计算电网可用输电能力的方法述评

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-29 原文发表时间:2007-06-30 人气:1

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摘要：在电力市场环境下，电网可用输电能力(ATC)是反映输电系统可用于传输电力的剩余容量的重要指标。文中根据国际公认的NERC关于ATC的定义，讨论了TRM和CBM两种裕度的含义及几种计算方法；详述了现有的多种ATC的计算方法，包括线性分布因子法、重复潮流法、连续潮流法、最优潮流法和灵敏度分析法，并分析比较了各种方法的优缺点。最后对我国电力市场环境下大型互联电网之间的ATC计算提出了一些建议。
关键词：电力市场；可用输电能力；TRM；CBM；算法分析

Reviewof available transfer capability calculation in electricity market
LIU Hao－ming1，NIYi－xin2，WUJun－ji1，ZOUYun1
(1.Nanjing University ofScience and Technology，Nanjing 210094，China；2.The University of Hong Kong，Hong Kong，China)
Abstract：Inthe contextofelectricity market，availabletransfer capability(ATC)indicatesthe amount ofthefurther usabletransmission ca－pability for commercialtrading.Firstly，according to the ATCdefinition from NERC，severalimportantterms are explained，the implicationand some calculation methods of TRMand CBMare presented.Secondly，the mainfeatures of differentalgorithmsof ATCcalculation，such asLinear Power Flow(LPF)，repeat power flow(RPF)，continuation powerflow(CPF)，optimal powerflow(OPF)and sensitivity analysismethods，are analyzed and compared.Finally，some suggestions on ATCapplication in China electricity marketare presented.
Key words：electricity market；ATC；TRM；CBM；algorithms analysis

1　引言

电力系统区域间功率输送能力计算的研究始于20世纪70年代，至今已有30年的历史。在传统的电力工业运行模式下，它主要用于评估系统互联强度及比较不同输电系统结构的优劣[1]。而在电力市场环境下，系统中往往存在着大量的频繁变化的电力交易，这使得输电系统负荷增加、环流增大、容量裕度降低，进而稳定裕度减少，电力系统的安全与稳定问题更加突出。为保证电力系统的安全运行，需要实时评估电力系统运行的安全水平。在这样的背景下，可用输电能力(ATC：Available Transfer Capability)的计算就显得十分重要，它不仅可以显示电网运行的安全与稳定裕度，从而减少阻塞发生的概率，也可以为市场参与者提供电网使用状况的详细信息，以指导他们参与市场的行为。

北美电力可靠性委员会NERC(North AmericanElectric Reliability Council)在上个世纪九十年代统一了有关输电极限的概念，提出了可用输电能力ATC的详细定义与计算框架[2]，这一工作在国际上已得到了更为广泛的认可。ATC是在已有的协议基础上，在实际输电系统中可以用于进一步商业活动的富余输电能力。数学上，ATC可以表示为线路最大输电能力TTC(Total Transfer Capability)减去输电可靠性裕度TRM(Transmission Reliability Margin)，减去容量效益裕度CBM(Capacity Benefit Margin)，再减去现存输送协议ETC(Existing Transmission Commit－ments)。ATC的计算值应实时发布在电力市场公共信息系统网页上，以进一步促进输电网络的开放，进而促进电力市场的交易[3]。

按照NERC建议的计算框架，ATC的计算需要考虑三种物理约束：电压约束；设备过负荷约束；包括静态、动态和暂态等在内的各种稳定极限约束[2]。这里静态安全约束为“N－1”准则。

计算ATC必须要计算TRM和CBM这两种输电容量裕度。本文将先分析TRM和CBM两种裕度的含义，介绍几种计算两种裕度的方法；然后详述了现有的多种ATC的计算方法，包括线性分布因子法、重复潮流法、连续潮流法、最优潮流法和灵敏度分析法等，分析比较了这些方法的优缺点。在文章最后对我国电力市场环境下大型互联电网的ATC的计算提出了一些的建议。

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