市场环境下基于最优潮流的输电网规划

电力市场环境下，扩展或加强输电系统对满足发电公司和用户的需求、减缓输电系统阻塞、促进市场的公平竞争具有重要作用。文中首先以Pool市场模式为背景，基于最优潮流（OPF）的输电网边际定价模型，提出一个计及多场景的综合性系统阻塞指标作为评估规划网络可靠性的经济指标；然后建立了阻塞指标约束下的输电网静态规划模型，并用IEEE-24 RTS实验系统进行了验证。与传统的输电网规划相比，该模型由市场条件下的OPF确定系统最优经济运行状况，能更科学地进行输电网规划决策，有效减缓系统阻塞发生，提高规划系统经济性能，易于扩展从而计及电网规划中的各种不确定性因素。     

市场环境下基于系统阻塞指标约束的多阶段输电网规划

电力市场环境下的多阶段输电网扩展规划在满足发电公司和用户的需求的同时,对减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争具有重要作用。在此背景下,利用系统阻塞指标和系统阻塞成本分别作为评估规划网络可靠性指标和运行指标,以改进的小生境遗传算法为研究方法,提出了基于阻塞指标约束下的输电网多阶段规划模型。IEEE-24节点系统上算例分析表明该模型综合考虑了各规划阶段输电系统的经济运行,能更科学地指导输电网规划决策,有效减缓系统阻塞发生,提高规划系统的网络充裕性。     

市场环境下基于系统阻塞指标约束的多阶段输电网规划

电力市场环境下的多阶段输电网扩展规划在满足发电公司和用户的需求的同时,对减缓输电系统阻塞,促进市场的公平竞争具有重要作用.在此背景下,利用系统阻塞指标和系统阻塞成本分别作为评估规划网络可靠性指标和运行指标,以改进的小生境遗传算法为研究方法,提出了基于阻塞指标约束下的输电网多阶段规划模型.IEEE-24节点系统上算例分析表明该模型综合考虑了各规划阶段输电系统的经济运行,能更科学地指导输电网规划决策,有效减缓系统阻塞发生,提高规划系统的网络充裕性.     

市场环境下基于最优潮流的输电网规划

电力市场环境下,扩展或加强输电系统对满足发电公司和用户的需求、减缓输电系统阻塞、促进市场的公平竞争具有重要作用。文中首先以Pool市场模式为背景,基于最优潮流(OPF)的输电网边际定价模型,提出一个计及多场景的综合性系统阻塞指标作为评估规划网络可靠性的经济指标;然后建立了阻塞指标约束下的输电网静态规划模型,并用IEEE-24RTS实验系统进行了验证。与传统的输电网规划相比,该模型由市场条件下的OPF确定系统最优经济运行状况,能更科学地进行输电网规划决策,有效减缓系统阻塞发生,提高规划系统经济性能,易于扩展从而计及电网规划中的各种不确定性因素。     

基于改进层次分析法、CRITIC法与逼近理想解排序法的输电网规划方案综合评价

针对进行输电网规划时难以量化各指标主观权重与客观权重的问题,提出了一种将改进层次分析法、基于指标相关性的指标权重确定(CRITIC)法和逼近理想解排序法(TOPSIS)相结合的输电网规划方案评价方法。该方法首先分别利用改进层次分析法与CRITIC法计算各指标的主观、客观权重,并将两权重结合得到综合权重;然后利用TOPSIS计算各规划方案与理想解的相对贴近度,以相对贴近度的大小为衡量标准,实现对规划方案的排序。这种综合考量主、客观权重的方法有效地利用了指标数据的客观信息,并充分考虑了实际电网规划中主观评判和决策的重要作用。以输电网规划常用的经典IEEE Garver-6节点系统为算例验证了所提评价方法的有效性。     

输电网外部需求评估指标集构建

输电网运行状态是否满意,体现于输电网运行是否能够满足其利益相关者的需求;输电网运行评估指标集即评估输电网利益相关者的需求满足程度。其中,外部需求指的是输电网运行的外部利益相关者（即发电企业、配电网企业、互联输电网企业）对输电网运行的需求。深入分析了输电网运行的外部需求,将其概括为：输电网在特定的时间,向特定的节点,以特定的质量标准,提供或接纳特定数量的电能。不同类型外部节点具有不同的需求,详细研究了节点在质量和数量2个方面的具体需求,并阐述了外部需求满足程度的评估方法。针对具体的外部需求,选取了科学、合理的指标评估在单时间断面和统计周期时间内的需求满足程度,从而构建了输电网运行评估指标体系的外部需求评估指标集。     

改进量子遗传算法在输电网规划中的应用

输电网规划是复杂的多目标非线性组合优化问题。针对传统遗传算法（GA）在求解输电网规划模型中存在收敛速度慢,容易陷入局部最优的不足,提出一种基于改进量子遗传算法（IQGA）的输电网规划方法。该算法在量子遗传算法（QGA）的基础上提出直接将量子染色体与当前最优解相比较来确定旋转门的旋转角策略,保证种群中个体以不同的收敛速度分别进行局部搜索和全局搜索,并同时采用量子全干扰交叉策略和量子非门变异策略有效防止算法陷入局部最优。所提三种改进策略各有针对性,能有效改善量子遗传算法在输电网规划中的收敛性能。分别采用传统遗传算法、量子遗传算法和该方法对Garver-6节点系统进行规划仿真,实验结果表明,该方法全局寻优能力强并且收敛速度得到显著提高。     

输电网扩展的社会经济性评估方法

对输电网扩展的社会经济性评估问题进行研究。基于古典功利主义社会福利函数和吉尼系数等概念分别构造出衡量输电网扩展方案效率性影响和公平性影响的评估指标。进而提出一个同时顾及效率性因素和公平性因素的输电网扩展社会经济性综合评估指标,该指标可用于求取或选择社会最优的输电网扩展方案。基于所提出的综合评估指标,建立了一个输电网扩展规划模型,并通过一个算例展示了所提出的指标的应用,说明了所提出的评估方法的有效性。     

基于概率潮流的未来输电线路经济评估

输电网扩展规划时要对方案的经济性进行评估,而输电网的收益主要取决于过网费和输电线路上通过的功率量。提出了一种估算未来输电线路流量的概率潮流方法,帮助电网规划人员评价方案的经济效益。该方法充分考虑未来负荷概率分布、负荷间相关性、发电机停运概率以及机组经济调度等不确定性因素,采用蒙特卡罗抽样方法,建立了未来线路过网流量的计算模型。基于该方法,可有效分析线路过网收入,进而更准确地计算出规划方案的经济效益指标,如净现值、内部收益率、投资回报期等,指导电网规划方案的经济评估。New England测试系统的案例分析验证了上述方法的有效性与应用价值。     

划分安全区法在输电网优化规划中的应用

基于划分安全区法的改进模型，提出输电网中长期优化规划的新算法，其目标不仅仅是输电网规划问题的单一数学最优解，而是要找出一批优化方案。按提出的算法编写的计算程序对试验系统进行了考核，表明计算方法是实用有效的。文中还给出算例并进行讨论。     

基于帕累托改进准则的输电扩展规划

在电力工业放松管制的环境下,输电扩展规划问题将会变得更为复杂.作者引入了帕累托最优、帕累托改进和社会福利等经济学概念,试图从根本上探索市场环境下输电扩展规划所应遵循的经济准则.基于帕累托改进的准则,提出了一种输电扩展模型.该模型涉及电力市场机制和输电成本分摊方案等因素.在节点边际定价的市场机制下,提出了三个简单的输电成本分摊方案.为了展示所建模型及所提出的输电成本分摊方案的内涵和特点,对一个六节点系统算例进行了详尽的分析.     

电力现货市场下输配协同传输阻塞管理

电力现货市场中传输阻塞管理需要协调输电网和配电网可控资源。鉴于虚拟电厂(VPP)具有能够聚合分布式电源(DG)参与电力市场的良好特性,提出了配电网作为VPP参与电力现货市场阻塞管理的输配协同双层优化模型。输电网层综合考虑了由母线电压越限和支路/断面功率越限引起的输电网阻塞,实现了VPP和常规机组的协同优化;VPP层考虑了配电网可控DG和可中断负荷的参与并满足了配电网安全约束。通过2层之间的交互协调,实现了输配全局资源的经济利用、给出了更加合理的价格信号。对由IEEE 30节点输电网和3馈线、16节点配电网组成的输配全局电网算例进行仿真,结果表明了文中模型与方法的有效性。     

电力市场环境下的输电网扩展规划

随着电力体制改革的深入和电力市场化的发展,大量非电力系统电源要求接入系统运行,由于传统的电网规划和建设中没有考虑到该因素,因此系统运行的可靠性和经济性上存在着隐患。针对这种情况,提出了一种基于多场景下系统运行最优化的电网扩展规划方法,不仅可以得出一个有较好适应性的规划方案,而且通过对非电力系统电源的不同出力下限的讨论,可在求得最经济的电网扩展规划方案的同时得出非电力系统电源的最大允许出力下限。算例证明了本文算法的可行性和有效性。     

基于交易的支路潮流和损耗分摊

在输电网开放的双边(多边)交易电力市场中，独立系统运行员(ISO)应当准确地计算各笔交易在电网的每一条支路上引起的潮流和损耗，一方面为分摊网络成本和损耗提供依据，另一方面向他们提供正确的经济信号，从而激励他们高效地使用电网和降低网损。文中提出一种基于交易的分摊支路潮流和损耗的方法(BPFA)，该方法允许各交易选择自己的网损补偿策略(比如增加发电机出力和(或)降低对用户的供电)，同时也考虑了节点注入无功功率对支路潮流和损耗的影响。以一个3机7节点的系统为例，分别用BPFA和新近报道的基于交易的支路潮流和网损分摊(TBPF)方法计算两笔转运交易在每一条支路上所引起的有功功率和有功损耗，结果表明BPFA能够反映交易对网络的实际使用程度，从而能够向市场参与者提供更为准确的经济信号，同时计算速度也比TBPF快。     

发输电系统扩展中可靠性的经济价值评估与决策

电力市场环境下发输电系统的规划评估决策在某种程度上是可靠性和经济性的博弈，其关键是可靠性的经济度量，由此决策发输电系统应该预留多少安全裕度。目前发输电系统扩展规划中的可靠性决策，往往利用单一用户停电损失值将发输电系统可靠性指标化为经济性指标，作为发输电系统规划的优化目标。针对这一不足，该文应用经济学中无差异曲线的分析方法，建立了发输电系统扩展中可靠性的经济价值评估与决策模型，解决了从经济性角度对可靠性进行度量的关键问题。据此对发输电系统规划方法进行改进，并用实例验证了该经济价值评估方法的有效性和实用性。     

考虑直接负荷控制与风电不确定性的输电网扩展规划

需求响应项目的推广以及风电并网后电源侧出力的不确定性,给电力系统的输电网规划带来了新的机遇和挑战。为利用需求响应减少建线投资,建立了考虑直接负荷控制参与N?1预想故障潮流调整的输电网规划模型。采用基于历史数据凸包顶点的极限场景法处理风电不确定性,保证所建立的输电网规划模型为易于求解的混合整数规划问题。结合实际工程参数,基于改进的IEEE24节点系统进行仿真。仿真结果体现了直接负荷控制在缓解潮流越限、减少建线成本方面的作用,说明需求响应措施在保证系统运行安全性的前提下能够提高规划经济性,通过调整凸包范围能够有效调节所提模型的经济性与鲁棒性。     

电力市场环境下的输电投资与扩展规划

(上接本刊2006年第9期第103页) 8输电监管 在电力市场环境下,仍然需要对输电系统进行监管,因为其仍具有自然垄断特征,且要为实现公平竞争提供必要的场所.输电监管的一个主要目标就是要促使输电系统在满足给定的可靠性要求的同时使经济成本最低或经济效益最高,例如使系统以最小的总成本向用户供电.具体来讲,对基于管制的输电投资与扩展规划进行监管的主要目的是降低未来不能有效利用输电设备的风险,而对基于市场驱动的输电投资与扩展规划进行监管的主要目的是遏制有损整体社会福利的输电投资.     

Modeling competition in transmission expansion

A transmission network plays a key role in allowing access to the most efficient generators to all consumers. In most cases, the new transmission projects are defined by a system operator, which focuses on improving the bulk system's reliability and reducing short-term operating problems. Because electricity market participants are prevented from investing in transmission facilities that may benefit them, transmission expansion may not have been sufficient to stimulate competition within the market. In this paper, the authors show formally through a mathematical formulation based on the Lagrangian relaxation technique that the investment on transmission capacity can be a profitable activity, and therefore, the introduction of competition in the transmission expansion could be possible. Such a competitive expansion of transmission capacity would allow the participants to improve the efficiency of the electricity market.     

电力市场环境下的输电投资与扩展规划

电力工业改革面对的一个最重要的挑战是维持电力系统运行的可靠性在可接受的水平的同时提高整个电力工业运营的经济效率.为此,输电投资与输电扩展不可避免.为了确保电力市场环境下适量的输电投资和发展适用于输电系统运行评估与扩展规划方法,国内外学者就与此密切相关的工业组织结构、商业模型、激励和管制等方面的问题做了很多研究工作.文中对与电力市场环境下输电投资和扩展规划相关的一些重要问题进行了较为全面而系统的综述.这些问题包括:在竞争的市场环境下输电投资和扩展规划所面临的新的挑战;输电投资问题;商业输电;输电权;商业模型;输电监管;输电投资和扩展规划的管理;输电规划方法;国际经验.     

Economic Criteria for Planning Transmission Investment in Restructured Electricity Markets

From an economic perspective, a common criterion for assessing the merits of a transmission investment is its impacts on social welfare. The underlying assumption in using this criterion is that side payments may be used to distribute the social gains among all market players. In reality, however, since the impacts of an electricity transmission project on different players may vary, such side payments are rather difficult to implement. This paper focuses on different economic criteria that should be considered when planning electricity transmission investments. We propose an electricity transmission investment assessment methodology that is capable of evaluating the economic impacts on the various effected stakeholders and account for strategic responses that could enhance or impede the investment's objectives. We formulate transmission planning as an optimization problem under alternative conflicting objectives and investigate the policy implications of divergent expansion plans resulting from the planner's level of anticipation of strategic responses. We find that optimal transmission expansion plans may be very sensitive to supply and demand parameters. We also show that the transmission investments have significant distributional impact, creating acute conflicts of interests among market participants. We use a 32-bus representation of the main Chilean grid to illustrate our results.