论文总字数：42587字

摘 要

随着电力市场改革的进一步深入和完善，输电网络将进一步向用户开放。原先一体化垄断模式下的电力交易形式将逐渐被开放的电能交易市场取代。随之而来的电能调度、电价定价等问题将会更加棘手。出清电价（节点边际电价），作为电力市场研究领域的重要问题，已得到社会各界的广泛关注。节点边际电价可以通过最优潮流进行计算。在进行最优潮流计算时，由于电力调度问题是一个实时不可控的问题，包含许多未知因素，其中线路潮流约束是实现电能调度的物理学基础。因此，考虑网络约束的市场出清电价是电价理论问题中的基础。

本文从电力市场入手，介绍了节点边际电价的相关定义，以及求解节点边际电价的方法，即最优潮流OPF方法。本文研究了基于联营体模式下，经济调度、遗传算法、内点法的最优潮流市场出清电价计算方法，通过编程实现遗传算法和内点法的电价计算，并对三节点系统和IEEE 9 节点系统进行仿真验算。

关键词：电力市场 节点边际电价 最优潮流 遗传算法 内点法

The Market Clearing Price Calculation Consider with Network Constraints

Abstract

With the further deepening reform and improvement of the electricity market, the transmission network will further open up to the user. Integration of the transaction in the form of the original monopoly power mode will be gradually replace by open energy trading market. Electricity pricing and other issues will be more difficult. Clearing price (locational marginal price, LMP), an important issue in electricity market, has been widespread concern in the community. LMP can be calculated by the optimal power flow. Optimal power flow calculation is a real and uncontrollable problem, contains many unknown factors. The power flow constraint is to achieve energy physics basis. Therefore, the market clearing price considering with the network constraints is the basic theoretical issues.

This paper introduces the electricity market , LMP, as well as the method solving LMP. The method to solve this problem is optimal power flow(OPF). This paper introduces economic dispatch, Genetic Algorithm and Interior Point to solve OPF problem under POOL mode. Use Genetic Algorithm and Interior Point check the three-bus system and IEEE 9 node system

Key Words:. electricity market; LMP; OPF; Genetic Algorithm; Interior Point

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景和研究意义 1

1.1.1电力工业发展回顾 1

1.1.2节点实时电价理论 1

1.1.3 最优潮流与传统潮流的比较 2

1.1.4 最优潮流算法 2

1.1.5 研究意义 5

1.2 国内外研究现状 5

1.3 本文的主要工作 6

第二章 电力市场出清电价的最优潮流数学模型 7

2.1电力市场概述 7

2.1.1 电力市场的发展 7

2.1.2 电力市场运营模式 7

2.1.3 电力市场运营结构和交易类型 8

2.1.4 日前电力市场报价方式和出清过程 9

2.2 市场出清电价的最优潮流数学模型 10

2.2.1 最优潮流与电力市场 10

2.2.2 最优潮流原始模型（AC-OPF） 10

2.2.3 直流最优潮流模型（DC-OPF） 12

2.2.4 电力市场下的最优潮流模型 14

第三章 最优潮流经济调度法 16

3.1 负荷经济调度 16

3.2模拟经济调度电力网络结构及双方报价函数 16

3.2.1 目标电力网络结构 16

3.2.2 目标电力网络参数 16

3.2.3 目标电力网络报价函数 17

3.3最优潮流经济调度算例 17

3.3.1无约束经济调度 17

3.3.2考虑约束的经济调度 18

第四章 最优潮流遗传算法 20

4.1 遗传算法 20

4.1.1遗传算法概述 20

4.1.2遗传算法理论依据 22

4.1.3 遗传算法的实现 23

4.2 遗传算法工具箱 24

4.2.1 遗传算法工具箱简介 24

4.2.2 图形界面遗传算法工具箱 25

4.2.3 命令行调用遗传算法 25

4.2.4 待优化函数的M文件编写要求 26

4.2.5 遗传算法工具箱算法要点 26

4.3电力系统遗传算法节点出清电价计算方案 26

4.3.1不考虑越限情况下，系统遗传算法节点出清电价计算方案 26

4.3.2考虑越限情况下，系统遗传算法节点出清电价计算方案 28

4.3.3 算例及分析 30

第五章 最优潮流内点法 35

5.1 原-对偶内点法 35

5.1.1内点法的概述与发展 35

5.1.2 原对偶内点法原理 35

5.1.3 对偶内点法算法流程 37

5.1.4 内点法的特点 38

5.2 MATPOWER工具箱 39

5.2.1 MATPOWER工具箱简介 39

5.5.2 潮流计算数据文件格式 39

5.2.3 最优潮流运行模块 42

5.2.4 MATPOWER最优潮流计算流程 43

5.3 电力系统内点法节点出清电价计算方案 43

5.3.1不考虑越限情况下，电力系统内点法出清电价计算方案 43

5.3.2考虑越限情况下，电力系统内点法出清电价计算方案 44

5.3.2 算例及分析 44

第六章 最优潮流算法比较与展望 48

6.1 最优潮流算法比较 48

6.2 结论与展望 49

参考文献 50

附 录 52

致 谢 60

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