电力市场下网损分摊问题的研究.pdf

《电力市场下网损分摊问题的研究.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力市场下网损分摊问题的研究.pdf（81页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、华北电力大学（北京）硕士学位论文电力市场下网损分摊问题的研究姓名：尹丽君申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：张粒子20050301华北电力大学硕士学位论文摘要 功率跨网输送(即转运)将大大增加中间提供转运服务的电网(转供网)的网损，如何将这部分损耗合理分摊到各相关的电网，关系到各市场主体的经济利益。目 前提出的网损分摊方法由于其理论基础不同，分摊结果不同而存在很大争议。本文从几种比 较典型的网损分摊方法入手，介绍了国内外电力市场对输电网损的处理方式，分析对比了各种方法的原理及在不同交易模式下的适用情况;针对潮流追踪的图论算法无法解决自 环流这一问题进行了改进，提出了基于节点一

2、支路关联矩阵的自 环流检测方法和结合图论理论与线性方程组来求解环流节点的节点损耗的方法，并通过算例验证了方法的正确性与有效性;最后，针对同时进行有功无功功率追踪时遇到的充电功率问题提出了一种解决思路。关键词:电力市场，网损分摊，潮流追踪ABS TRACT Wh e e l i n g w i l l g r e a t l y i n c r e a s e t h e l o s s o f t h e m i d d l e g r i d w h i c h o f f e r s c h a n n e l f o rt h e w h e e l i n g.H o w t o a

3、l l o c a t i o n t h e l o s s t o t h o s e r e l a t i v e g r i d s a f f e c t s t h e e c o n o m i cb e n e f i t o f e a c h m a r k e t m e m b e r.T h e r e a r e m a n y a r g u m e n t s a b o u t t h e e x i s t i n g l o s sa l l o c a t i o n m e t h o d s b e c a u s e o f t h e i r

4、d i f f e r e n t t h e o r y b a s i c a n d c a l c u l a t i n g r e s u l t.I n t h i s p a p e r,i t i n t r o d u c e d s o m e l o s s a l l o c a t i o n m e t h o d s a n d t h e i r a p p l i c a t i o n i ni n t e r n a l a n d o v e r s e a s p o w e r m a r k e t s,c o m p a r e d t h e

5、 i r t h e o ry a n d a d a p t a b i l i t y t o d i f f e r e n tt r a d i n g m o d e l s.C o n s i d e r i n g t h a t t h e fl o w t r a c i n g m e t h o d b a s e d o n g r a p h t h e o r y c a n ts o l v e t h e p r o b l e m o f l o o p fl o w,t h i s p a p e r p r o p o s e d a m e t h o

6、d b a s e d o n b u s-l i n e i n c i d e n tm a t r ix t o d e t e c t i f t h e r e i s l o o p fl o w i n t h e g r i d a n d a m e t h o d c o m b i n i n g g r a p h t h e o r yw i t h l i n e a r e q u a t i o n s t o c a l c u l a t e t h o s e n o d a l l o s s e s i n v o l v e d i n l o o

7、p fl o w,a n e x a m p l ep r o v e d i t s v a l i d i t y;p r o p o s e d s o m e t h i n k i n g a b o u t c h a r g i n g p o w e r p r o b l e m i n t h er e a c t i v e p o w e r t r a c i n g p r o c e s s.Y i n L ij u n(e l e c t r i c p o w e r s y s t e m)D i r e c t e d b y p r o f.Z h a

8、n g L i z iK E Y WO R D S:p o w e r m a r k e t,l o s s a l l o c a t i o n,fl o w t r a c i n g华北电力大学硕士学位论文摘要 功率跨网输送(即转运)将大大增加中间提供转运服务的电网(转供网)的网损，如何将这部分损耗合理分摊到各相关的电网，关系到各市场主体的经济利益。目 前提出的网 损分摊方法由于其理论基础不同，分摊结果不同而存在很大争议。本文从几种比较典型的网损分摊方法入手，介绍了国内外电力市场对输电网损的处理方式，分析对比了各种方法的原理及在不同交易模式下的适用情况;针对潮流追踪的图论算法无法解决

9、自 环流这一问题进行了改进，提出了基于节点一 支路关联矩阵的自环流检测方法和结合图论理论与线性方程组来求解环流节点的节点损耗的方法，并通过算例验证了方法的正确性与有效性;最后，针对同时进行有功无功功率追踪时遇到的充电功率问题提出了一种解决思路。关键词:电力市场，网损分摊，潮流追踪ABS TRACT Wh e e l i n g w i l l g r e a t l y i n c r e a s e t h e l o s s o f t h e m i d d l e g r i d w h i c h o f f e r s c h a n n e l f o rt h e w h e

10、e l i n g.H o w t o a l l o c a t i o n t h e l o s s t o t h o s e r e l a t i v e g r i d s a f f e c t s t h e e c o n o m i cb e n e f i t o f e a c h m a r k e t m e m b e r.T h e r e a r e m a n y a r g u m e n t s a b o u t t h e e x i s t i n g l o s sa l l o c a t i o n m e t h o d s b e c

11、a u s e o f t h e i r d i ff e r e n t t h e o r y b a s i c a n d c a l c u l a t i n g r e s u l t.I n t h i s p a p e r,i t i n t r o d u c e d s o m e l o s s a l l o c a t i o n m e t h o d s a n d t h e i r a p p l i c a t i o n i ni n t e r n a l a n d o v e r s e a s p o w e r m a r k e t s,

12、c o m p a r e d t h e i r t h e o ry a n d a d a p t a b i l i t y t o d i f f e r e n tt r a d i n g m o d e l s.C o n s i d e r i n g t h a t t h e fl o w t r a c i n g m e t h o d b a s e d o n g r a p h t h e o r y c a n ts o l v e t h e p r o b l e m o f l o o p fl o w,t h i s p a p e r p r o p

13、 o s e d a m e t h o d b a s e d o n b u s-l i n e i n c i d e n tm a t r i x t o d e t e c t i f t h e r e i s l o o p fl o w i n t h e g r i d a n d a m e t h o d c o m b i n i n g g r a p h t h e o r yw i t h l i n e a r e q u a t i o n s t o c a l c u l a t e t h o s e n o d a l l o s s e s i n

14、v o l v e d i n l o o p fl o w,a n e x a m p l ep r o v e d i t s v a l i d i t y;p r o p o s e d s o m e t h i n k i n g a b o u t c h a r g i n g p o w e r p r o b l e m i n t h er e a c t i v e p o w e r t r a c i n g p r o c e s s.Y i n L ij u n(e l e c t r i c p o w e r s y s t e m)D i r e c t

15、e d b y p r o f.Z h a n g L i z iK E Y WO R D S:p o w e r m a r k e t,l o s s a l l o c a t i o n,fl o w t r a c i n g丫7 1 2 9 2 4.岁 怡.o口尸明 本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文 电力市场下网损分摊问题的研究，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了 文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已 经发表或撰写过的 研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与

16、我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学 位 论 文 作 者 签 名:尹 丽 名日期:z o o s.3.IV关于学位论文使用授权的说明 本人完全了 解华北电力大学有关保留、使用学位论文的 规定，即:学校有权保管、并向 有关部门 送交学位论文的原件与复印 件;学校可以 采用影印、缩印 或其它复制手段复制并保存学位论文;学校可允许学位论文被查阅或借阅;学校可以 学术交流为目 的，复制赠送和交换学位论文;同 意学校可以 用不同 方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的 学位论文在解密后遵守 此规定)作者签名导师签名日期:尹&i 君2 C

17、 吩3.10华北电力大学硕士学位论文第一章 绪论1.1 选题背景与选题意义 随着电网建设的不断加强，省间电网乃至区域电网之间的联系不断加强，为了合理有效的利用外部资源，克服本地区资源相对劣势，最大程度上实现经济效益，各省网之间的功率交换日 趋频繁，大量的转运业务随之出现。转运就是提供输电设备，为其他的电力供、用方输送电能。转运费计算的基础是转运成本，因此承担转运的电网必须全面、合理地确定转运成本。转运成本指承担转运业务的输配电网在提供转运服务时所花费的 成本，具体计算时主要分为输电设备的投资回报、输配电设备的折旧和网损三部分，另外还有重新安排发电计划和经济调度的费用、可靠性成本、维修费、行政管

18、理费和税收几 部 分 t o 可见，转运所造成的网损是转运费用计算的基础之一，而转运为电网带来巨大经济效益的同时对中间提供转运服务的电网(转供网)的网损的影响也是很大的。由于输送电力在输电线路中产生的损耗大约占总发电量的 4%，不同的计算和分摊方法会造成不同电网用户间分摊比例的很大的差异，因此如何进行公平合理的分摊成为转运费用的计算依据，事关各市场主体的经济利益，也是电力市场良性发展的关键问题之一。传统中的电力企业通常用统一的方式来考虑系统损耗，将系统损耗按一定比例分配给系统成员，或者将其计入电价统一回收，而并不规范地考虑网损的归属问题，对转运的收费比较模糊。例如某省网按照如下公式计算转供3

19、3 0 K V线路网损率:l o s s r a te=P P,x1 0 0%公式(1-1)其中，L o s s r a t e 是转供3 3 0 K V线路网损率，P in 和P o n。分别是上网电量和下网电量。网损率与用电量的乘积即作为转运双方应承担的网损。这种方法采用同一网损率近似分摊电能损耗，理论依据不充分，由于各节点在电网中所处的位置不同，网损率会有很大差异，因此它体现不出电网的具体结构，无法满足市场的要求。因此规范严格地对过网网损进行合理分摊非常有必要。针对网损的合理分摊这一问题，目 前所提出的方法已有很多种，例如平均网损分摊法、边际网损系数法、短期边际成本法、潮流追踪法和潮流增

20、量法等，研究内容非常丰富，但是由于各种方法的理论基础和分摊结果不同，各自 有其优缺点，因华北电力大学硕士学位论文第一章 绪论1.1 选题背景与选题意义 随着电网建设的不断加强，省间电网乃至区域电网之间的联系不断加强，为了合理有效的利用外部资源，克服本地区资源相对劣势，最大程度上实现经济效益，各省网之间的功率交换日 趋频繁，大量的转运业务随之出现。转运就是提供输电设备，为其他的电力供、用方输送电能。转运费计算的基础是转运成本，因此承担转运的电网必须全面、合理地确定转运成本。转运成本指承担转运业务的输配电网在提供转运服务时所花费的 成本，具体计算时主要分为输电设备的投资回报、输配电设备的折旧和网损

21、三部分，另外还有重新安排发电计划和经济调度的费用、可靠性成本、维修费、行政管理费和税收几 部 分 t o 可见，转运所造成的网损是转运费用计算的基础之一，而转运为电网带来巨大经济效益的同时对中间提供转运服务的电网(转供网)的网损的影响也是很大的。由于输送电力在输电线路中产生的损耗大约占总发电量的 4%，不同的计算和分摊方法会造成不同电网用户间分摊比例的很大的差异，因此如何进行公平合理的分摊成为转运费用的计算依据，事关各市场主体的经济利益，也是电力市场良性发展的关键问题之一。传统中的电力企业通常用统一的方式来考虑系统损耗，将系统损耗按一定比例分配给系统成员，或者将其计入电价统一回收，而并不规范地

22、考虑网损的归属问题，对转运的收费比较模糊。例如某省网按照如下公式计算转供3 3 0 K V线路网损率:l o s s r a te=P P,x1 0 0%公式(1-1)其中，L o s s r a t e 是转供3 3 0 K V线路网损率，P in 和P o n。分别是上网电量和下网电量。网损率与用电量的乘积即作为转运双方应承担的网损。这种方法采用同一网损率近似分摊电能损耗，理论依据不充分，由于各节点在电网中所处的位置不同，网损率会有很大差异，因此它体现不出电网的具体结构，无法满足市场的要求。因此规范严格地对过网网损进行合理分摊非常有必要。针对网损的合理分摊这一问题，目 前所提出的方法已有很

23、多种，例如平均网损分摊法、边际网损系数法、短期边际成本法、潮流追踪法和潮流增量法等，研究内容非常丰富，但是由于各种方法的理论基础和分摊结果不同，各自 有其优缺点，因华北电力大学硕士学位论文此方法的研究仍然存在很大争议。而潮流追踪法由于其思路清晰，形象直观，十分符合人的常规思维，因此一经提出便得到广泛关注，其对于损耗机理细致的剖析以及丰富的市场信号等特点也对电力系统领域产生了巨大反响。但是这种方法在实际电网的应用上仍然存在一些问题。为此，研究各种分摊方法，得出不同市场模式下比较适用的方法，并探求其在电网中的实际应用性具有非常重要的意义。这也是本论文试图做出努力的方面，并试图为网损分摊这一问题的争

24、议提供一个参考。1.2国内外研究现状 假设一系统在一段时间内发电负荷基本不变，则在这段时间内就有一总网损。该网 损是由系统的基本输电 业务和转运业务共同产生的，因此，在计算不同转运业务的成本时就需要将由转运业务引起的网损从总网损中分离出来，这就是网损分摊。关于网损分摊问题己 经提出许多方法，在任何一条线路上，网损由潮流决定。这些方法主要从两个角度出发，一是市场经济为主的角度，一是电力系统为主的角度。从市场经济为主的角度，主要提出两种分摊方法，基于边际成本价格的网损成本分摊方法和基于开放传输网络的合作博弈论的网损成本分摊方法。前一种方法依据微观经济学理论，由于短期边际成本价格能够在短期内获得最优

25、资源分配，因此一个随机的反应边际成本的实时市场价格在电力市场中对所有的代理商来说是一个有效的经济指标。后一种方法基于网损分摊的本质从经济学理论中找到新的更适合 的 定 价 理 论 12 1 从电力系统为主的角度出发，己提出许多方法，我们大致可以进行如下分类:1、平均网损分摊法 这种方法类似于“邮 票法”，在全网实行同一网 损率，各负荷根据其功率占系统总负荷的比例分摊网损。其原理简单易行，是很多电力系统最初考虑的办法，但是它缺乏依据，在市场环境下无法保证公平性。2、基于灵敏 度分析的 方 法13 1 基于灵敏度的分析法主要有G G D F 法、G L D F 法等。G S D F(发电 机转移分

26、配系数 一一g e n e r a t i o n s h i ft d i s t r i b u t i o n f a c t o r s)表示在某个节点增加单位功率，在参考节点减少相应功率时，在各条支路上引起的功率的变化。其结果与参考节点的选择有关，但与系统的运行状态无关。当系统的发电输出功率发生变化时，用G S D F 法不需要重新计算潮流。其缺点是精度低.G G D F(广义发电分配系数g e n e r a l i z e d g e n e r a t i o n d i s t r i b u t i o n f a c t o r s)表示华北电力大学硕士学位论文此方法的研

27、究仍然存在很大争议。而潮流追踪法由于其思路清晰，形象直观，十分符合人的常规思维，因此一经提出便得到广泛关注，其对于损耗机理细致的剖析以及丰富的市场信号等特点也对电力系统领域产生了巨大反响。但是这种方法在实际电网的应用上仍然存在一些问题。为此，研究各种分摊方法，得出不同市场模式下比较适用的方法，并探求其在电网中的实际应用性具有非常重要的意义。这也是本论文试图做出努力的方面，并试图为网损分摊这一问题的争议提供一个参考。1.2国内外研究现状 假设一系统在一段时间内发电负荷基本不变，则在这段时间内就有一总网损。该网 损是由系统的基本输电 业务和转运业务共同产生的，因此，在计算不同转运业务的成本时就需要

28、将由转运业务引起的网损从总网损中分离出来，这就是网损分摊。关于网损分摊问题己 经提出许多方法，在任何一条线路上，网损由潮流决定。这些方法主要从两个角度出发，一是市场经济为主的角度，一是电力系统为主的角度。从市场经济为主的角度，主要提出两种分摊方法，基于边际成本价格的网损成本分摊方法和基于开放传输网络的合作博弈论的网损成本分摊方法。前一种方法依据微观经济学理论，由于短期边际成本价格能够在短期内获得最优资源分配，因此一个随机的反应边际成本的实时市场价格在电力市场中对所有的代理商来说是一个有效的经济指标。后一种方法基于网损分摊的本质从经济学理论中找到新的更适合 的 定 价 理 论 12 1 从电力系

29、统为主的角度出发，己提出许多方法，我们大致可以进行如下分类:1、平均网损分摊法 这种方法类似于“邮 票法”，在全网实行同一网 损率，各负荷根据其功率占系统总负荷的比例分摊网损。其原理简单易行，是很多电力系统最初考虑的办法，但是它缺乏依据，在市场环境下无法保证公平性。2、基于灵敏 度分析的 方 法13 1 基于灵敏度的分析法主要有G G D F 法、G L D F 法等。G S D F(发电 机转移分配系数 一一g e n e r a t i o n s h i ft d i s t r i b u t i o n f a c t o r s)表示在某个节点增加单位功率，在参考节点减少相应功率时

30、，在各条支路上引起的功率的变化。其结果与参考节点的选择有关，但与系统的运行状态无关。当系统的发电输出功率发生变化时，用G S D F 法不需要重新计算潮流。其缺点是精度低.G G D F(广义发电分配系数g e n e r a l i z e d g e n e r a t i o n d i s t r i b u t i o n f a c t o r s)表示华北电力大学硕十学位论文发电机母线上总发电 变化对任一线路总潮流的影响，能够在系统发电机总注入功率发生变化时，不必重新计算系统潮流而进行求解。G L D F(广义负荷分配系数 一一g e n e r a l i z e d l o

31、a d d i s t r i b u t io n f a c t o r s)与G G D F 类似，表示的是负荷母线上总负荷的变化对任一线路总潮流的影响。其值也不依赖于参考节点，但与运行点有关。灵敏度方法反映的是线路潮流与发电机出力或负荷功率之间的变化关系。3.O P F(最优潮流)为基础的潮流增量法 潮流增量法主要可以细分为交易估价法与合计分摊法两种。这种方法的分摊思路是:通过计算某一交易存在与不存在时网损的差异计算该交易引起的损耗变化，从而确定该交易应当承担的损耗。从概念上说，这种方案非常适合网损的分摊计算，由于其基于某项交易对于系统损耗整体上的影响，因此不用考虑平衡母线的选取问题，

32、而且能够反映反向潮流以及交易使系统网损减少的情况。4、以负荷潮流为基础的网损分摊方法 这种方法从一个标准的潮流计算程序或是状态估计程序开始，然后在假设比例共享的条件下追踪某一发电商、负荷或某一要求的具体潮流的组成。负荷潮流法能够利用网络拓扑在传输线路上对每一发电商和负荷按比例分摊网损。该法概念清晰，形象直观，根据线路的潮流流向进行追踪，对各条线路和各个节点的潮流或损耗都有非常明确的解释。因此，其一经提出便得到广泛关注，研究内容也不断丰富，包括有功功率的追踪、有功无功功率的同时追踪、复功率追踪等等。但是潮流追踪法在实际电网中的应用性还没有得到很好的解决，需要进一步的研究。以上介绍的分摊方法各有优

33、缺点，在下面的章节中将做详细阐述，并应用于简单系统或实际的电力系统，对分摊结果进行比较。但是不论网损分摊采用哪种方法，都应满足如下几个原则:分摊不能违背物理规律;分摊方法应当易于理解，便于实施;分摊的结果应合理。如:分摊后的总网损应与系统的总网损相等，分摊的结 果应与系统的潮流相一致;分摊方法及结果应能反映一定的有价值信息，提供经济激励机制。如:为电 网经济运行和调度提供一定的有价值信号。1.3 本论文主要工作目前的网损分摊方法都各有优缺点，学术界对此也各抒己见，在方法的选择问华北电力大学硕十学位论文发电机母线上总发电 变化对任一线路总潮流的影响，能够在系统发电机总注入功率发生变化时，不必重新

34、计算系统潮流而进行求解。G L D F(广义负荷分配系数 一一g e n e r a l i z e d l o a d d i s t r i b u t io n f a c t o r s)与G G D F 类似，表示的是负荷母线上总负荷的变化对任一线路总潮流的影响。其值也不依赖于参考节点，但与运行点有关。灵敏度方法反映的是线路潮流与发电机出力或负荷功率之间的变化关系。3.O P F(最优潮流)为基础的潮流增量法 潮流增量法主要可以细分为交易估价法与合计分摊法两种。这种方法的分摊思路是:通过计算某一交易存在与不存在时网损的差异计算该交易引起的损耗变化，从而确定该交易应当承担的损耗。从概念

35、上说，这种方案非常适合网损的分摊计算，由于其基于某项交易对于系统损耗整体上的影响，因此不用考虑平衡母线的选取问题，而且能够反映反向潮流以及交易使系统网损减少的情况。4、以负荷潮流为基础的网损分摊方法 这种方法从一个标准的潮流计算程序或是状态估计程序开始，然后在假设比例共享的条件下追踪某一发电商、负荷或某一要求的具体潮流的组成。负荷潮流法能够利用网络拓扑在传输线路上对每一发电商和负荷按比例分摊网损。该法概念清晰，形象直观，根据线路的潮流流向进行追踪，对各条线路和各个节点的潮流或损耗都有非常明确的解释。因此，其一经提出便得到广泛关注，研究内容也不断丰富，包括有功功率的追踪、有功无功功率的同时追踪、

36、复功率追踪等等。但是潮流追踪法在实际电网中的应用性还没有得到很好的解决，需要进一步的研究。以上介绍的分摊方法各有优缺点，在下面的章节中将做详细阐述，并应用于简单系统或实际的电力系统，对分摊结果进行比较。但是不论网损分摊采用哪种方法，都应满足如下几个原则:分摊不能违背物理规律;分摊方法应当易于理解，便于实施;分摊的结果应合理。如:分摊后的总网损应与系统的总网损相等，分摊的结 果应与系统的潮流相一致;分摊方法及结果应能反映一定的有价值信息，提供经济激励机制。如:为电 网经济运行和调度提供一定的有价值信号。1.3 本论文主要工作目前的网损分摊方法都各有优缺点，学术界对此也各抒己见，在方法的选择问华北

37、电力大学硕士学位论文题上存在很大争议，本文主要从不同市场模式下各网损分摊方法的适用性和潮流追踪算法的改进这两个方面进行研究，具体包括以下几部分:首先针对目 前比较典型的几种网损分摊方法进行研究，详细阐述各种分摊方法的分类及其计算原理，并对各方法的优缺点做大致评述。其次，通过介绍国内外电力市场的交易模式及其对输电网损的处理方式，分析各方法的分摊本质，研究各种网损分摊方法对于不同市场模式的适用性，并构造简单算例和应用实际电网算例来分析在 P o o l 十 双边交易过网模式下比较适用的网损分摊方法。最后，潮流追踪法由于其思路清晰，形象直观等优点，一经提出便得到了广泛关注，但是其在实际电网中的应用性

38、还没有得到很好的解决。本文针对自 环流问题对潮流追踪法做出改进，提出了基于节点一 支路关联矩阵的自环流检测方法，以及结合图论理论与线性方程组法来处理自 环流的方法，并通过算例计算验证了方法的正确性与有效性;针对同时进行有功无功功率追踪时遇到的充电功率问题也提出了一种解决思路。华北电力大学硕:学位论文第二章 典型网损分摊方法介绍在这一章中，本文分别介绍了平均网损分摊法、边际网损系数法、潮流增量法和潮流追踪法等四种分摊方法其分摊原理及各自的优缺点。2.，平均网损分摊法 平均网损分摊法川 实质是一 种“邮票法，是最早被电 力联营市场所采用的 模式，西班牙、英格兰和威尔士电力市场采用的就是这种分摊方法

39、。该方法算法简单，不考虑输电网的结构、输电线路的距离和输送功率的收发点位置，在全网范围内按相同的网损系数进行分配，即无论转运路径如何，损耗分摊量总由转运功率量决定。网损系数:R=孺/艺P,公 式(2-1)其中，i 为节点号，P,为第i 个节点的有功出 力(将网损分摊给负荷时为该节点 的 有功负 荷)，p-为全网网 损。则节点i 的 有 功出 力或 有功负荷应该分 摊的网 损量为:A P,_(i)=P,，R公式(2-2)这种网损分摊法既直接又透明，可以通过事前计算、事后计算、实时计算或三者之间组合来完全回收输电损耗成本。仅需在总需求与总供给之间做一简单的比较，而且其差值相对稳定，有利于维持电力交

40、易的同一性和流畅性。这种分摊方法可以 减少网损分摊量的意外波动，从而降低了独立发电 厂投资的风险性。但是平均网损分摊法不能提供电网短期经济运行的经济学信号，缺乏强有力的电力市场的经济激励机制，可能会向用户提供不正确的损耗成本信号，如:用户就近买电与向离其电气距离较远的发电厂买电相比 所承担的输电损耗并无减少，尽管就近买电降低了整个系统的功率损耗。所以这种分摊法正面临逐步淘汰的命运。2.2 边际网损系数法 边际网损系数法实际上是灵敏度分析法的一种G S D F法，它根据节点注入功率的单位变化引起全网网损变化量的大小来对各节点进行网损的分摊，并且这种华北电力大学硕:学位论文第二章 典型网损分摊方法

41、介绍在这一章中，本文分别介绍了平均网损分摊法、边际网损系数法、潮流增量法和潮流追踪法等四种分摊方法其分摊原理及各自的优缺点。2.，平均网损分摊法 平均网损分摊法川 实质是一 种“邮票法，是最早被电 力联营市场所采用的 模式，西班牙、英格兰和威尔士电力市场采用的就是这种分摊方法。该方法算法简单，不考虑输电网的结构、输电线路的距离和输送功率的收发点位置，在全网范围内按相同的网损系数进行分配，即无论转运路径如何，损耗分摊量总由转运功率量决定。网损系数:R=孺/艺P,公 式(2-1)其中，i 为节点号，P,为第i 个节点的有功出 力(将网损分摊给负荷时为该节点 的 有功负 荷)，p-为全网网 损。则节

42、点i 的 有 功出 力或 有功负荷应该分 摊的网 损量为:A P,_(i)=P,，R公式(2-2)这种网损分摊法既直接又透明，可以通过事前计算、事后计算、实时计算或三者之间组合来完全回收输电损耗成本。仅需在总需求与总供给之间做一简单的比较，而且其差值相对稳定，有利于维持电力交易的同一性和流畅性。这种分摊方法可以 减少网损分摊量的意外波动，从而降低了独立发电 厂投资的风险性。但是平均网损分摊法不能提供电网短期经济运行的经济学信号，缺乏强有力的电力市场的经济激励机制，可能会向用户提供不正确的损耗成本信号，如:用户就近买电与向离其电气距离较远的发电厂买电相比 所承担的输电损耗并无减少，尽管就近买电降

43、低了整个系统的功率损耗。所以这种分摊法正面临逐步淘汰的命运。2.2 边际网损系数法 边际网损系数法实际上是灵敏度分析法的一种G S D F法，它根据节点注入功率的单位变化引起全网网损变化量的大小来对各节点进行网损的分摊，并且这种华北电力大学硕十学位论文方法同时考虑到了有功和无功对网络损耗的影响。全系统总网损公式 5 为:一 I E Y G,V 22,-,is V 一 二CO S(B,一 0,J公式(2-3)式中，N为 系 统 节点 数:V,V,分 别 对 应节点i,j 的电 压幅 值;0 1,e,分 别 为节点i,j 的电 压 相 角;G。为 节点ii 之间 的 电 导;L 为 全系统 总网

44、损。对式(2-3)求偏导，得:a l l a v,=2 1-G,V,一 V j C O S(B;一 O A公式(2-4)Na L/a e;一 2 y-G 4 V,V,s in(B,一 B I/公式(2-5)又，网 损 是 各 节 点 注 入 功 率 的 函 数，记 为L 扭，9)，i=1,，N。其中，只、9分别为注入节点i 的有功功率和无功功率。所以，a L/a V,=G.(al/a P,*aP,/。:+二/a g,*a g,，。:全(aL/aP,*a P,/a B,+二，a g;=a Q,/a e,公式(2-6)a L l a e,=公式(2-7)将式(2-6)和式(2-7)写成矩阵形式，有

45、:a L a Pa 尸a v况 a P日 尸日 e十 兰a g公式(2-8)沉-韶沉一即公式(2-9)胃园国四图阴P-V尸-口rC二d几口-日r.eseseseseseslesesL 一一 J式中，由式为潮流方程的雅可比矩阵。(2-9)可以得到华北电力大学硕士学位论文公式(2-1 0)leseeweeseses.esesJ况一胭况一即rles，.esesesesesL -J 一-门.lesesesesesJ况-护况一姐-1，eewe.月es.、esL -，.IIJ朴凡 式 中 器，器 可 由 式(2-4，和 式(2-5，求 得，、=队 I I A P2，一“、:一 器”Q=1 1?i，A g

46、2，.,1Q N 1Y J =8 L-分 别 为 各 节 点 的 有 功、无 功 边 际 网 损 系 数 矢 量。平 衡 节 罗 J a Q-一 一-一 一 -一 一 -一点和 P V节点除外。平衡节点的电压幅值、相角和 P V节点的电压幅值不受其他节点注入功率的影响，保持不变。对于P V节点i，该节点无功功率的变化量将全部由该节点进行补偿，不会引起额 外 的网 损，因 而 该 节 点 的 无 功 边际 网 损 系 数为0，即与=0。同 理，对 于 平 衡 节 点S，其 节 点 有 功 边 际 网 损 系 数 和 无 功 边 际 网 损 系 数 均 为0，即 棍=0,标一。由式(2-1 0)可

47、得节点i 所分摊的网损量为:L(i)=A,P,+与9公 式(2-1 1)由于功率损耗实际上是电流平方的函数，完全的边际网损系数法将造成损耗成本的过度回收。这种情况可以通过对原边际网损系数作进一步的调整，使分摊的总网损等于实际总网损量。La=下 v 一 一公式(2-1 2)艺L(i)L即上文中的总网损调整后的第 i 个节点艺 L(i)为 分 摊 到 各 个 节 点 的 网 损 量 的 总 和。解 努 摊的 网 损为:a p;P,+a)Q,Q,公式(2-1 3)这种调整后可以保证各节点分摊的网损之和等于总网损，但是调整的结果会弱化网损微增成本信号。边际网损系数法依次考虑各电厂或负荷由于所处的电气位

48、置和输送距离等原因所造成的对于系统总损耗的不同影响向各节点分摊损耗。各电厂或负荷的功率增加使系统损耗增加的幅度越大，则其对系统损耗的影响越大，所承担的网损也应该越大;如果各电厂或负荷的功率的增加使系统损耗减少，则说明该电厂或负荷对减少系统网损有贡献，因此其不承担网损。因此，它能反映各节点造成全网网损的微增成本信息，从而能够提供很好的经济信号，通过市场的手段促使潮流向网损减少的方向 流动，达到优化潮流、提高经济效益及指导用户投资决策的目 的。由 于其理论研究比较成熟，边际网损系数可以通过雅可比矩阵求取，比较方便，目 前国外电华北电力大学硕士学位论文力市场的网损分摊方法大多是基于边际网损系数法。但

49、是其缺点是显而易见的，例如不能分配平衡节点的网损，以及最初的分摊结果往往与电网实际总网损不相等，造成网损费用的过度回收等等。2.3 潮流增量法潮流增量法2 1 6 1 是根据每个输电 转运服务用户的 功率总量对系统损耗的 影响 来确定其应当承担的输电损耗，是针对转运交易提出的。2.3.1 交易估价法，考虑一个具有若干区域和电厂的地区性互联网络并假定此系统中共有 T个交易，每个交易都有一个包括功率收发节点的节点集。假定对于每个交易，此交易节点集中的每个节点的注入有功功率变化已知，那么若系统中只有一个交易存在的话，我们将很容易的确定此交易对于系统损耗的影响。首先，在基准状态下(t h e b a

50、s ec a s e)(即系统中不存在交易的情况下)，我们对系统进行一次基准状态下的系统损耗为L 0。然后我们再进行一次包含交易下的潮流计算来确定一个新的系统损耗L .利用这些结果，我们推出交易i 对系统损耗的影响:A L=L 一 L 0公式(2-1 4)当系统中 存在多个交易时，这个问 题就变得复杂起来。这主要是因为系统损耗和交易的有功注入之间的非线性关系。解决这一问题的一个方法是“边际分摊法”(m a r g i n a l a l l o c a t i o n)。这种方法计算一次只考虑一个交易，以便给出系统中每个交易所引起的影响的一个估计值。换句话说，我们可以对每个交易(t=1，二，T