简介

电力工业正在由传统的垄断管制型向竞争监管型转变。解除管制、引入竞争已经成为世界各国电力行业发展的总趋势。电力工业的这一巨大改革就是要将电力工业纳入市场经济框架，通过市场竞争来实现资源的优化配置，提高效率，降低成本，优质服务，合理规划，促进电力工业长期持续稳定发展。

电力市场与其他商品市场的不同在输电环节表现得尤为突出:电能输送通过结构复杂的输电系统进行，要遵守基尔霍夫定律，同时必须满足多种物理约束，输电路径十分复杂，且不能人为指定。因此输电服务及定价，特别是输电成本回收，网损分摊，以及阻塞管理与定价已成为电力市场研究的热点。 1992年美国颁布的能源政策法案(EPAct)提出了输电网开放的概念，其目的是为发电市场提供一个规范而公平的竞争环境。1994年IEEE的输电网开放工作组在当年的IEEE冬季会议上就这一问题进行了专题讨论。

随着输电网开放以及跨区域电能交易的日益增多，特别是我国大区联网、西电东送等工程的实施，输电阻塞问题将日益严重。输电系统阻塞的原因是:输电线的热容量限制和系统的稳定性限制。系统输送容量的限制带来的影响是使系统的安全J陛和稳定性受到威胁，使电能交易计划无法实现，影响资源的优化配置和利用，还可能导致市场力的滥用，引起电价的扭曲。

阻塞管理的目标是制定一系列规则，有效地控制发电机和负荷，使系统的短期运行具有一定的安全和可靠性裕度，同时为系统的长期投资规划提供有效信息。从短期而言，阻塞管理需要制定一公平的削减交易的计划和制定新的调整准则，从而实现电力系统的最优安全经济调度，保证系统安全可靠运行;从长期而言，阻塞管理应该通过价格信号为系统的长期健康发展提供激励。

阻塞管理的最优调度

由于电力商品具有无法大量存储，且必须实时平衡等特点，所以目前所有的电力市场都设立了系统运行机构(ISO，以负责系统的安全调度、执行阻塞管理等任务。短期阻塞管理是一交易计划调整策略的制定问题，即最优调度问题。它决定系统资源的短期优化配置并确保系统的安全性。

电力市场存在多种交易模式，如联营体交易模式、双边和多边交易模式，以及联营体和双边混合交易模式。在不同的交易模式下，系统调度人员将面对不同的优化问题。

对于联营体和双边混合交易模式，存在着远期合同市场(forward contract market)和现货市场(spotmarket)，包括日前市场(day ahead)和时前市场 C hour ahead，以及实时平衡市场(real-timebalancing market)。在进行调度时需要考虑远期合同和现货市场的权重(即优先级)。系统运行人员根据大家共同接受的交易计划，调整规则及权重等以调整交易计划，最后得到可行的计划。而在实时平衡市场，则需要利用辅助服务以保证系统的安全稳定性。

目前的优化调度大多是以最优潮流为出发点的。以下对不同交易模式下的最优调度进行分析讨论。

单纯联营体交易模式的阻塞调度

在单纯联营体交易模式中，发电公司(有些电力市场大用户也参与投标)向市场组织者提交下一交易时段所能提供的电力和价格曲线，组织者根据负荷预测及所有投标，按照满足负荷要求、供需平衡且生产成本最低原则确定发电计划和交易价格。

联营体交易模式下的阻塞管理方法可分为两类:一类是考虑各种系统约束，直接利用最优潮流 OPF得到满足约束条件的最优发电计划;另一类在投标确定的市场出清价(Market Clearing PriceMCP)基础上，根据某种原则对发电计划进行安全校正。

直接OPF阻塞管理

以经济调度为基础的实时电价理论，已经隐含了Pool模式的雏形;提出了节点电价模型(nodal pricing)和Poolco交易模式，其阻塞管理的实质就是一基于集中调度的最优潮流问题。

最优潮流的数学模型可描述为确定一组使目标函数最小的最优控制变量u，并满足等式和不等式约束条件:

联营体阻塞管理的特点

能够较为精确地确定发电计划，同时提供节点电价等经济信息是联营体阻塞管理方法的显著优点。其缺点除OPF本身的算法复杂性及透明性不够外，另一个不容忽视的问题是联营体阻塞管理假设用户投标信息反映了其成本和收益。而实际情况是，发电商在利益最大化的驱动下，会采用策略性的投标行为，尤其当竞争对手较少时会出现操纵市场的情况(如早期英国电力市场)。这使得以成本最小为目标的优化模式失去了意义。为了解决此问题，需要从市场设计方面，寻找更为有效的交易模式。

双边交易模式的阻塞调度