区域阻塞管理方法简述

电力18讯：    
东南大学  章君春 梁琛 魏萍 蒋平

摘要：在电力市场环境下，交易方式呈多样化，输电阻塞问题不容忽视。该文对阻塞管理的基本理论作了较为系统的阐述，在此基础上总结阻塞调度和阻塞定价的各种方案，分析其特点和适用性。并在最后针对华东市场的现状提出交易模式和与之相对应的阻塞管理方案。

关键词：电力市场；阻塞管理；阻塞调度

中图分类号：TM727 文献标志码：B 文章编号:1003-0867(2006)11-0008-03

在传统的电力工业中，发电、输电和配电系统都归电力公司所有，实行统一垂直管理体系。在调度过程中，调度中心对本系统内的运行成本和各种约束拥有充分的信息，区域外使用电网相对受到限制，因此在最优化目标下满足约束的问题变得容易考虑。因此在传统的电网运行模式中，“阻塞”不是一个典型问题。

随着电力市场化改革深入，需要在更大范围内实现资源的优化配置，输电网必须对用户公平开放，跨区域的电能交易日益增多，电网潮流不确定性增加，使得电能传输受限制情况明显增多。因此，输电阻塞便成为亟待解决的重要课题。

1 阻塞管理的原则

电力市场环境下，通常把违反输电系统的安全性限制称为输电阻塞（Transmission Congestion）。为了消除阻塞，需要采取阻塞定价以及发电机再调度等经济技术措施，使系统运行于一定的安全和可靠性水平内，维持电力市场的有效率运行，这一过程称为阻塞管理（Congestion Management）。

在电力市场交易或电网运行过程中，如产生输电阻塞，将使市场从一个平衡点转向另一个平衡点。直接影响交易的进行，并产生系统可靠性降低等一些外部效应。电力市场中的阻塞问题阻碍了资源在大范围内的优化配置，降低了电力市场运行的效率和效益。因此，解决好电网运行的阻塞对电力市场的健康发展将起到积极的作用。

世界的电力市场改革实践中，输电网无一例外的由系统运行者统一运营（即使输电网的所有权归多方所有的），而开放输电网是改革的重要一环，从而为供需双方参与市场竞争提供一个开放的平台，也在一定程度上表征了市场化的程度。

阻塞管理应当在遵循以上输电网的开放原则的基础上，消除阻塞，把控制电网在安全运行范围内的同时，尽量保证电力市场运行的效率，即运行的经济性。这表现为：在电网约束条件下，使社会福利最大化、市场交易改变量最小化、调整费用最小化等几种目标形式。

从阻塞管理的定义来看，输电网阻塞管理应包括下面三方面的内容：阻塞的预防，阻塞的消除，阻塞的定价。本文着重阐述后两方面的内容。

2 阻塞的消除

在不同的市场类型，不同的交易模式下采用的阻塞调度方案也是不同的。按照交易模式的不同，可分为基于Pool模式、基于双边交易的以及基于两种交易模式混合的阻塞调度方案；按照市场控制策略的不同，可分为集中调度和分散调度。本文基于市场控制策略，介绍当前对不同类型的市场和交易模式下的阻塞调度方法。

2.1 集中优化调度

该调度方案下，多个区域的互联系统由一个中心调度机构（电力市场环境下，称为ISO或RTO）统一负责电网的运行。集中优化调度的思想可描述为系统运行员在满足系统和市场的约束条件下，达到某个特定的优化管理目标，实际上均可看成是最优潮流（OPF）的不同应用问题。

下面介绍在Pool和双边交易模式下所采用的调度策略。

Pool模式下的阻塞调度。Pool模式下，对于只开放发电侧的市场（这种市场模式适用于电力市场初期），市场运营机构根据各发电方报价购电满足负荷需求，同时确定各机组中标情况，一般以购电成本最小为目标。Pool模式下，对于发电侧和负荷侧都开放的市场，市场运营机构根据发电报价和负荷报价制定交易计划，同时确定各机组和负荷中标情况，一般以社会效益（社会福利）最大为目标。

考虑双边交易的阻塞调度。双边交易是电力市场中的一种重要模式，发电商与负荷用户直接签订购售电合同，当电网阻塞比较严重时，往往需要调整双边交易合同消除阻塞。当阻塞调度仅调整双边交易时，引入用户支付因子，考虑了交易的重要程度，目标为交易调整费用最小。

大部分电力市场都采用Pool和双边交易的混合模式，因此阻塞调度过程中，有必要研究两种不同交易模式共存时的调度问题。

2.2 分散优化调度

集中调度有利于ISO控制电力市场的安全运行，在整个区域内配置资源，从而达到社会效益最优。而分散优化调度思想则让市场参与者在自我协调交易的过程中实现社会效益，类似ISO的系统运行机构负责公布电网信息和安全控制，这样的运营方式更为市场化，有利于调动参与者的积极性。

2.3 市场分裂法

市场分裂法（Market Splitting）是介于集中和分散调度之间的调度方案。此方案在整体上把一个大区域分为几个子区域分别竞价，属于分散调度方式；而区域内属于集中调度方式，目标为区内社会效益最<