THE IMPROVED METHOD OF TRANSMISSION COST ALLOCAIION BASED ON POWER FLOW DECOMPOSTTTION
Wu Guobing1, Ren Zhen2, Huang Wenying2
(1.Guangdong Power Dispatch Center, Guangzhou 510600, China)
(2.South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)
ABSTRACT: Cost alLOCAIION and pricing of transmission service are important problems that faces in the transmission open access. Though pure marginal cost pricing method in economics can offer the useful economic information, but the scale economic benefits of transmission network make the transmission income based on marginal cost pricing could not satisfy the revenue reconciliation of transmission invest cost by far. Proceeding from project angle, combining the economic concepts, the paper introduces the transmission cost alLOCAIION method based on power flow decomPOSTTTION and presents the improved transmission cost alLOCAIION method to use for the study and calculation of pricing problem after taking the improved measures; analyses and compares the calculation resolutions of the numerical sample.
KEYWORDS: cost alLOCAIION; transmission pricing; power flow decomPOSTTTION; improved method
摘 要：输电服务的成本分摊及其定价是输电网开放所面临的主要问题。经济学上的纯粹的边际成本定价方法尽管可以提供有用的经济学信息，但是输电网的规模经济效益却使得依赖边际成本定价的输电收入远远不能满足输电投资成本的收支平衡。本文从工程角度出发，结合经济学概念，对基于潮流分解的输电成本分摊方法进行介绍，并对其进行改进，提出了改进的输电成本分摊方法以用于定价问题的研究计算，并对算例的计算结果进行分析比较。
关键词：成本分摊；输电定价；潮流分解；改进方法
0 引言
随着电力工业的进一步改革以及引入竞争机制的程度不断加深，输电网的开放已经日益迫切，越来越要求输电网对第三方无歧视地开放，实现电能的自由传输，以及制定公平的市场规则，以保证输电网络的安全可靠运行。所谓输电网开放（Transmission Open Access, TOA），就是指允许除输电网所有者之外的其它类型的公司，如电力零售公司、大用户、独立发电厂以及电力市场的参与者，使用输电网的设备和输电能力进行批发交易[1]。
输电服务的成本分摊及其定价是输电网开放的过程中所面临的主要问题。纯粹的经济学上的边际成本定价方法尽管可以提供有用的经济学信息[2-3]；但是输电网的规模经济效益却使得依赖边际成本定价的输电收入远远不能满足输电投资成本的年收支平衡。一个有效的定价机制应该遵循以下几个基本的原则[4]：
（1） 输电定价必须满足传统的收支平衡要求；
（2） 输电定价要反映协调兼容性；
（3） 输电定价应该促进经济效率；
（4） 输电定价应促进公平竞争；
（5） 输电定价应简单实用。
本文从工程角度出发，结合经济学概念，对基于潮流分解的输电成本分摊方法进行介绍，并对其进行改进，提出了改进的输电成本分摊方法以用于定价问题的研究，对改进前后的成本分摊方法进行比较。
1 潮流分解的基本原理
潮流分解（Power Flow DecomPOSTTTION, PFD）是一种对每一个交易进行输电服务分摊的网络解决方法。该方法是基于所有交易对系统影响的叠加，把交易对系统的潮流影响分解为一个与单独交易有关的主要分量和一个与所有交易有关的相互分量（反映了潮流模型的非线性）[5-7]。主要分量与单独的输电交易有关，占输电交易对系统影响的主要因素；相互分量与所有输电交易相关，考虑了潮流模型的非线性，只占输电交易对系统影响的一小部分（约5%）。对于每一个输电交易，此方法可以确定其对输电网络的利用份额（包括有功和无功分量）、网络净功率的不平衡量和参与补偿有功损失的发电机的贡献大小。
为了利用潮流分解方法，首先要将输电交易对输电网络的影响分解为主要分量和相互分量。下面将主要介绍分解过程的一些技术问题和处理方法，为了简化计算，本文只讨论单一松弛母线的情况，而实际的系统通常是存在几个分散的松弛母线，情况比较复杂，见文献[6]介绍。
1.1 主要分量的计算
鉴于在输电交易中主要分量远远大于相互分量对输电网络的影响，对所有的交易t（t∈T）一起进行时的运行状况进行负荷潮流计算，可得所有母线对应的Si、Ei和Ii；分别对应于单个交易t时，假设交易双方的注入点和流出点的Sti和Iti保持不变（和所有交易一起进行时该交易在注入点和流出点的功率和电流相比几乎没有变化），利用下列公式可以计算出对应于交易t时的复值电压向量和线路的复值功率矩阵分别为：
SMt为输电线路n×n维的复值功率矩阵；IMt为输电线路n×n维的复值电流矩阵，其元素组成如下：
1.2 相互分量的计算
由上述计算主要分量过程中的计算数据，可利用公式计算出相互分量的大小。对于交易ti和tj，根据相互分量的定义，详见文献[6]，有
功率的影响的总和。
值得注意的是，由于实际的输电网络存在着损耗，因此在松弛母线上产生了功率不平衡项，以补偿网络的功率损失。对于这部分功率的分摊对于输电网络的运行同样上比较重要的，如何在参与再发电的发电机之间对这部分功率进行分摊以及分摊多少就成为关键的问题。实际的系统通常是有不只一个发电机来提供功率平衡，即不只有一条松弛母线（作为平衡节点），文献[6]中介绍了一个参与因子概念来解决不平衡项的分摊问题。在此，基于前面的假设，即只对于单一松弛母线的系统，不平衡项是由松弛母线上的发电机来调节的，因此对其分析就比较简单一些。
2 基于潮流分解的输电成本分摊
2.1 与每个交易有关的输电成本的计算
这一部分输电成本包括每个交易对输电容量的实际利用份额所对应的输电固定成本（占输电固定成本分摊的主要部分）和与该交易有关的运行成本部分（主要是网络损失和功率不平衡引起的输电成本，可以看作辅助服务部分）。对任一输电交易t，这两部分成本的分摊和计算可以按下述公式进行：
上述式中，
为输电线路l（从节点i到j）的固定成本分摊到输电交易t的部分；Cl为输电线路l在给定时段的容量成本的分摊值；
为输电交易t对输电线路l影响的主要分量；
为所有输电交易对输电线路l影响的主要分量和相互分量的总和；OCt为与输电交易t有关的运行成本，主要是相应发电机进行二次调节以补偿网损和不平衡项的成本；(IBt)T为对应于输电交易t的功率不平衡列向量的转置；CG为参与二次调节的发电机的平均成本或边际成本的向量。
此时，对应于每一个输电交易t的输电成本的计算为：
2.2 与所有交易有关的输电成本的计算
此项成本对应于所有输电交易，即相互影响分量和其它相关服务（为了保证所有输电交易的安全可靠进行的一些服务），也可以称为输电通道费。可以分为与所有输电交易相互影响有关的输电固定成本（输电固定成本的一小部分）和运行维护成本，这些成本不只和单独的一个交易有关，而是对于这个输电系统的所有交易都有关系，有时很难确切地进行区分分摊，在此参照邮票法的一些原则进行平均分摊。
首先计算与相互影响有关的总的输电固定成本，即
考虑到输电网络的总的运行和维护成本，即O&M成本，可得与所有输电交易有关的总输电成本和该成本分摊到每个输电交易的大小分别为：
上述式中，TCtint为与所有输电交易有关的总的输电成本；MWt为输电交易t的交易量的大小；TCtint为分摊到输电交易t的部分。
