怎樣分配機(jī)組出力都無法使每條線路上的潮流絕對(duì)值超過限值的百分比小于相對(duì)安全裕度，則必須在用電側(cè)拉閘限電。（4）當(dāng)改變各機(jī)組出力分配預(yù)案時(shí)，一些通過競價(jià)取得發(fā)電權(quán)的發(fā)電容量（稱序內(nèi)容量）不能出力；而一些在競價(jià)中未取得發(fā)電權(quán)的發(fā)電容量（稱序外容量）要在低于對(duì)應(yīng)報(bào)價(jià)的清算價(jià)上出力。因此，網(wǎng)方應(yīng)該為因輸電阻塞而不能執(zhí)行初始交易結(jié)果付出代價(jià)，網(wǎng)方在結(jié)算時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)亟o發(fā)電商以經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，由此引起的費(fèi)用稱為阻塞費(fèi)用。網(wǎng)方在電網(wǎng)安全運(yùn)行的保證下應(yīng)考慮盡量減少阻塞費(fèi)用。我們要做的是：根據(jù)圍繞當(dāng)前出力分配方案的各機(jī)組的當(dāng)前出力和各線路對(duì)應(yīng)的有功潮流值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定各線路上有功潮流關(guān)于各發(fā)電機(jī)組出力的近似表達(dá)式。假設(shè)下一時(shí)段預(yù)報(bào)的負(fù)荷需求是982.4MW，根據(jù)給出的各機(jī)組的段容量、段價(jià)和爬坡速率的數(shù)據(jù)，按照電力市場規(guī)則給出下一個(gè)時(shí)段各機(jī)組的出力分配預(yù)案。二、問題分析本題是一個(gè)輸電阻塞管理的優(yōu)化調(diào)度問題，目的是在根據(jù)電力市場交易規(guī)則制訂的各機(jī)組出力分配預(yù)案引起輸電阻塞時(shí)，對(duì)該分配預(yù)案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使得因調(diào)整引起的阻塞費(fèi)用在電網(wǎng)安全運(yùn)行的保證下盡量的少，即實(shí)現(xiàn)購電總費(fèi)用最小的經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。在電力市場交易規(guī)則和市場交易-調(diào)度中心具體操作下，我們要解決的是如何調(diào)整各機(jī)組出力分配方案，使其在市場交易過程中既安全又經(jīng)濟(jì)。問題一：根據(jù)給出的32組數(shù)據(jù)，求出各線路的有功潮流關(guān)于各機(jī)組當(dāng)前出力的近似表達(dá)式，每一條線路的有功潮流值是關(guān)于8個(gè)發(fā)電機(jī)組出力的多元函數(shù)，這樣我們首先考慮其是一個(gè)多元的線性關(guān)系，于是我們想到用多元線性回歸分析來尋求變量間關(guān)系的近似表達(dá)式，這樣可以根據(jù)多元線性回歸給出有功潮流關(guān)于各機(jī)組出力的近似表達(dá)式，然后對(duì)其檢驗(yàn)看是否可以信賴。問題二：0方案作為當(dāng)前方案時(shí)，要求給出下一時(shí)段預(yù)報(bào)負(fù)荷需求為982.4MW的各機(jī)組的分配預(yù)案。我們就要根據(jù)電力市場規(guī)則設(shè)計(jì)一個(gè)算法，用計(jì)算機(jī)編程來解決這個(gè)問題。三、符號(hào)說明TT為一個(gè)時(shí)段的時(shí)間R下一時(shí)段預(yù)報(bào)的負(fù)荷需求fixjvjdiwiNjkQjkDjPk0jM0jBjCjkS第i條線路的有功潮流第j機(jī)組的出力第j機(jī)組爬坡速率第i條線路有功潮流的限值第i線路的相對(duì)安全裕度第j機(jī)組第k段的段容量第j機(jī)組第k段報(bào)價(jià)第j機(jī)組在出力分配預(yù)案中的出力出力分配預(yù)案的清算價(jià)預(yù)案中第j機(jī)組最后被選入的段序數(shù)第j機(jī)組當(dāng)前出力第j機(jī)組序內(nèi)不能出力的部分第j機(jī)組第k段序外出力阻塞費(fèi)用MjHiz，z12ijk發(fā)生發(fā)電阻塞時(shí)，調(diào)整出力分配方案后的第j機(jī)組出力第i線路上有功潮流絕對(duì)值超過限值的百分比取0或1表示線路序號(hào)，i=1,2,…，6表示機(jī)組序號(hào)，j=1，2，…，8表示機(jī)組段序號(hào)，k=1，2,,10四、模型假設(shè)每個(gè)時(shí)段的負(fù)荷預(yù)報(bào)和機(jī)組出力分配計(jì)劃的參照時(shí)刻均為該時(shí)段結(jié)束時(shí)刻；當(dāng)前時(shí)段即是以各機(jī)組以0方案出力的時(shí)段；機(jī)組當(dāng)前出力是對(duì)機(jī)組在當(dāng)前時(shí)段結(jié)束時(shí)刻實(shí)際出力的預(yù)測值；每臺(tái)機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)能增加或減少的出力相同，該出力值稱為該機(jī)組的爬坡速率對(duì)于所有機(jī)組，若兩段的段價(jià)相同，段容量大的優(yōu)先選擇，段容量相同的按機(jī)組序數(shù)選擇。五、模型建立與求解5．1.1各線路上有功潮流關(guān)于各機(jī)組出力的近似表達(dá)式綜合以上分析，根據(jù)圍繞當(dāng)前方案0的各機(jī)組出力方案以及線路上對(duì)應(yīng)的有功潮流值的32組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由于每條線路上的有功潮流值是由各機(jī)組的出力分配也即多個(gè)變量決定的，這種利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來尋求變量間關(guān)系的近似表達(dá)式的問題，我們很自然的想到測試技術(shù)中解決多個(gè)變量的回歸問題，于是我們利用Matlab中提供的多元線性回歸函數(shù)regress。對(duì)之求解，得到各線路上有功潮流值關(guān)于各機(jī)組出力的近似表達(dá)式如下：f=110.2965+0.0828x+0.0483x+0.0530x+0.1199x-0.0254x+0.1220x+0.1216x-0.0012xTOC\o"1-5"\h\z12345678f=131.2289-0.0546x+0.1279x-0.0000x+0.0333x+0.0868x-0.1124x-0.0189x+0.0987x12345678f=-108.8732-0.0695x+0.0616x-0.1566x-0.0099x+0.1245x+0.0021x-0.0025x-0.2014x12345678f=77.4817-0.0345x-0.1024x+0.2052x-0.0208x-0.0118x+0.0060x+0.1449x+0.0765x12345678f=132.9745+0.0005x+0.2433x-0.0646x-0.0411x-0.0652x+0.0703x-0.0043x-0.0089x12345678f=120.6633+0.2378x-0.0602x-0.0779x+0.0930x+0.0469x+0.0001x+0.1659x+0.0007x12345678利用Matlab可以得到六個(gè)方程的相關(guān)系數(shù)、回歸方程的F統(tǒng)計(jì)量，拒絕無效假設(shè)的概率，將其值分別列表如下：回歸方程相關(guān)系數(shù)回歸方程統(tǒng)計(jì)量拒絕無效假設(shè)概率f10.99955861.50f0.99967228.70f30.999922351.70f40.999925582.50f50.99966971.80f60.999817454.50另外我們利用所得到的方程對(duì)方案0的有功潮流進(jìn)行了驗(yàn)證，并給出了相對(duì)誤差，其結(jié)果如下：線路1234560方案的有功潮流值164.78140.87-144.25119.09135.44157.69表達(dá)式求出的潮流值164.7192140.8278-144.20119.050135.367157.615相對(duì)誤差（10-4）3.69222.9953.45583.3685.37734.7441同時(shí)我們給出了六個(gè)方程的殘差圖形如下圖所示，顯而易見，這個(gè)回歸方程是極顯著的。從殘差圖形可以看出，各個(gè)數(shù)據(jù)的殘差離零點(diǎn)均較近，且殘差的置信區(qū)間均包含零點(diǎn)，這就說明這個(gè)回歸方程是可以信賴的。

CaseNumber舊的殘差圖形-Enp-saH-Enp-saHCaseNurriberf4的殘差圖形CaseNumber石的殘差圖形CaseNumber舊的殘差圖形-Enp-saH-Enp-saHCaseNurriberf4的殘差圖形CaseNumber石的殘差圖形圖5-1殘差圖形5．2設(shè)計(jì)簡明、合理的阻塞費(fèi)用計(jì)算規(guī)則首先我們指出一個(gè)事實(shí)：序外出力的報(bào)價(jià)不會(huì)低于清算價(jià)。事實(shí)上，由電力市場規(guī)則可知網(wǎng)方是按段價(jià)從低到高選取各機(jī)組的段容量或其部分，直到它們之和等于預(yù)報(bào)的負(fù)荷。因?yàn)楦鳈C(jī)組受當(dāng)前出力和爬坡速率的限制，可能某些機(jī)組有低于清算價(jià)的容量存在，但是這樣的機(jī)組已經(jīng)達(dá)到了爬坡限值，不能再增加出力，這樣為了達(dá)到負(fù)荷預(yù)報(bào)值不得不找其他機(jī)組可用的高價(jià)段容出力。所以在調(diào)整的時(shí)候如果出現(xiàn)序外出力部分的報(bào)價(jià)低于清算價(jià)的情況，就和電力市場交易規(guī)則矛盾。為管理輸電阻塞而調(diào)整出力預(yù)案，必然會(huì)導(dǎo)致一些序內(nèi)容量不能出力，一些序外容量在低于或等于報(bào)價(jià)的情況下出力，這樣網(wǎng)方需對(duì)序內(nèi)容量不能出力部分和序外容量低于報(bào)價(jià)出力部分給以對(duì)兩部分均公平的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，補(bǔ)償費(fèi)用即為阻塞費(fèi)用。若不發(fā)生用電側(cè)拉閘限電，則序內(nèi)容量不出力部分=序外容量出力部分。對(duì)序內(nèi)容量不出力部分而言，發(fā)電商的損失也即其收入減少部分的費(fèi)用為：不出力部分容量X清算價(jià)；對(duì)報(bào)價(jià)高于清算價(jià)的序外容量出力部分而言，發(fā)電商的損失也即其預(yù)想收入與實(shí)際收入之差部分的費(fèi)用為：各機(jī)組序外出力部分容量X(各機(jī)組相應(yīng)各段的報(bào)價(jià)-清算價(jià))之和。對(duì)序內(nèi)容量不出力部分和序外容量出力部分的補(bǔ)償費(fèi)用之和即是總的阻塞費(fèi)用。若對(duì)序內(nèi)容量不出力的部分按其損失費(fèi)用的權(quán)重a進(jìn)行補(bǔ)償，而對(duì)序外容量低于其報(bào)價(jià)的出力部分按其損失費(fèi)用的權(quán)重0進(jìn)行補(bǔ)償，且使口+卩=1，則認(rèn)為阻塞費(fèi)用對(duì)這兩部分公平分配。當(dāng)a二0,卩二1時(shí)，不補(bǔ)償序內(nèi)容量不出力部分，而對(duì)序外容量出力部分則是損失多少就補(bǔ)償多少；當(dāng)a=1,卩=0時(shí)，不補(bǔ)償序外容量低于報(bào)價(jià)出力部分，11而對(duì)序內(nèi)容量不出力部分則是損失多少就補(bǔ)償多少；當(dāng)a二0=1時(shí)，對(duì)序外容量出22力部分和序內(nèi)容量不出力部分各補(bǔ)償其損失的一半。我們設(shè)計(jì)的阻塞費(fèi)用計(jì)算規(guī)則如下：S=axPx工B+0x工藝C(Q—P),其中a+0=1，a>0,0>0。jjkjkj=1j=1k=k5?3給定預(yù)報(bào)負(fù)荷需求時(shí)，「求各機(jī)組出力分配預(yù)案首先給出當(dāng)下一時(shí)段預(yù)報(bào)負(fù)荷大于當(dāng)前時(shí)段負(fù)荷時(shí)求解各機(jī)組出力分配預(yù)案的算法：1?根據(jù)電力市場交易規(guī)則，對(duì)所有機(jī)組各段段價(jià)從低到高進(jìn)行排序，序列為A，對(duì)于所有機(jī)組，若某兩段的段價(jià)相同，則段容量大的優(yōu)先選擇，段容量相同的按機(jī)組序數(shù)從小到大進(jìn)行選擇；2?找出序列A中各段價(jià)對(duì)應(yīng)的段容量，順次排成序列B;根據(jù)各機(jī)組的當(dāng)前出力及其爬坡速率算出其在下一時(shí)段最大可能的總出力C；把所有的C相加與預(yù)報(bào)負(fù)荷相比，若加和比預(yù)報(bào)負(fù)荷還要小，那么就讓所有機(jī)組的出力都等于C，否則按下面的步驟進(jìn)行；從B中依次取出段容，判斷所取段容是哪個(gè)機(jī)組的，然后把它加到相應(yīng)的機(jī)組預(yù)出力D上，取D和C中最小的，作為新的D；jjjj6?對(duì)所有的D求和s，判斷其和是否大于或等于預(yù)報(bào)負(fù)荷的值p，若小于p則取B中j的下一個(gè)元素，重復(fù)步驟5直至其和大于或等于預(yù)報(bào)負(fù)荷的值。這時(shí)用s減去p得到多余容量q，把最后一個(gè)選入的段容對(duì)應(yīng)的機(jī)組出力D減去q，這樣就求出了各個(gè)機(jī)組的出力分配預(yù)案，這時(shí)該時(shí)段全部機(jī)組的所有出力均按最后選入的段容對(duì)應(yīng)的段價(jià)（清算價(jià)）計(jì)算其次當(dāng)下一時(shí)段預(yù)報(bào)負(fù)荷小于當(dāng)前時(shí)段負(fù)荷時(shí)，可以用下面的算法求解出力分配預(yù)案：1?根據(jù)電力市場交易規(guī)則，對(duì)所有機(jī)組各段段價(jià)從低到高進(jìn)行排序，序列為A，對(duì)于所有機(jī)組，若某兩段的段價(jià)相同，則段容量大的優(yōu)先選擇，段容量相同的按機(jī)組序數(shù)從小到大進(jìn)行選擇；2?找出序列A中各段價(jià)對(duì)應(yīng)的段容量，順次排成序列B;3?根據(jù)各機(jī)組的當(dāng)前出力及其爬坡速率算出各個(gè)機(jī)組在下一時(shí)段最小可能的總出力C；4?把所有的C相加與預(yù)報(bào)負(fù)荷相比，若加和比預(yù)報(bào)負(fù)荷還要大，那么就讓所有機(jī)組的出力都等于C，否則按下面的步驟進(jìn)行；根據(jù)當(dāng)前時(shí)段的清算價(jià)，求出其在A中的位置，從而確定B中對(duì)應(yīng)清算價(jià)的段容位置k;從k開始逆序選取B中的段容，（等于k時(shí)取實(shí)際出力值）判斷所取的段容是哪個(gè)機(jī)組的，將機(jī)組當(dāng)前出力D減去相應(yīng)的段容，取D和C中最大的，作為新的D;7?對(duì)所有的D求和s，判斷其和是否小于等于預(yù)報(bào)負(fù)荷的值p，否則重復(fù)第6步直到j(luò)其和小于等于預(yù)負(fù)荷的值。這時(shí)用p減去s得到q，把最后一個(gè)選入的段對(duì)應(yīng)的機(jī)組出力D加上q，這樣就求出了各機(jī)組的出力分配預(yù)案，這時(shí)該時(shí)段全部機(jī)組的所有出力均按最后選入的段容對(duì)應(yīng)的段價(jià)（清算價(jià)）計(jì)算。根據(jù)以上設(shè)計(jì)的算法，利用Matlab編程得到針對(duì)982.4MW和1052.8MW的預(yù)報(bào)負(fù)荷，出力分配預(yù)案如下：負(fù)荷機(jī)組1機(jī)組2機(jī)組3機(jī)組4機(jī)組5機(jī)組6機(jī)組7機(jī)組8982.41507918099.512514095113.91058.215081218.299.5135150102.11175?4檢查分配預(yù)案是否引起輸電阻塞，發(fā)生輸電阻塞時(shí)，根據(jù)安全且經(jīng)濟(jì)的原則調(diào)整出力分配方案，并計(jì)算與該方案相應(yīng)的阻塞費(fèi)用根據(jù)5.3所得的分配預(yù)案，利用5.1得出的有功潮流經(jīng)驗(yàn)公式得各線路上的有功潮流值，將其絕對(duì)值與各線路上的限值進(jìn)行比較，只要有一條線路上有功潮流的絕對(duì)值超過該線路上的潮流限值，即認(rèn)為給處理分配預(yù)案會(huì)引起輸電阻塞。線路123456

限值165150160155132162982.4MW時(shí)潮流值173.3226141.0168-150.925120.9274136.8225168.52571052.8MW時(shí)潮流值177.2615141.1833-156.167129.7598134.8507167.0859由以上數(shù)據(jù)表格知，對(duì)于預(yù)報(bào)負(fù)荷為982.4和1052.8MW，都發(fā)生了輸電阻塞，模型建立當(dāng)發(fā)生輸電阻塞時(shí)，根據(jù)輸電阻塞管理原則，建立相應(yīng)的調(diào)整出力分配方案的數(shù)學(xué)模型①可消除輸電阻塞的方案調(diào)整模型調(diào)整后機(jī)組出力M=j模型建立當(dāng)發(fā)生輸電阻塞時(shí)，根據(jù)輸電阻塞管理原則，建立相應(yīng)的調(diào)整出力分配方案的數(shù)學(xué)模型①可消除輸電阻塞的方案調(diào)整模型調(diào)整后機(jī)組出力M=j預(yù)案出力D-zx序內(nèi)不能出力部分B+zx序外出力部分刃j1j2調(diào)整前后總出力應(yīng)該等于預(yù)報(bào)負(fù)何需求：工M=工D=R；jj

j=1C

jk

k=k0j(z+z<1)；12調(diào)整后線路上的有功潮流值的絕對(duì)值不超過限值，使新方案不產(chǎn)生輸電阻塞：|f<d；出力改變應(yīng)該在該時(shí)間段的爬坡限制以內(nèi)：(D-M)出力改變應(yīng)該在該時(shí)間段的爬坡限制以內(nèi)：(D-M)-zxB+zxifC<vxT；目標(biāo)函數(shù)：minS=axPx工B+pxjj=1j=1M=D-zxB+zx2Cjj1j》習(xí)0C(Q-P)jkjkk=k0jjkk=k0j工M=工D=Rjjj=1j=1f」<diij0j1j2jkk=k0j序外容量出力部分C不超過該段的段容限制：C<N(k>k)jkjkjk0j我們以阻塞費(fèi)用最小為目標(biāo)，以序內(nèi)容量不出力部分和序外容量出力部分為決策變量，建立非線性規(guī)劃模型：CC<N(k>k)jkjk0jz,z=0或l,z+z<1.1212jkk=k0j②安全裕度模型如果①做不到，即無論這樣調(diào)整都無法消除輸電阻塞，可以使用線路的安全裕度輸電,但要使每條線路上的潮流絕對(duì)值超過限值的百分比盡量小，為此我們建立求此情形下分配方案的規(guī)劃模型：

當(dāng)潮流值的絕對(duì)值不超過限值時(shí)，取H=0；當(dāng)絕對(duì)值超過限值時(shí)，H=也匕久,iid所以取H二maxhLdb^］作為潮流絕對(duì)值超過限值的比例i1d\I各線路上的潮流值的絕對(duì)值在安全裕度以內(nèi)：Ifl<dX(1+w)iii我們首先以各條線路上潮流絕對(duì)值超過限值的百分比之和最小為目標(biāo)，以序內(nèi)容量jk不出力部分之和B及序外容量出力部分藝C為決策變量，建立非線性規(guī)劃模型:jjkk=koj目標(biāo)函數(shù)：minfHii=1HiHi=maX10牛iz,z=0或1,z+z<112122jkk=kooj|f<dx(1+w)iiiM2jkk=kooj|f<dx(1+w)iiijj1j約束條件：qf8M=f8D=R約束條件：qjjj=1j=1+zxf1oCj2jkk=kojC<N(k>k)jkjk0j在我們建立模型的時(shí)候，模型②理應(yīng)是個(gè)多目標(biāo)的規(guī)劃模型，即我們除了保證電網(wǎng)安全運(yùn)行還應(yīng)使相應(yīng)的補(bǔ)償費(fèi)用盡量的少。而兩者之中安全第一，其次才是補(bǔ)償費(fèi)用。由于市場交易-調(diào)度中心在處理安全裕度輸電時(shí)要求各個(gè)線路上的潮流的絕對(duì)值超過限值的百分比盡量小，所以在這部分建立模型的時(shí)候是以使線路上的潮流的絕對(duì)值超過限值的百分比最小為目標(biāo)，這樣可能使阻塞費(fèi)用很高，所以我們給出了基于模型②的一個(gè)調(diào)整模型，使潮流的絕對(duì)值超過限值的百分比在原來最小的基礎(chǔ)上按某一步長增加，每增加一次求出對(duì)應(yīng)的阻塞費(fèi)用。這樣給出線路上的一組潮流的絕對(duì)值超過限值的百分比總和對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償費(fèi)用，網(wǎng)方可以根據(jù)其需求進(jìn)行選擇，采用他認(rèn)為好的調(diào)度方案。利用上述模型求出各條線路上潮流絕對(duì)值超過限值的比例之和的最小值H，考慮0到輸電阻塞費(fèi)用應(yīng)盡量少，我們以H為初始值，按一定的步長l0搜索出幾個(gè)H值，對(duì)00于一個(gè)給定的/0，例如取/0=0.0001,可搜索出安全的、阻塞費(fèi)用最小的出力分配方案，則對(duì)于不同的/可給出不同的出力方案，供網(wǎng)方選擇采用相應(yīng)的阻塞費(fèi)用最小的分配方案，建立一個(gè)調(diào)整模型：目標(biāo)函數(shù)：minS=axPx工B+px工藝C(Q—P)jjkjkj=1j=1k=k0j

HiHi=maX”字iz,z=0或l,z+z<112122jkk=k00j|f<dx(1+w)iii2jkk=k00j|f<dx(1+w)iiijj1j工M=工D=Rjjj=1j=1jkk=k0jC<N(k>k)jkjk0j③拉閘限電模型如果用模型②還找不到解決輸電阻塞的出力分配方案，考慮用拉閘限電，此時(shí)序外出力部分為零，只須序內(nèi)不出力部分盡量少，這樣阻塞費(fèi)用將盡量少。在此我們給出了相應(yīng)的拉閘限電模型：以阻塞費(fèi)用最小為目標(biāo)，以序內(nèi)不出力部分為決策變量，建立線性規(guī)劃模型如下：目標(biāo)函數(shù)：minS=axPx丈Bjj=1丈D=Rjj=1約束條件屮f.i<dx(1+w.)M=D-Bjjj1(D-M)-B<vxTuj0jjj5.3模型求解前面已經(jīng)設(shè)計(jì)了一般的阻塞費(fèi)用計(jì)算規(guī)則，補(bǔ)償權(quán)重a，卩由網(wǎng)方自行確定，在這里為11便于后面的計(jì)算，我們?nèi)=1，p=1計(jì)算本題中的阻塞費(fèi)用。221當(dāng)預(yù)報(bào)負(fù)荷需求是982.4MW時(shí)，先對(duì)模型①利用Lingo對(duì)之進(jìn)行求解，可得到調(diào)整后的分配方案如下，其相應(yīng)的阻塞費(fèi)用為3997.074元機(jī)組12345678方案150.26138822890.178615296.8660.1117各線路相應(yīng)的有功潮流值線路123456潮流值165150-155.086124.6347131.6369158.9211由此可見，輸電阻塞通過調(diào)整出力方案已經(jīng)消除。2.當(dāng)預(yù)報(bào)負(fù)荷需求是1052.8MW時(shí)，先用模型①結(jié)合Lingo對(duì)之進(jìn)行求解，找不到符合條件