输电系统可用输电能力研究王成山,王兴刚,魏 炜(天津大学电气与自动化工程学院,天津300072) 摘 要:随着系统互联和电力市场的深入发展，电力系统可用输电能力ATC（AvailableTransferCapability）的研究越来越受到人们的关注。本文对已有研究成果进行了综述，介绍了ATC的定义、常用计算方法，特别是针对ATC研究的最新进展，从三个方向介绍了国际上近几年（2002-2004）输电系统ATC研究的成果。最后提出了对今后输电系统ATC研究的展望。
关键词:电力市场;可用输电能力;最大输电能力;概率StudyonAvailableTransferCapabilityofPowerSystemsWANGChengshan,WANGXinggang,WEIWei(SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,
TianjinUniversity,Tianjin300072,China) Abstract:Inanewcompetitiveenvironment,ATCisaveryimportantparameterforISOandallcompaniesparticipatinginthepowertransactionactivities.Inthispaper,thedefinitionandgeneralcalculationmethodsofATCareintroduced,andtherecentresearchachievementisdiscussedfromthefollowingthreeaspects:morepracticalmodel,highercomputingspeedandmoreuncertaintiesconcerned.Atlast,thedevelopmenttrendofATCstudyisalsodiscussed.
Keywords:powermarket;availabletransfercapability(ATC)independentsystemoperator(ISO);otaltransfercapability;probability1前言
现代电力系统正向着“互联大系统”方向发展。系统互联的目的主要是经济性和安全可靠性。经济性伴随电力市场的发展得到进一步强化，它一方面促进了电力系统向着互联方向发展，另一方面又促使输电线路传送的功率越来越接近其极限值，从而严重影响系统的安全可靠性。在一个市场化的大型互联电力系统中，如何在经济性和安全可靠性之间寻找最佳的系统运行方式无疑是系统运行人员非常关心的问题。因此，电力系统可用输电能力ATC(AvailableTransferCapability)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，还可以为系统运行人员和电力市场参与者提供电网使用状况的详细信息，以便指导其市场行为。
电力系统输电能力的研究始于20世纪70年代，它随着电力市场的推进有了长足的发展，已经从最初的系统运行参考信息发展成重要的调度员调度依据和市场调节信号，指导电力系统的正常运行。在电力市场环境下，系统运行的不确定性大大增加，电能交易瞬息万变，再考虑到各种故障对系统造成的影响，高效准确地计算系统的输电能力就显得尤为重要。
本文首先介绍ATC的定义及常用的计算方法，然后从更加实用化的模型，更快的计算速度，更多的不确定性因素的考虑三个方向展开，重点介绍国际上近几年（2002~2004年）输电系统ATC研究的最新进展。最后提出了对ATC研究的展望。2ATC研究的历史回顾
2.1ATC定义
为了规范市场运作，美国联邦能源委员会（FERC）于1996年颁布了“要求输电网的所有者计算输电网区域间可用输电能力（AvailableTransferCapability，简称ATC）”的889号令［1］。北美电力可靠性委员会NERC给出了ATC的定义：ATC是指在现有的输电合同基础上，实际物理输电网络中剩余的、可用于商业使用的传输容量［2］。此定义说明，在电力市场环境下，电力网输电能力问题不再是原先意义下简单的区域功率交换能力，而是基于已有输电合同的，在保证系统安全可靠运行条件下的，区域间或点对点之间可能增加的功率传输量。可用输电能力可由下式描述：
ATC=TTC-TRM-CBM-ETC (1)
式中：TTC是系统在满足各种安全性与可靠性要求下的输电能力；TRM（TransmissionReliabilityMargin）是输电可靠裕度，它反映了系统内的不确定性因素对输电能力的影响；ETC（ExistingTransmissionCommitment）是现有输电协议所占用的输电容量；CBM（CapabilityBenefitMargin）是容量效益裕度，它反映了为保证ETC中不可撤销输电服务顺利执行时输电网络应当保留的输电能力。
2.2ATC常用计算方法
ATC的计算方法大体可以分为两类［3，4］：确定性的求解方法和基于概率的求解方法。
在确定性的求解方法中，重复潮流法［5，6］和连续潮流法CPF［7~10］通过不断提高研究区域的负荷水平直至系统违背安全性约束条件来得到ATC值，这类方法能很好地追踪系统实际运行轨迹，方便地考虑电压约束和无功的影响，但计算速度较慢；最优潮流法OPF［11~14］有更强的处理能力，可以方便地计及各种约束和控制变量，但是给出的结果是理论上的最优值，并不能保证一定能够达到，且计算速度慢，很难在线应用；灵敏度分析法［15，16］计算速度快，适合于系统参数变化不大的情况下快速更新ATC，但是当系统参数发生较大变化时所得结果误差很大。
在基于概率的求解方法中，枚举法［17］通过列举系统所有可能状态得到ATC的概率密度函数，它只适用于对小系统做理论研究，在实际系统中因为要考虑的状态量太多而很难应用；MonteCarlo法［18，19］通过MonteCarlo仿真来抽取系统状态，采用直流潮流结合线性规划方法或者标准潮流方法进行计算，其计算时间不随系统规模增加而急剧增加，具有较高的效率，是当前应用最广泛的概率计算方法。3ATC研究进展
近几年来，对于输电系统ATC的研究主要从以下三个方向展开：更加实用化的模型，更快的计算速度，更多的不确定性因素的考虑。下面分别进行阐述。
3.1更加实用化的模型和方法[1][2][3]下一页
来源：中国电力资料网
