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0 引言
在經(jīng)過(guò)“廠網(wǎng)分開(kāi)、競(jìng)價(jià)上網(wǎng)”發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)模式后，電力市場(chǎng)必將過(guò)渡到發(fā)、輸、配電相分離，即輸電網(wǎng)開(kāi)放的模式。在此模式下，不但發(fā)電企業(yè)要根據(jù)公平競(jìng)爭(zhēng)的規(guī)則競(jìng)價(jià)上網(wǎng)，而且允許大的電力用戶直接從發(fā)電企業(yè)購(gòu)買低價(jià)的電力，通過(guò)同一電網(wǎng)或互聯(lián)電網(wǎng)予以輸送。該模式使電網(wǎng)公用化，并使其作為電力商品的載體，進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，在電力生產(chǎn)者和用戶之間起著傳輸商品的作用，推動(dòng)電力進(jìn)入零售市場(chǎng)(即配電網(wǎng)開(kāi)放、配電與用戶分離的模式)，從而達(dá)到降低電能成本、降低電價(jià)、提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的目的。
輸電網(wǎng)絡(luò)對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性和安全運(yùn)行有著十分重要的作用，它促進(jìn)了發(fā)電機(jī)組的規(guī)模經(jīng)濟(jì)、需求分散和供應(yīng)集中的經(jīng)濟(jì)性，以及維護(hù)協(xié)調(diào)的經(jīng)濟(jì)性等。在電力工業(yè)引入競(jìng)爭(zhēng)的改革中，輸電對(duì)于促進(jìn)電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，支持可靠性管理和市場(chǎng)交易等有更加重要的作用。
輸電系統(tǒng)開(kāi)放所引起的問(wèn)題是電力系統(tǒng)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)中的基本問(wèn)題，也是最復(fù)雜的問(wèn)題，其研究已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)[1～4] 。本文將對(duì)輸電問(wèn)題中的幾個(gè)主要問(wèn)題進(jìn)行研究探討，包括阻塞管理、輸電定價(jià)和輸電損失等。
1 輸電問(wèn)題的提出
電力作為商品有其一般性和特殊性。電力商品的特點(diǎn)主要是：不能大量存儲(chǔ)，較大的日和季節(jié)需求變化，電力系統(tǒng)控制和可靠性等的運(yùn)行要求，更重要的是網(wǎng)絡(luò)的外在性(network externalities)，輸電系統(tǒng)的特性和限制[5] 。
電力系統(tǒng)的物理特性在于電力網(wǎng)絡(luò)中的潮流是由Kirchhoff定理控制并進(jìn)行分配的，它顯示了從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的電能的流動(dòng)量和方向。隨著電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，如靈活交流輸電技術(shù)(FACTS-flexible AC transmission systems)和移相變壓器(PST-phase shifting transformers)，單條線路的潮流可以有所控制。然而，這種設(shè)備對(duì)潮流的控制作用有限，而且比較昂貴和稀少。
在一個(gè)給定的時(shí)間，輸電線路對(duì)于其中流過(guò)的潮流大小有一定的限制，這就使好的潮流控制變得非常有用。對(duì)線路的傳輸容量有影響的輸電限制主要有熱限制、電壓限制、穩(wěn)定限制等。輸電限制必須在正常和故障時(shí)得到滿足，以使電力系統(tǒng)在故障發(fā)生時(shí)也可以繼續(xù)輸送電能。系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定在任何時(shí)候都是非常重要的，大規(guī)模的事故會(huì)對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)造成嚴(yán)重的影響。
在競(jìng)爭(zhēng)的電力市場(chǎng)環(huán)境下，輸電發(fā)生了很大的變化；隨著輸電網(wǎng)的開(kāi)放，越來(lái)越多的用戶(包括發(fā)電廠和負(fù)荷)要求輸電網(wǎng)為它們提供公正、平等的輸送服務(wù)。這就要求輸電部分從發(fā)電和配電環(huán)節(jié)分離出來(lái)，形成獨(dú)立的輸電公司，在政府的監(jiān)控下，負(fù)責(zé)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和市場(chǎng)交易的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[6] 。同時(shí)，輸電網(wǎng)運(yùn)行的基本問(wèn)題不再是優(yōu)先解決電力公司用戶的電力需求，而是要明確地定義輸電服務(wù)、用戶使用輸電系統(tǒng)的權(quán)利以及相應(yīng)的服務(wù)成本，并將其服務(wù)平等地提供給任何市場(chǎng)參與者以及科學(xué)合理地分?jǐn)偲涑杀尽?BR>在競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境下，輸電問(wèn)題主要集中在3個(gè)方面：阻塞問(wèn)題、輸電定價(jià)問(wèn)題和輸電損失問(wèn)題。
2 輸電阻塞問(wèn)題
阻塞管理可能是一個(gè)最基本的輸電管理問(wèn)題[5~10] 。在電力市場(chǎng)中引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，輸電網(wǎng)絡(luò)起著關(guān)鍵作用，但是在輸電網(wǎng)絡(luò)容量不足的情況下，就經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象，以致輸電網(wǎng)絡(luò)的擁有者為了保證輸電網(wǎng)絡(luò)的可靠安全運(yùn)行，不得不對(duì)電力的輸送加以限制和約束。處理輸電阻塞的手段很多，例如斷開(kāi)過(guò)負(fù)荷線路；調(diào)節(jié)變壓器抽頭或移相器；操作FACTS裝置，特別是串聯(lián)裝置；重新調(diào)度發(fā)電機(jī)組；停止供應(yīng)可中斷負(fù)荷等。在壟斷的體制下，這些手段是依靠指令完成的，但是在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制下，惟一的調(diào)節(jié)工具是價(jià)格。
然而，在一個(gè)決策系統(tǒng)中，安全性和經(jīng)濟(jì)性有時(shí)會(huì)相互抵消，需要有一個(gè)******平衡點(diǎn)。在放松管制下，輸電系統(tǒng)的阻塞管理需要建立一套規(guī)則，以在******化市場(chǎng)效率的前提下保證對(duì)生產(chǎn)者和用戶有足夠的控制，從而在短期和長(zhǎng)期條件下使電力系統(tǒng)的安全、可靠維持在一個(gè)可以接受的水平上。規(guī)則應(yīng)當(dāng)、完善，以免參與者不惜以市場(chǎng)效率為代價(jià)，利用阻塞取得市場(chǎng)力和增加利潤(rùn)；同時(shí)，應(yīng)當(dāng)公平、公正，并且透明。
為解決輸電阻塞問(wèn)題，可采用以下3種手段：
a．基于集中優(yōu)化，用最優(yōu)潮流(OPF)方法或依靠獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行員(ISO)控制阻塞。采用此方法時(shí)，發(fā)電者按其所在區(qū)域的價(jià)格收費(fèi)，負(fù)荷按其所在區(qū)域的價(jià)格付費(fèi)。OPF方法就是通過(guò)區(qū)域價(jià)格的差異來(lái)控制系統(tǒng)的潮流和處理阻塞問(wèn)題以維持系統(tǒng)安全。ISO在系統(tǒng)阻塞時(shí)收集了區(qū)域價(jià)格差異的余額，可以將其作為合同網(wǎng)絡(luò)權(quán)(contractnet workright)的來(lái)源，而合同網(wǎng)絡(luò)權(quán)是用來(lái)作為控制阻塞時(shí)價(jià)格變化的金融手段[11~13] 。此方法易于實(shí)施，但是價(jià)格統(tǒng)一確定以后，市場(chǎng)參與者無(wú)法根據(jù)當(dāng)前的價(jià)格調(diào)整交易計(jì)劃，缺少市場(chǎng)反饋。
b．利用事前市場(chǎng)的價(jià)格信號(hào)，在實(shí)時(shí)運(yùn)行前利用阻塞限制發(fā)電機(jī)的計(jì)劃發(fā)電量來(lái)延遲阻塞發(fā)生，當(dāng)然，一些阻塞還是會(huì)實(shí)時(shí)產(chǎn)生并要通過(guò)集中控制來(lái)解決。此方法可以結(jié)合費(fèi)率、定價(jià)區(qū)域和產(chǎn)品返銷等不同的技術(shù)來(lái)處理阻塞問(wèn)題；然而存在以下兩個(gè)問(wèn)題，即不同的輸電費(fèi)率將會(huì)在不同區(qū)域的發(fā)電者之間產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，以及需要確定一個(gè)獨(dú)立于輸電所有者的共同的ISO[5] 。
c．基于交易對(duì)輸電系統(tǒng)的影響，通過(guò)允許或禁止一些雙邊交易的實(shí)施來(lái)控制阻塞。此方法需要ISO準(zhǔn)確地計(jì)算出每一條輸電線路和輸電系統(tǒng)的可用輸電容量(ATC-available transfer capability)并對(duì)輸電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，以防止?jié)撛谧枞陌l(fā)生。ISO公布的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的ATC意味著兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分別作為注入點(diǎn)和流出點(diǎn)時(shí)的整個(gè)系統(tǒng)能夠輸送的******交易量，它不表示連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的界面的容量。而實(shí)際輸電系統(tǒng)的ATC是不斷變化的，并與每一條線路的可用容量相關(guān)，其計(jì)算的準(zhǔn)確度是判斷系統(tǒng)阻塞的關(guān)鍵[5] 。
另外，當(dāng)輸電阻塞時(shí)如何安排交易，是系統(tǒng)獲得******經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，也是阻塞管理的一個(gè)方面[14,15]。文獻(xiàn)[14]分析了電力庫(kù)交易和雙邊交易兩種模式下的阻塞管理，其中電力庫(kù)交易下采用OPF解決，而雙邊交易情況下則采用對(duì)策論來(lái)求解。文獻(xiàn)[15]給出了電力庫(kù)交易、雙邊交易及多邊交易情況下，考慮負(fù)荷彈性及系統(tǒng)安全時(shí)安排的交易數(shù)學(xué)模型，最后還分析了3種模型共存時(shí)交易的優(yōu)先順序。
文獻(xiàn)[16]將發(fā)電機(jī)組的爬坡率等約束考慮到阻塞管理中，并將建立的數(shù)學(xué)模型用于日前和實(shí)時(shí)市場(chǎng)，結(jié)合內(nèi)點(diǎn)法解決具有時(shí)間約束的阻塞管理問(wèn)題；最后對(duì)約束考慮前后的阻塞費(fèi)用問(wèn)題進(jìn)行了分析比較。文獻(xiàn)[17]基于輸電阻塞管理的經(jīng)濟(jì)學(xué)原理建立了模型，指出了阻塞價(jià)格因子在阻塞管理中的經(jīng)濟(jì)學(xué)意義，并給出了其實(shí)用算法，利用供求彈性的概念通過(guò)多次交互試探的方法來(lái)確定阻塞價(jià)格因子，指出阻塞價(jià)格因子為通過(guò)市場(chǎng)手段消除阻塞提供了正確而豐富的經(jīng)濟(jì)信號(hào)。文獻(xiàn)[18]提出了一種阻塞管理分散優(yōu)化的算法，利用分散優(yōu)化方法來(lái)確定阻塞電價(jià)的機(jī)制，其中每個(gè)市場(chǎng)參與者都在ISO的協(xié)調(diào)下追求自身利益******化；此方法在一定條件下與集中優(yōu)化的結(jié)果相當(dāng)接近，而且具有更高的市場(chǎng)透明
度。文獻(xiàn)[9]基于靈敏度分析方法建立了輸電阻塞管理的靈敏度分析模型及算法，針對(duì)阻塞只與局部電網(wǎng)有關(guān)的特點(diǎn)，通過(guò)削減部分節(jié)點(diǎn)的注入功率或負(fù)荷以快速有效地解決阻塞問(wèn)題。
3 輸電定價(jià)問(wèn)題
3．1 輸電定價(jià)問(wèn)題的提出
輸電服務(wù)的邊際成本定價(jià)的定義是，當(dāng)從輸電網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)注人或流出一個(gè)單位的電力時(shí)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)成本的影響。它主要考慮輸電損失成本和輸電約束的機(jī)會(huì)成本。
但是，由于輸電網(wǎng)絡(luò)具有明顯的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，使得利用邊際成本定價(jià)所獲得的收入不能覆蓋固定資本投資，因而執(zhí)行一個(gè)有效且公平的輸電定價(jià)方法變得更加困難。另外，輸電網(wǎng)絡(luò)的物理規(guī)律也使得對(duì)輸電潮流的控制更加困難。輸電網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際潮流與合同路徑不同，出現(xiàn)并行和環(huán)流問(wèn)題；并且，系統(tǒng)外在性也使成本分析和定價(jià)更為復(fù)雜。同時(shí)，輸電阻塞和輸電損失問(wèn)題也可以包含在輸電定價(jià)之中。
關(guān)于輸電定價(jià)有3個(gè)方面的問(wèn)題需要注意：①應(yīng)保證充足的收人來(lái)回收輸電系統(tǒng)運(yùn)行者和所有者的成本，以促進(jìn)輸電擴(kuò)建；②可以通過(guò)不同的方式來(lái)管理阻塞，利用實(shí)時(shí)或事前價(jià)格信號(hào)為系統(tǒng)用戶提供關(guān)于系統(tǒng)運(yùn)行情況的經(jīng)濟(jì)信息，促進(jìn)發(fā)電廠和負(fù)荷合理利用輸電網(wǎng)絡(luò)及選址；③可以用來(lái)影響電能市場(chǎng)中分散、無(wú)約束優(yōu)化過(guò)程，以補(bǔ)償輸電損失和實(shí)際情況。
3．2 輸電定價(jià)方法研究
為了解決邊際成本定價(jià)與年收支平衡要求的矛盾，經(jīng)濟(jì)學(xué)家的標(biāo)準(zhǔn)解是Ramsey定價(jià)方法，它是在保證年收支一致的要求下，極小化邊際成本定價(jià)在引導(dǎo)用戶行為上的失真，從而保持了它的最優(yōu)性。遺憾的是，Ramsey定價(jià)在沒(méi)有大量用戶信息的情況下無(wú)法進(jìn)行，因而難以應(yīng)用到輸電定價(jià)問(wèn)題上。為此，許多研究者試圖對(duì)上述方法進(jìn)行改進(jìn)，包括對(duì)成本分?jǐn)傇瓌t的改進(jìn)和不同方法的相互結(jié)合，主要有：
a．Schweppe等人基于實(shí)時(shí)電價(jià)理論，在WRATES軟件中提出了將短期邊際成本價(jià)格乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)收支平衡的方法[20] 。具體的收支平衡方法在文獻(xiàn)[2]有詳細(xì)介紹。
b．Shirmohammadi等人提出MW-Mile的分?jǐn)偡椒╗22] ，即按照該業(yè)務(wù)的輸送功率、輸送線路的長(zhǎng)度及使用設(shè)備類型來(lái)分配電網(wǎng)的容量成本。在此基礎(chǔ)上，MarangonLima在文獻(xiàn)[23]中總結(jié)了4種基于潮流的分?jǐn)偡椒?，指出MW-Mile方法缺乏經(jīng)濟(jì)理論背景，而且是采用支路容量來(lái)進(jìn)行計(jì)算的，通常難以完全回收成本，并對(duì)模數(shù)方法(MM)、反向潮流零定價(jià)方法(ZCM)和主導(dǎo)潮流方法(DFM)分別進(jìn)行了介紹和分析。
c．Perez-Arriaga等人分析了SRMC不能達(dá)到收支平衡的原因，指出必須收取補(bǔ)充成本以達(dá)到收支平衡；并認(rèn)為按照各使用者對(duì)輸電系統(tǒng)的利用而得到的收益來(lái)分配補(bǔ)充成本是一個(gè)合理的選擇，其中線路安全裕度的部分成本可以按各業(yè)務(wù)在系統(tǒng)峰荷時(shí)承擔(dān)的******負(fù)荷來(lái)分配；但是，由于輸電投資的不連續(xù)性等原因造成的不平衡部分及其分配尚待研究[24,25] 。
d．Yu和David等人提出在短期邊際成本價(jià)格上加上按輸送容量利用率或可靠性效益分配的電網(wǎng)固定成本項(xiàng)的修正方法[26~28] ，其中備用利益以該線路故障造成的交易失敗的可能性的增加量來(lái)計(jì)算，此方法比僅使用MW-Mile方法進(jìn)行分配更為合理。Silva等人將固定成本分為正常情況和不安全情況分別進(jìn)行考慮，正常情況下采用MW-Mile方法進(jìn)行分配，不安全情況下則不僅考慮對(duì)該輸電業(yè)務(wù)的影響，而且計(jì)人沒(méi)有該業(yè)務(wù)時(shí)此線路可流過(guò)的******故障功率[29] 。
e．隨著優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展，不少研究人員將邊際成本方法結(jié)合OPF進(jìn)行研究，提出了一些新的輸電定價(jià)方法[30~32] 。其中，大多數(shù)是將發(fā)電和輸電結(jié)合在一起，考慮發(fā)電和輸電的一些限制條件，利用OPF來(lái)計(jì)算實(shí)時(shí)電價(jià)，利用節(jié)點(diǎn)電價(jià)差來(lái)定義輸電電價(jià)，并分析輸電電價(jià)的組成及其意義。
f．文獻(xiàn)[33]針對(duì)發(fā)展中國(guó)家輸電網(wǎng)容量不足、結(jié)構(gòu)不盡合理且償債負(fù)擔(dān)沉重的特點(diǎn)，用各線路過(guò)路費(fèi)率與潮流乘積來(lái)描述對(duì)應(yīng)時(shí)段輸電固定成本，然后利用擴(kuò)展的實(shí)時(shí)電價(jià)理論，將投資成本和運(yùn)行成本結(jié)合在一起考慮，提出了網(wǎng)嵌入的邊際成本定價(jià)方法(GEMP-grid embedded marginal-costpricing)，得出的輸電費(fèi)率不僅包含了運(yùn)行、阻塞和固定成本，還包含了輸電優(yōu)化效益分量，可以達(dá)到既完全回收固定成本又向用戶提供準(zhǔn)確經(jīng)濟(jì)信號(hào)的目的。其中，過(guò)路費(fèi)率定義為各線路年固定成本支出額按一定的原則(如按負(fù)荷)分配到每一個(gè)時(shí)段的值。
g．Rudnick等人基于每個(gè)用戶在每條輸電線路上引起的潮流變化來(lái)分?jǐn)偝杀荆岢隽死貌煌妮旊姺峙湎禂?shù)分配缺額的追加成本方法[34] ，引入了廣義發(fā)電分布系數(shù)(GGDF)和廣義負(fù)荷分布系數(shù)(GLDF)來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算，但是GGDF和GLDF只表示線路潮流與各發(fā)電機(jī)和負(fù)荷之間的靈敏度關(guān)系，不能準(zhǔn)確反映發(fā)電機(jī)和負(fù)荷之間的供應(yīng)分配情況。
h．Bialek和Kirschen等人幾乎同時(shí)提出了潮流跟蹤法來(lái)確定線路潮流的流動(dòng)情況，為按照線路的使用度來(lái)分?jǐn)偝杀咎峁┝藴?zhǔn)確的計(jì)算方法，但該方法沒(méi)有考慮環(huán)流的問(wèn)題，而且損耗的分?jǐn)傇瓌t的確定對(duì)于輸電成本的分?jǐn)傆兄苯拥挠绊慬35,36] 。文獻(xiàn)[37，38]基于潮流分析和圖論分別對(duì)網(wǎng)損分?jǐn)倖?wèn)題和輸電設(shè)備的利用份額問(wèn)題進(jìn)行了研究。首先提出了作為過(guò)網(wǎng)費(fèi)潮流分析基礎(chǔ)的兩個(gè)電流分解公理，據(jù)此推導(dǎo)出分?jǐn)偩W(wǎng)損和確定輸變電設(shè)備利用份額的基本原則，建立了數(shù)學(xué)模型；其次，以圖論為依據(jù)，提出了潮流標(biāo)注有向圖中不存在有向回路的論斷，并建立了一套算法，對(duì)多個(gè)電力系統(tǒng)的網(wǎng)損分?jǐn)偤洼斪冸娫O(shè)備利用份額問(wèn)題進(jìn)行了計(jì)算。
i. 文獻(xiàn)[39，40]基于潮流分析方法，利用潮流分解算法，將每一個(gè)交易分解為主要分量(只與單個(gè)的交易有關(guān))和相互分量(計(jì)及了潮流模型的非線性，并反映了各個(gè)交易之間的相互影響)，此方法可以確定對(duì)輸電網(wǎng)的實(shí)際利用、電網(wǎng)的功率不平衡項(xiàng)和參與調(diào)節(jié)的發(fā)電機(jī)對(duì)于有功損耗的貢獻(xiàn)。當(dāng)分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)不平衡功率時(shí)，可以利用一個(gè)修正的PFD(powerflowdecomposition)迭代過(guò)程進(jìn)行，結(jié)果表明此過(guò)程可以滿足公平競(jìng)爭(zhēng)和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的原則。
j.文獻(xiàn)[41]分析了輸電定價(jià)的目的，利用基于區(qū)域定價(jià)的概念并建議用一個(gè)非線性規(guī)劃問(wèn)題來(lái)確定有功和無(wú)功電價(jià)，其目標(biāo)是在系統(tǒng)約束內(nèi)******化凈社會(huì)福利；同時(shí)，也對(duì)FACTS裝置(SVC和TCSC)對(duì)輸電定價(jià)的影響進(jìn)行分析。文獻(xiàn)[42]對(duì)輸配電定價(jià)問(wèn)題進(jìn)行了分析，指出了配電定價(jià)與輸電定價(jià)的不同，并基于標(biāo)準(zhǔn)化管理提出了一種基于微增成本的配電定價(jià)方法，間接地促使配電公司進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。文獻(xiàn)[43]對(duì)多區(qū)域電力聯(lián)營(yíng)體運(yùn)行下的輸電成本的分配進(jìn)行了研究，提出了將聯(lián)營(yíng)體內(nèi)集中調(diào)度的計(jì)劃交換功率水平分解成多個(gè)配對(duì)的雙邊交易，考慮了雙邊交易量及其相關(guān)的環(huán)流輸電成本，通過(guò)迭代的多區(qū)域全交流最優(yōu)化潮流來(lái)解決成本分配問(wèn)題，并針對(duì)系統(tǒng)參數(shù)如系統(tǒng)負(fù)荷及輸電容量變化等進(jìn)行了分析。
4 輸電損失問(wèn)題
輸電損失問(wèn)題也是一個(gè)主要的問(wèn)題，它可以包含在輸電定價(jià)問(wèn)題中，也可以單獨(dú)進(jìn)行考慮。輸電損失成本取決于輸電線路上的潮流，如何根據(jù)各項(xiàng)輸電業(yè)務(wù)對(duì)輸電線路的潮流影響來(lái)分?jǐn)傒旊姄p失成本，是一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題。盡管輸電損失和其他影響市場(chǎng)效率的因素相比是很小的，但它對(duì)于提高輸電定價(jià)有效性以及引導(dǎo)輸電用戶合理利用輸電資源有著重要作用，仍需對(duì)其進(jìn)行考慮，以盡可能地提高市場(chǎng)效率[1] 。
傳統(tǒng)的電力體制下，電力的生產(chǎn)和消費(fèi)基本上是依靠調(diào)度指令進(jìn)行的，對(duì)應(yīng)的輸電損失分?jǐn)傊饕歉鶕?jù)負(fù)荷水平進(jìn)行平均分?jǐn)偂Ｊ紫扔?jì)算出交易全部進(jìn)行時(shí)的總的輸電損失，然后基于不同的分?jǐn)傇瓌t(比如系統(tǒng)采用統(tǒng)一的輸電損失率等)對(duì)每一個(gè)交易進(jìn)行分?jǐn)偂６陔娏κ袌?chǎng)條件下，輸電損失的分?jǐn)倢?duì)電力市場(chǎng)的公平競(jìng)爭(zhēng)有較大的影響，不少研究者都關(guān)注并試圖解決這一復(fù)雜的問(wèn)題，近期的研究成果有：
a．文獻(xiàn)[44]利用月?lián)p失因子來(lái)計(jì)算輸電損失，此因子可以從節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣或節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣獲得；并基于此來(lái)處理經(jīng)濟(jì)調(diào)度問(wèn)題。
b．文獻(xiàn)[45]提出了一種新的輸電損失分?jǐn)偡椒?，考慮了輸電用戶的類型、電壓等級(jí)和地理位置等因素，并利用圖論作為工具將輸電損失進(jìn)行分?jǐn)?。文獻(xiàn)[37，38]以潮流分析為基礎(chǔ)，提出了兩個(gè)電流分解公理，確定了輸電損失分?jǐn)偟幕纠碚摶A(chǔ)，并以圖論為依據(jù)，對(duì)輸電損失進(jìn)行分?jǐn)?，包括輸電損失分?jǐn)偟脑瓌t和數(shù)學(xué)模型等。
c．文獻(xiàn)[46]提出了一種按比例對(duì)輸電損失進(jìn)行分?jǐn)偟姆椒?。此方法?duì)每個(gè)交易計(jì)算其引起的微增損失，并將總和乘以相應(yīng)的系數(shù)以等于實(shí)際系統(tǒng)總的損失。該方法比較簡(jiǎn)單，但沒(méi)有考慮交易雙方的地點(diǎn)。Tao和Gross提出了對(duì)應(yīng)每個(gè)交易的近似損失計(jì)算公式[47] 。此方法需要首先假定一條單一的松弛母線，然后計(jì)算相應(yīng)的損失并在交易間進(jìn)行分?jǐn)?，可以反映?duì)應(yīng)于反向潮流的負(fù)的損失分?jǐn)偂?BR>d. Galiana等人在文獻(xiàn)[48]中指出市場(chǎng)交易已經(jīng)成為決定電力系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立決策變量，如何將輸電損失分?jǐn)偟浇灰纂p方對(duì)提高市場(chǎng)效率非常重要；并提出了一種簡(jiǎn)單、系統(tǒng)的方法以將損失在雙邊交易中進(jìn)行分?jǐn)?，該方法是基于損失分?jǐn)偟奈⒃隼碚?，并考慮了交易雙方以及損失補(bǔ)償者的相對(duì)大小和位置，并且計(jì)及了其他交易的影響，特別是反向潮流的作用。文獻(xiàn)[49]將微增方法用于輸電損失的分?jǐn)?，并在電力?kù)調(diào)度下建立了一套微增輸電損失分?jǐn)偟乃惴?，以用于按照給定的比例在發(fā)電者和用戶間進(jìn)行分?jǐn)偂?BR>e．文獻(xiàn)[50]分析了輸電損失的特性及在電力市場(chǎng)中對(duì)其進(jìn)行分?jǐn)偟囊饬x，指出了現(xiàn)有的一些分?jǐn)偡椒ㄔ谔幚聿煌灰紫嗷ビ绊憰r(shí)的不公平性，特別是所涉及的交易存在較大差異的情況；并提出了幾種可以選擇的方案，即比例分?jǐn)?、非線性分?jǐn)偂缀畏謹(jǐn)偤涂焖賻缀畏謹(jǐn)?。Narayan則在文獻(xiàn)[51]中提出了一種基于節(jié)點(diǎn)響應(yīng)對(duì)輸電損失和阻塞成本分?jǐn)偟男路椒ǎ朔薒MP方法的不對(duì)稱和不一致性，有利于提供輸電投資的經(jīng)濟(jì)信號(hào)。
f．Bhuiya等人在文獻(xiàn)[52]中提出了2種方法來(lái)確定輸電損失分?jǐn)偟桨l(fā)電者的份額。第1種是微增負(fù)荷潮流方法(ILFA)，它是基于修正的負(fù)荷潮流來(lái)計(jì)算輸電損失，即一個(gè)負(fù)荷潮流解是通過(guò)改變一個(gè)用戶負(fù)荷而其他用戶負(fù)荷保持不變得到的，輸電損失的變化加給與變化負(fù)荷對(duì)應(yīng)的發(fā)電者；第2種方法是邊際輸電損失方法(MTLA)，即輸電損失分?jǐn)偟揭粋€(gè)發(fā)電者的份額是在保持其他所有負(fù)荷不變的情況下，通過(guò)微增發(fā)電機(jī)的有功需求而獲得的。
g．Tan等人在文獻(xiàn)[53]中指出，在輸電網(wǎng)開(kāi)放環(huán)境下對(duì)輸電損失的合理分?jǐn)偸墙⒐礁?jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要方面；該文利用合作博弈理論建立輸電損失分?jǐn)偟哪Ｐ?，運(yùn)用Aumann-Shapley方法對(duì)輸電損失成本進(jìn)行合理的分?jǐn)?，克服了直接利用邊際成本時(shí)的輸電損失成本的收支不一致性，基于優(yōu)化目標(biāo)而提供有效的經(jīng)濟(jì)信號(hào)。
h．文獻(xiàn)[54]基于嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)提出了一種新的損耗分?jǐn)傇瓌t，主要是將附加損耗按功率比例進(jìn)行分?jǐn)?，并將損耗細(xì)分為有功功率產(chǎn)生的損耗和無(wú)功功率產(chǎn)生的損耗，為用戶提供了有利于降低整個(gè)系統(tǒng)損耗的信號(hào)。文獻(xiàn)[55]提出了一種基于網(wǎng)絡(luò)阻抗矩陣和潮流解的網(wǎng)損分?jǐn)偡椒?，根?jù)輸電網(wǎng)絡(luò)中功率交換者的地點(diǎn)和交易量對(duì)其分?jǐn)倯?yīng)承擔(dān)的網(wǎng)損份額，所提出的方法同時(shí)考慮了有功和無(wú)功對(duì)網(wǎng)損的貢獻(xiàn)，并且反映了各交易者對(duì)網(wǎng)絡(luò)的利用程度。
5 結(jié)論
本文通過(guò)對(duì)電力市場(chǎng)環(huán)境下輸電問(wèn)題的分析，得出以下結(jié)論：
a．鑒于輸電網(wǎng)絡(luò)對(duì)于電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行的重要作用，無(wú)論在何種電力市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)制下，由于輸電系統(tǒng)開(kāi)放所引起的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及管理問(wèn)題都是值得研究的重要課題。
b．輸電問(wèn)題主要包括3個(gè)方面，即阻塞管理、輸電定價(jià)和輸電損失問(wèn)題，其中阻塞管理和輸電損失問(wèn)題都可以包含在輸電定價(jià)問(wèn)題中。
c．輸電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)特性使得輸電問(wèn)題的解決顯得更加復(fù)雜、困難；本文通過(guò)詳細(xì)地闡述輸電阻塞管理、輸電定價(jià)和輸電損失等方面的關(guān)鍵內(nèi)容、解決方法以及最新研究進(jìn)展，以期對(duì)電力市場(chǎng)中輸電管理問(wèn)題的解決有所幫助。
d．不同的市場(chǎng)模式下，輸電管理可以采取不同的方法，其中包括基于交易的方法、基于集中OPF的方法、區(qū)域定價(jià)方法和分散管理方法等；輸電問(wèn)題的解決和處理不但要根據(jù)輸電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)特性，而且要考慮不同的市場(chǎng)模式和規(guī)則等政策因素。
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