基于原对偶内点法最优潮流的输电权研究

【摘要】： 金融性输电权是一种电力系统网络阻塞管理的金融工具,可实现网络阻塞租金的分摊,是市场参与者规避网络阻塞风险的有效工具。以原对偶内点法最优潮流为基础,借助原对偶内点法处理大型非线性系统的优良特性,研究了多种输电权交易的形式并实现了拍卖计算,较之以往的直流模型输电权研究,由于考虑了更多的安全约束,因此更加贴近电力网络的实际运行状况,将使得现货市场更加安全可靠,为我国即将开展的输电权交易进行了有益地探索。因此,本文研究内容无论从理论方面还是从工程实际方面都具有十分重要的意义。 本文首先介绍了输电权的相关内容和研究动态,包括输电权的分类、输电权的收支盈余和输电权对市场力的影响等问题。接下来,总结了最优潮流的主要解算方法及各种算法的优缺点。介绍分析了输电权在交直流模型下的计算问题,本文将基于交流最优潮流研究金融性输电权的计算问题。 本文研究了点对点型输电权在交流潮流模型下的实现问题。首先建立了基于最优潮流的平衡与不平衡两种形式的点对点输电权,其次构造了点对点输电权拍卖的数学模型。利用原对偶内点法实现了拍卖模型的快速计算,数值仿真结果验证了模型及方法的有效性。 参照输电权的设计思路及定义,本文提出并研究了计及无功电价波动的点对点综合输电权。这种输电权包含有功输电权和无功输电权两部分,从而可以同时规避节点间的有功和无功价差风险。建立了点对点综合输电权的拍卖模型,利用非线性内点法实现了快速解算。点对点综合输电权为市场参与者提供更全面的规避金融风险的工具。点对点综合输电权的提出,也为无功投资提供了有效的经济信号。 通过对直流和交流灵敏度的计算进行比较和分析,在对系统运行点进行较准确预测的前提下,采用交流灵敏度信息来实现输电权交易可以更好地匹配实际潮流。本文设计了结合交流灵敏度信息的关口输电权交易,以及点对点输电权和关口输电权的统一交易,阐述了其规避价差风险的方法和交易过程。构造了基于交流灵敏度信息的两种方式的输电权交易模型,都是线性规划问题,利用线性内点法进行了求解。数值仿真结果验证了基于交流灵敏度的输电权交易方法的可行性和有效性。 为了实现市场参与者在点对点输电权和关口输电权之间进行自由选择,本文设计了基于交流最优潮流的两种输电权类型共存的新型混合输电权。介绍了这种新型混合输电权的规避风险原理及交易方法,建立了两种输电权混合拍卖的数学模型并利用原对偶内点方法进行了分析和计算。推导结果和数值仿真结果都证明了这种新型混合输电权的可行性和有效性。 最后,针对目前国内输电权研究滞后和输电权计算软件缺乏的不足,本文对我国输电权市场的架构进行了设计,给出了输电权购买费用及补偿收益的分配方法,指出了输电权市场的主要组成子系统及其功能的相互协调。开发了多种输电权形式的交易软件,界面友好、具备可升级性和可维护性,为我国输电权市场的开展进行了有益地尝试。