CN110889778A - 一种基于网络安全约束的电能价值评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于网络安全约束的电能价值评估方法,包括以下步骤:步骤一、构建基于交流最优潮流的节点边际电价模型;步骤二、建立基于网络安全约束的节点边际电价模型的约束条件,包括等式约束和不等式约束,所述的等式约束包括有功功率和无功功率平衡条件,所述的不等式约束包括节点电压约束、机组出力约束和输电线路潮流约束;步骤三、选择原对偶内点法对节点边际电价模型进行求解,得到电能价值评估影响因素;步骤四、在步骤三得到的电能价值评估影响因素的基础上,进行仿真验证。本发明交流节点边际电价模型有效,能够正确评估电能价值。
Description
技术领域
本发明属于电力市场机制设计领域,具体涉及一种基于网络安全约束的电能价值评估方法。
背景技术
电力工业通过发电设备将煤炭、天然气、石油、核燃料、风能、太阳能、水能、潮汐能等一次能源转换为二次能源,再通过输电、变电与配电系统供给用户,起到生产、输送和分配电能的作用,其作为国民经济发展中最重要的基础能源产业,与社会各方面的发展和人民日常需求密切相关。
传统电力工业的运营模式采用垂直一体化垄断模式,由电力企业垄断发电、输电、配电和售电等电力生产、消费的各个环节,难以鼓励电力行业实现有效运营,增加了企业管理难度,不利于电力工业效率的提升。时代的发展证明电力工业的市场化改革为必不可挡的趋势。在电力行业引入市场竞争机制,把生产、输送和分配电能的各环节分开并相应建立独立企业,可实现电力企业管理的专业化,有利于生产效率的提高,从而促进我国电力事业的长期稳定发展。目前,我国的电力系统正逐步进行市场化改革,致力于引导形成统一开放、协调联动的电力市场体系。电力企业开始竞价上网,大客户直购电稳步进行,试点工作将逐步推广,电力市场化改革正有序深入地推进。
电力市场通过电价来体现电能的价值,电价制度的改革无疑是电力市场改革的第一步。建立有效、可靠的电价机制以实现资源的合理优化配置是电力工业改革的目标。合理的电价制度将为市场参与者提供直观的经济信号,促进电力市场的长期稳定发展。我国关于电价定价机制确立的研究仍在逐步探索的阶段。
目前在电力现货市场交易中,通行的价格机制为按市场参与者的报价进行结算(Payasbid,PAB)或者按照市场边际出清价格结算,后者是一种统一的价格机制,即各市场参与者按照统一的市场边际出清价格结算,此机制运行效率更高。电力市场中边际价格的出清机制由系统边际电价(System Marginal Price,SMP)过渡到区域边际电价(ZonalMarginal Price,ZMP),再发展到节点边际电价(Locational Marginal Price,LMP)。系统边际电价只在系统不会发生阻塞时才起作用,其形成过程未考虑输配电损耗或阻塞,即整个市场中所有节点的电价均相等。若在市场出清时计及输电网络安全约束,则能够在市场出清的同时进行阻塞管理,形成包含输配电损耗分量和阻塞分量的出清电价,把一些不容易发生输电阻塞的节点划分到一个区域内,采用统一的区域边际电价进行结算,可提高出清效率。
目前普遍认为,节点边际电价机制为最有效、最可靠的电力市场定价机制,在北美、澳大利亚、新加坡、新西兰等地的集中式电力市场中得到了广泛应用。节点边际电价理论最早于80年代提出,是指在满足发电设备运行特性和相应约束条件的情况下,在某一节点增加单位负荷需求时的边际成本,即代表在某时间、某地点消费“多一度电”所需要增加的成本。系统运行的安全性要求形成输电线路约束,可能造成输电网络阻塞的发生。当输电线路无阻塞且不计及网络损耗时,系统中所有节点的边际电价相同,即等于系统边际电价的值;在有约束条件下各节点电价不同,可反映电能在系统中在不同时刻,于不同位置的价值,即反映特定节点的电力供需关系。节点边际电价在时间维度的变化映射出用户负荷需求的变化;在空间维度的变化映射出网络损耗与线路传输阻塞的影响。
在使用节点边际电价作为定价机制时,对于电力市场中的参与者来说,发电商依据其边际发电成本进行报价,用户方依据其所在节点处的节点边际电价购买电能。与其他定价机制相比,节点边际电价机制更为直观的反映了针对不同地区的发电边际成本和输电边际损耗,从而为所有市场参与者包括生产者、投资者、消费者等群体提供合理的经济信号,引导他们合理进行输电网络的投资和使用,促成电力资源在大范围内的优化配置,使得电力工业稳定、健康地发展。理论上,可直接根据定义得到电力现货市场中各节点的节点边际电价,而电力系统庞大复杂,目前节点边际电价只能由优化模型得出,对于计及网络安全约束的节点边际电价的电能价值评估方法的研究,具有十分重要的意义。
公开号为CN109980631A公开了一种日前电力现货市场出清与节点电价计算方法;首先,获取基础数据;然后,建立全时段安全约束机组组合模型;进一步,求解全时段安全约束机组组合模型;同时,令当前时段t=1,总时段数为T;再进一步的,建立t时段的安全约束经济调度模型;然后,计算t时段的节点边际电价,且t=t+1;当t>T时,则进行步骤S7,否则重复步骤S6;最后,输出结果,输出发电机组启停状态、机组出力以及各时段的节点边际电价数据;通过本技术方案,可获取输出发电机组启停状态、机组出力以及各时段的节点边际电价数据信息,为管理者提供相应的数据信息,提高工作效率。公开号为CN109861236A的中国发明专利申请公开了一种考虑配电网潮流约束的最优分时电价获取方法,其步骤包括:1.获取不同节点的配电网年小时负荷曲线以及月典型日负荷曲线;2.利用边界移动方法进行典型日负荷的时段划分;3.建立基于电价弹性矩阵的用户响应模型,并利用比例分配方法计算分时电价后的小时负荷;4.建立潮流计算模型,提出日节点电压波动率与日有功网络损耗作为分析指标;5.根据相应指标构造电价优化的目标函数,利用含收缩因子的粒子群算法进行电价优化。该发明能降低配电网的节点电压波动与有功网络损耗,从而实现配电网的安全经济运行。但是,上述专利忽略了无功功率、可变损耗等较多影响因素,对电能价值评估不准确。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明提供了一种基于网络安全约束的电能价值评估方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于网络安全约束的电能价值评估方法,包括以下步骤:
步骤一、构建基于交流最优潮流的节点边际电价模型;
步骤二、建立基于网络安全约束的节点边际电价模型的约束条件,包括等式约束和不等式约束,所述的等式约束包括有功功率和无功功率平衡条件,所述的不等式约束包括节点电压约束、机组出力约束和输电线路潮流约束;
步骤三、选择原对偶内点法对节点边际电价模型进行求解,得到电能价值评估影响因素;
步骤四、在步骤三得到的电能价值评估影响因素的基础上,进行仿真验证。
优选地,所述的步骤一、构建基于交流最优潮流的节点边际电价模型,包括:
建立系统系统总发电成本最小的目标函数如下:
minf=a2PG 2+a1PG+a0
式中:f—总发电成本,a2、a1、a0—节点i发电机报价参数;PG—节点i发电机输出有功功率。
优选地,所述的有功功率和无功功率平衡条件包括:
式中:△Pi—节点i的有功功率变化;△Qi—节点i的无功功率变化;PGi—节点i上发电机的有功出力;QGi—节点i上发电机的无功出力;PDi—节点i上负荷的有功功率;QDi—节点i上负荷的无功功率;Gij—节点i、j之间的电导;Bij—节点i、j之间的电纳;Vi—节点i的电压;Vj—节点j的电压;n—节点个数;θij—节点i、j之间的电压相角差。
优选地,所述的节点电压约束包括:
Vmin≤Vi≤Vmax,i∈1,2,...,N
式中:Vmin、Vmax—节点电压幅值的上下限。
优选地,所述的机组出力约束包括:
PGi,min≤PGi≤PGi,max
QGi,min≤QGi≤QGi,max
式中:PGi,min—第i台发电机组的最小有功出力;PGi,max—第i台发电机组的最大有功出力;QGi,min—第i台发电机组的最小无功出力;QGi,max—第i台发电机组的最大无功出力。
优选地,所述的输电线路潮流约束包括:
|Pij|=|Vi 2Gij-ViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)|≤PLij,max
Pij—节点i与节点j之间的潮流有功负荷;PLij,max—节点i与节点j之间的最大潮流约束。
优选地,所述的电能价值评估影响因素包括能量价格分量、网损分量和线路阻塞分量。
优选地,所述的仿真验证采用IEEE多节点配电系统为算例。
本发明的积极有益效果:
1.电力工业改革的目标是通过建立有效的电价机制来实现电力资源的优化配置,合理的定价机制对电力市场的稳定运行起着重要的作用,能够为所有市场参与者提供合理的经济信号。本发明采用基于网络安全约束的电能价值评估方法,能够较为直观的反映短时期内不同地区的发电边际成本(其能量价格分量)与输电边际价值(包括输电阻塞成本与网损成本),进而有效引导输电网络的使用和投资,促进电力工业的稳定健康发展。
本发明从安全约束经济调度思想入手,强调了基于电网安全约束的模型优势,在此模型下推导并分析了系统在节点边际电价的形成机制和反映出的经济现象,以系统总发电成本最小为目标函数,考虑节点功率平衡约束、节点电压约束、发电机组出力约束、线路输电潮流约束为约束条件,充分考虑能量价格、输电阻塞成本和网络损耗成本,在交流节点边际电价模型下,基于原对偶内点法进行模型求解,所求解的节点边际电价中包含了能量价格分量、网损分量、线路阻塞分量,涵盖了影响电能价值的主要影响因素,证明了模型的有效性。
本发明以修改的IEEE多节点配电系统作为算例,分析了交流节点边际电价模型下系统有无阻塞时的节点边际电价,一方面解释了节点边际电价所包含的能量价格分量、网损分量、线路阻塞分量的具体含义和对应的经济现象,证明了模型的有效性;另一方面说明了交流节点边际电价模型计算得出的节点边际电价准确,能够正确评估电能价值。
附图说明
图1为5节点配电系统接线图;
图2为系统无阻塞时算法收敛特性;
图3为系统有阻塞时算法收敛特性;
图4为改变无功负荷时算法收敛特性。
具体实施方式
下面结合一些具体实施例对本发明进一步说明。
如图1所示,一种基于网络安全约束的电能价值评估方法,包括以下步骤:
步骤一、构建基于交流最优潮流的节点边际电价模型;
基于交流最优潮流的电力市场交易模型是准确的数学模型,交流最优潮流可准确的描述系统的运行状态和各变量间的数学关系,能够反映网络阻塞、网损、约束条件情况的影响。
考虑以系统总发电成本最小为目标函数,交流潮流下节点边际电价模型目标函数建立如下:
minf=a2PG 2+a1PG+a0
式中:f—总发电成本,a2、a1、a0—节点i发电机报价参数,PG—节点i发电机输出有功功率。
步骤二、建立基于交流最优潮流的节点边际电价模型的约束条件,包括等式约束和不等式约束,所述的等式约束包括有功功率和无功功率平衡条件,所述的不等式约束包括节点电压约束、机组出力约束和输电线路潮流约束;
(1)节点功率平衡约束
节点有功功率和无功功率平衡约束条件公式分别如下式所示:
式中:△Pi—节点i的有功功率变化量;△Qi—节点i的无功功率变化量;PGi—节点i上发电机的有功出力;QGi—节点i上发电机的无功出力;PDi—节点i上负荷的有功功率;QDi—节点i上负荷的无功功率;Gij—节点i、j之间的电导;Bij—节点i、j之间的电纳;Vi—节点i的电压;Vj—节点j的电压;n—节点个数;θij—节点i、j之间的电压相角差。
(2)节点电压约束
节点电压幅值约束条件的公式为下式所示
Vmin≤Vi≤Vmax,i∈1,2,...,N
式中:Vi—节点i的电压;Vmin、Vmax—节点电压幅值的上下限;
(3)机组出力约束
机组有功出力和无功出力限制条件的公式分别为下式所示
PGi,min≤PGi≤PGi,max
QGi,min≤QGi≤QGi,max
式中:PGi,min—第i台发电机组的最小有功出力;PGi,max—第i台发电机组的最大有功出力;QGi,min—第i台发电机组的最小无功出力;QGi,max——第i台发电机组的最大无功出力。
(4)输电线路潮流约束
|Pij|=|Vi 2Gij-ViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)|≤PLij,max
Pij—节点i与节点j之间的潮流有功负荷;PLij,max—节点i与节点j之间的最大潮流约束。
步骤三、在网络安全约束的基础上,选择原对偶内点法对节点边际电价模型进行求解,得到电能价值评估影响因素,步骤如下:
基于交流最优潮流的节点边际电价模型中等式约束与不等式约束矩阵如下:
基于原对偶内点法思想,引入障碍函数后形成的拉格朗日函数为:
式中yp——有功功率平衡约束的拉氏乘子;yq——无功功率平衡约束的拉氏乘子;z1、w1——发电机组有功出力约束的拉氏乘子;z2、w2——发电机组无功出力约束的拉氏乘子;z3、w3——节点电压幅值约束的拉氏乘子;z4、w4——线路输电功率约束的拉氏乘子;l1、u1——发电机组有功出力约束的松弛变量;l2、u2——发电机组无功出力约束的松弛变量;l3、u3——节点电压约束的松弛变量;l4、u4——线路输电功率约束的松弛变量。
对于整个系统来说,各节点总注入功率等于系统的网络损耗,则有,
式中:Ploss—系统有功功率损耗;Qloss—系统无功功率损耗。
根据节点边际电价的定义,节点边际电价为节点有功负荷产生单位量变化时对应的系统总发电成本变化,即等于系统发电成本对节点有功负荷的偏导数。对引入障碍函数后形成的拉格朗日函数求PDi偏导,可得:
Pij=Vi 2Gij-ViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)
线路ij的功率损耗为,
Ploss,ij=Gij(Vi 2+Vj 2-2ViVjcosθij)
Qloss,ij=Bij(Vi 2+Vj 2-2ViVjcosθij)
则系统总网络损耗为,
系统有功功率网损分别对相角和节点电压幅值求偏导为:
表示为矩阵形式有,
式中Jaco—雅克比矩阵,能够通过潮流方程计算中得到,将上式进行变形,
可得,
则同理可得,
同时由系统有功功率网损、无功功率网损、节点i与节点j之间的潮流有功负荷分别对相角和节点电压幅值求偏导可推导得到:
步骤四、在步骤三得到的电能价值评估影响因素能量价格分量、网损分量、线路阻塞分量的基础上,进行仿真验证,验证结果的有效性。
本发明使用原对偶内点法,以IEEE5节点配电系统为例,参见图1IEEE5节点配电系统接线图,该系统节点1、节点2、节点3为PQ节点;节点4为PV节点;节点5为平衡节点,系统中各节点出力和负荷、线路参数、变压器参数等数据情况如图1所示,设功率基准值为100MVA,数据以标幺值形式体现。
该系统共有2台机组,分别位于节点4、节点5。发电机有功出力、无功出力上下界和机组燃料耗费曲线参数如表1所示。
表1系统发电机组报价参数
统输电线路潮流约束如表2所示。
表2线路传输功率边界
线路编号 | 方向(节点i→j) | 最大输电容量 |
1 | 1→2 | 2.00 |
2 | 1→3 | 0.65 |
3 | 2→3 | 2.00 |
4 | 2→4 | 6.00 |
5 | 3→5 | 5.00 |
交流节点边际电价模型结果分析如下所示:
对基于交流的节点边际电价模型下迭代该算例的寻优过程加以说明。
由实际问题对变量进行数据初始化,设置如下:节点电压Vi=1,θi=0(i=1,2,3,4);平衡节点(节点5)Vi=1.05,θi=0;松弛因子li=1,ui=1,收敛条件为ε=10-6。
下面针对系统未发生阻塞、线路3(节点2→3)发生阻塞、节点4无功负荷由0变为1.0和改变平衡节点为节点5以下共四种情况对交流节点边际电价模型进行求解:
(1)当系统未发生阻塞时
计算过程中以节点1为参考节点,算法迭代进行31次,用时0.260602秒,算法迭代特性如图2所示。
交流节点边际电价模型程序计算得到系统机组出力结果如下表3:
表3交流LMP模型下机组出力(无阻塞时)
发电机号 | 节点编号 | 有功出力 | 无功出力 | 燃料费用($) |
1 | 4 | 5.7899 | 1.5592 | 4052.04 |
2 | 5 | 1.9350 | 2.3320 | 3577.10 |
得到各节点边际电价值如表4所示。
表4交流LMP模型下节点边际电价(无阻塞时)
节点编号 | 节点边际电价 |
1 | 2.3086 |
2 | 0.7912 |
3 | 1.3585 |
4 | 0.7845 |
5 | 1.2769 |
关于交流模型下节点边际电价公式的推导可知,节点边际电价的交流模型包括能量价格分量、网损分量和线路阻塞分量。
经过对结果的分析,不考虑发生线路阻塞时,节点边际电价只含有能量价格分量和网损分量,由表4可知,此时各机组出力分配和各个节点的节点边际电价都不同。发电边际成本即为能量价格分量,在节点边际电价的能量价格分量相同的情况下,产生电价差异的原因在于模型考虑了网络损耗分量。若某节点处净注入功率的增大会引起较大的网络损耗,则其节点边际电价网损分量为负值,导致此处节点边际电价较低,低电价将影响用户从此处购电需求的增加,即负荷量将相对增大,节点注入功率将降低,起到减小网损的作用;相反,若该节点处净注入功率的增大引起的网络损耗较小,则其网损分量为正,节点边际电价较高,对于发电商来说其注入电网的电能质量较高,高电价将起到一定的鼓励作用。
(2)当系统发生阻塞时
假设线路3(节点2→3)发生阻塞,最大输电容量为1.0。仍以节点1作为参考节点。算法迭代进行27次,用时1.380407秒,算法迭代特性如图3所示。
交流节点边际电价模型程序计算得到系统机组出力结果如下表5:
表5交流LMP模型下机组出力(有/无阻塞对比)
在系统线路3(节点2→3)发生阻塞的情况下,各节点边际电价情况如表6所示。
表6交流LMP模型下节点边际电价(有/无阻塞对比)
线路3(节点2→3)发生阻塞时,节点边际电价含有能量价格、网损成本和线路阻塞成本三部分分量,由表6可以看到,此时系统中各节点电价与无阻塞时相比差异较大。其中,节点3的节点边际电价有较大增长。这是因为节点3处注入功率的增大将引起线路3(节点2→3)阻塞情况的加重,其阻塞分量为正值。此时系统出于对运行安全性、可靠性的考虑,将不再优先采用价格低廉的本地发电商,而选择调用发电成本较高的机组,通过未发生阻塞的线路向节点3传输功率。高节点边际电价同时引导用户电能需求的下降,使得节点3处节点注入功率将下降,一定程度上缓解线路3的阻塞情况。节点1和节点2的节点边际电价减小较多,这是因为两处节点注入功率的增大有利于缓解线路3(节点2→3)的阻塞情况,其线路阻塞成本为负值,将引起节点边际电价的降低。
(3)当节点无功负荷改变时
假设节点4的无功功率负荷由0变为1.0,算法迭代进行31次,用时0.74585秒,算法迭代特性如图4所示。
交流节点边际电价模型程序计算得到系统机组出力结果如下表7:
表7交流LMP模型下机组出力计划(改变无功负荷对比)
节点无功负荷发生改变时,得到节点边际电价情况如表8所示。
表8交流LMP模型下节点边际电价(改变无功负荷对比)
由表7可知,改变节点无功负荷后,发电机组的无功出力分配情况随之改变,有功出力分配不变。由表8可以发现,节点4无功负荷由0变为1.0后,节点边际电价发生了些许小变动,但是与无功负荷变动前差异不大。这是因为,无功负荷的变化一定程度上引起了有功功率网损和无功功率网损的变化,使得部分节点的节点边际电价网损分量发生变动。但是因为其对网损影响不大,且网损分量在节点边际电价中所占比重不大,所以无功负荷的变化只能引起较小的节点边际电价差异。
(4)改变平衡节点的设定时
若改变平衡节点为节点5,将不影响发电机组的出力情况,求解得节点边际电价如表9所示。
表9基于交流模型的节点边际电价(改变平衡节点)
由表9可知,改变平衡节点的设定时,平衡节点的选定对节点边际电价不产生任何影响,这是因为在交流最优潮流模型下,平衡节点和其他节点一样,其节点电压幅值和相角、发电机有功出力和无功出力都是模型的控制变量,平衡节点和其他节点相比没有区别,它的设定不影响节点边际电价的计算结果。
本发明的验证结果如下:使用原对偶内点法以图1所示的5节点配电系统为例,分别基于节点边际电价的交流模型和直流模型在不同情况下进行节点边际电价的求解,包括:系统不产生阻塞、线路3(节点2→3)发生阻塞、节点4无功负荷发生改变、改变平衡节点。一方面解释了节点边际电价所包含的能量价格分量、网损分量、线路阻塞分量的具体含义和对应的经济现象,证明了模型的有效性;另一方面说明了交流节点边际电价模型计算得出的节点边际电价准确,能够正确评估电能价值。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当。
Claims (8)
1.一种基于网络安全约束的电能价值评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一、构建基于交流最优潮流的节点边际电价模型;
步骤二、建立基于网络安全约束的节点边际电价模型的约束条件,包括等式约束和不等式约束,所述的等式约束包括有功功率和无功功率平衡条件,所述的不等式约束包括节点电压约束、机组出力约束和输电线路潮流约束;
步骤三、选择原对偶内点法对节点边际电价模型进行求解,得到电能价值评估影响因素;
步骤四、在步骤三得到的电能价值评估影响因素的基础上,进行仿真验证。
2.根据权利要求1所述的一种基于网络安全约束的电能价值评估方法,其特征在于,所述的步骤一、构建基于交流最优潮流的节点边际电价模型,包括:
建立系统总发电成本最小的目标函数如下:
min f=a2PG 2+a1PG+a0
式中:f—总发电成本,a2、a1、a0—节点i发电机报价参数;PG—节点i发电机输出有功功率。
4.根据权利要求1所述的一种基于网络安全约束的电能价值评估方法,其特征在于,所述的节点电压约束包括:
Vmin≤Vi≤Vmax,i∈1,2,...,N
式中:Vmin、Vmax—节点电压幅值的上下限。
5.根据权利要求1所述的一种基于网络安全约束的电能价值评估方法,其特征在于,所述的机组出力约束包括:
PGi,min≤PGi≤PGi,max
QGi,min≤QGi≤QGi,max
式中:PGi,min—第i台发电机组的最小有功出力;PGi,max—第i台发电机组的最大有功出力;QGi,min—第i台发电机组的最小无功出力;QGi,max—第i台发电机组的最大无功出力。
6.根据权利要求1所述的一种基于网络安全约束的电能价值评估方法,其特征在于,所述的输电线路潮流约束包括:
|Pij|=|Vi 2Gij-ViVj(Gijcosθij+Bijsinθij)|≤PLij,max
Pij—节点i与节点j之间的潮流有功负荷;PLij,max—节点i与节点j之间的最大潮流约束。
7.根据权利要求1所述的一种基于网络安全约束的电能价值评估方法,其特征在于,所述的电能价值评估影响因素包括能量价格分量、网损分量和线路阻塞分量。
8.根据权利要求1所述的一种基于网络安全约束的电能价值评估方法,其特征在于,所述的仿真验证采用IEEE多节点配电系统为算例。
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CN201911198613.XA CN110889778A (zh) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | 一种基于网络安全约束的电能价值评估方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111507004A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-07 | 云南电网有限责任公司 | 一种直流联络线最大传输能力的评估方法 |
CN112580868A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-03-30 | 中国电力科学研究院有限公司 | 电力系统输电阻塞管理方法、系统、设备及存储介质 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120296482A1 (en) * | 2009-10-23 | 2012-11-22 | Viridity Energy, Inc. | Methods, apparatus and systems for managing energy assets |
US8457802B1 (en) * | 2009-10-23 | 2013-06-04 | Viridity Energy, Inc. | System and method for energy management |
CN107359649A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-17 | 华中科技大学 | 一种考虑多配网接入情形下的输配一体化优化调度方法 |
CN107563779A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 中国电力科学研究院 | 一种节点边际电价求解方法 |
CN109636113A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-16 | 贵州电网有限责任公司 | 基于节点边际电价的电网风险分析方法 |
CN109861236A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-06-07 | 合肥工业大学 | 一种考虑配电网潮流约束的最优分时电价获取方法 |
-
2019
- 2019-11-29 CN CN201911198613.XA patent/CN110889778A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120296482A1 (en) * | 2009-10-23 | 2012-11-22 | Viridity Energy, Inc. | Methods, apparatus and systems for managing energy assets |
US8457802B1 (en) * | 2009-10-23 | 2013-06-04 | Viridity Energy, Inc. | System and method for energy management |
CN107563779A (zh) * | 2016-06-30 | 2018-01-09 | 中国电力科学研究院 | 一种节点边际电价求解方法 |
CN107359649A (zh) * | 2017-08-31 | 2017-11-17 | 华中科技大学 | 一种考虑多配网接入情形下的输配一体化优化调度方法 |
CN109636113A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-16 | 贵州电网有限责任公司 | 基于节点边际电价的电网风险分析方法 |
CN109861236A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-06-07 | 合肥工业大学 | 一种考虑配电网潮流约束的最优分时电价获取方法 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
宋嗣博等: "基于节点边际电价的电力市场分区策略研究", 《电力建设》 * |
潘敬东等: "节点边际电价的优化原理", 《电力系统自动化》 * |
王欣星等: "基于原对偶内点法的节点边际电价计算", 《电网技术》 * |
陈之栩等: "交直流迭代法求解含网损节点边际电价", 《电力系统自动化》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111507004A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-08-07 | 云南电网有限责任公司 | 一种直流联络线最大传输能力的评估方法 |
CN111507004B (zh) * | 2020-04-20 | 2023-08-08 | 云南电网有限责任公司 | 一种直流联络线最大传输能力的评估方法 |
CN112580868A (zh) * | 2020-12-17 | 2021-03-30 | 中国电力科学研究院有限公司 | 电力系统输电阻塞管理方法、系统、设备及存储介质 |
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