第06章电力市场与输电网络
供配电技术基本知识
接线方式 星形和三角形接线等
配电保护
过载保护 防止设备长时间工作在超负荷 状态
接地保护 保护人身安全，防止触电事 故发生
短路保护
快速切断短路故障，避免设备 损坏
配电线路
架空线路
01 安装在电杆上，适用于远距离输送电力
电缆线路
02 埋设在地下，适用于城市建设
03
配电线路的重要性
配电线路的绝缘性能和电流容量是影响系统 运行稳定性的重要因素。良好的线路设计和 维护能够保障电力供应的稳定性和安全性。
●04
第4章 供配电的节能技术
节能技术概述
合理电能使用
01 有效降低供配电系统能耗
能效监测
02 监测系统运行状态，提高能源利用率
节电设备
03 减少电费支出，降低能源消耗
●06
第6章 供配电技术发展趋势
供配电技术智能化
供配电技术智能化是未来发展的重要趋势， 通过智能化技术可以提高供配电系统的自动 化程度和运行效率。智能化的发展将极大地 改变现有的供配电系统运行模式，带来更高 效、更可靠的电力供应体验。
绿色能源融合
风能
利用风力发电，环保且 可再生
生物能
利用生物质资源发电， 可持续利用
提升运行效率
03 智能化技术可以实现自动化操作，提高供配电系统运行效率
智能电网未来发展趋势
电力交易市场
实现电力市场的开放和 自由竞争
多能互补
不同能源形式之间相 互补充和协同利用
区域协同
不同地区电力系统之间 实现协同运行
●07
第7章 总结回顾
供配电技术基本 知识总结
本章主要介绍了供配电技术作为电力系统重要 组成部分的重要性，贯穿了电力生产、传输、 分配全过程。随着技术发展，供配电技术将朝 着智能化、绿色化、信息化方向前进。
电力行业的电力市场发展与电网的作用
电力行业的电力市场发展与电网的作用随着社会经济的不断发展，能源供应问题成为一个重要的议题。
电力作为人们生活中必不可少的能源之一，其供应和市场发展也备受关注。
本文将探讨电力行业的电力市场发展与电网的作用。
一、电力市场的发展电力市场是指通过供求关系来决定电力价格并实现电力的交易的市场。
电力市场的发展对于促进电力的生产和消费的平衡具有重要意义。
1. 电力市场的背景电力市场的发展是在电力体制改革的背景下逐渐形成的。
之前，电力行业主要由政府垄断，电力企业通过自上而下的管理方式来进行生产和供应。
随着市场经济的发展，电力市场也逐渐向市场化方向转变。
2. 电力市场的基本原则电力市场的发展需要遵循一些基本原则，包括公平、公正、透明、高效等。
公平是指电力市场的交易双方在交易中享有平等的权利和机会；公正是指交易过程中各方享有公正的待遇；透明是指市场信息对各方来说是透明和可获得的；高效是指市场能够实现资源的合理配置和供求的平衡。
3. 电力市场的分类根据市场的不同角色和交易方式，电力市场可以分为电力产权市场、电力交易市场和电力服务市场。
电力产权市场主要是交易电力的产权，包括电力的所有权和使用权；电力交易市场主要是交易电力的实物，包括电力的购买和销售；电力服务市场主要是提供与电力相关的服务，比如电力的调峰、输电等服务。
二、电网在电力市场发展中的作用电网作为电力输配送的重要环节，在电力市场的发展中扮演着关键的角色。
1. 实现电力的安全、稳定和高效供应电网通过输配电能的过程，将电力从发电厂传输到用户手中。
电网的建设和运营保障了电力的安全、稳定和高效供应，为电力市场的发展提供了坚实的基础。
2. 搭建电力市场的桥梁电网连接了发电企业、用户和电力交易市场，搭建了电力市场的桥梁。
电网的存在使得电力能够在市场中自由流通，供求双方能够便捷地进行交易，促进了市场的形成和发展。
3. 促进电力资源的优化配置电网的存在使得电力能够从发电集中的地区远距离地输送到需求集中的地区，促进了电力资源的优化配置。
06电力市场概论 (输电服务)
第6章电力市场中的输电服务输电服务是将电力从电能的生产者（在电力市场中主要是指独立发电厂或发电公司）安全、经济、优质地输送给电能消费者（即电力用户）的过程。
输电服务的理论是电力市场理论中涉及技术含量较重、分析起来比较复杂的内容。
特别是辅助服务的费用及其定价的理论，是近年来研究较多、发展较快的课题，但目前尚未有公认的成熟理论，理论与实际之间存在一定差距。
但是电力市场的发展、发电输电的分离，必然要求解决输电服务的费用及其定价问题。
6.1 输电服务的基本理论6.1.1输电服务概述随着发电和供电市场的开放，将以前隶属于电力公司的电网经营企业的输电服务分离出来，单独为其定价和签订合同，成为独立的机构。
将天然垄断的输电网独立出来不仅有利于电网的发展、输电费用的控制，而且有利于各市场竞争主体之间的公平竞争。
不论电力系统具体运行规则和组织结构如何，电网调度人员都必须知道为用户提供输电服务的精确费用，其原因是：（1）输电公司的主要任务是提供输电服务并收取服务费用，而输电服务的定价必须严格依赖于实际的输电成本。
监管机构和用户都有权知道输电定价的科学依据。
（2）电网安全经济运行的需要。
输电公司的目的是从输电服务中获取最大的经济效益，因此运行人员必须确切知道运行决策对输电总费用的影响及输电服务对系统安全的影响。
（3）商业决策的需要。
投资、运行和用户承诺等都要求知道总费用及其变化情况，以便使商业行为的总收入大于总费用，推动电力系统应用最先进的科学技术和管理手段提高生产效率，节约资源。
随着我国电网商业化运营的不断深化，电力法的公布实施，特别是三峡水电站的建设及在此基础上的全国联网问题提出，对大区域间电力传送与转运的原则、输电费用计算、无功定价和辅助服务定价的要求也越来越迫切，但仍然缺少明确的、系统化的研究和理论的指导。
无论在何种体制下，输电服务的研究都必须要弄清楚电网中各种错综复杂的变量间（物理量之间、经济量之间、物理量与经济量之间）的相互作用的关系。
电力市场概论知识点总结
电力市场概论知识点总结第一章电力市场1.1 电力市场概念电力市场是指交易电力的市场，它是由生产、输送、配送、使用的各个环节组成的系统。
电力市场是根据供需关系，通过电力市场运营商间的交易和竞争机制，进行电能的买卖和价值分配，以满足电力用户对电能的需求。
1.2 电力市场类型根据市场参与者和交易方式的不同，电力市场可以分为发展中的自由市场、竞争市场和垄断市场。
发展中的自由市场是自由的市场，市场参与者可以自由买卖电能，并且通过竞争机制确定市场价格。
竞争市场是在相对自由的环境中通过竞争和监管形成的市场，垄断市场是由一家或几家供电企业垄断的市场。
1.3 电力市场的发展趋势随着电力市场环境的改革，电力市场将朝着自由化、竞争化和国际化的方向发展。
自由化是指电力市场不再受到政府的过多干预和控制，市场机制得到更好的发挥。
竞争化是指电力市场中的交易主体之间进行公平竞争，推动行业技术进步和效率提高。
国际化是指电力市场实行国际合作和竞争，扩大市场范围和交易规模，提高市场效率。
第二章电力市场的运行机制2.1 电力市场的主体电力市场的主体包括发电企业、电力交易商、输电企业、配电企业和终端用户等。
其中，发电企业是电力市场的生产主体，电力交易商是电力市场的中介主体，输电企业和配电企业是电力市场的输配主体，终端用户是电力市场的消费主体。
2.2 电力市场的运行机制电力市场的运行机制包括市场准入机制、交易规则和价格形成机制。
市场准入机制是指电力市场参与者的合规准入规则和条件。
交易规则是指电力市场中交易行为的规则和程序。
价格形成机制是指电力市场中电能价格形成的方式和机制。
2.3 电力市场的运作模式电力市场的运作模式包括双边交易模式、竞价交易模式和混合交易模式。
双边交易模式是指市场参与者按照双方自愿达成的协议进行电能交易。
竞价交易模式是指市场参与者按照市场竞价规则进行电能交易。
混合交易模式是指市场参与者既可以进行双边交易，也可以进行竞价交易。
电力市场概论第6讲电力市场23课时
广西
7.5-5.2=2.3
/
根据《关于南方电网西电东送价格有关问题的通知》（计价格[2002]781号）、 《国家发展改革委就南方电网实施煤电价格联动有关问题发出通知》（发改价格 [2005]664号）和《国家发展改革委关于龙滩水电站电价问题的通知》（发改价 格[2007]2281号）规定。
五、供电成本与销售电价
NPV (C1 C0 ) (1 iC )t
i 1
t
式中，C1为现金流入，C0为现金流出，t为计算期，ic为 折现率
（二）上网电价的制定
经营期平均上网电价
火电项目，经营期20年 内部收益率IRR
项目名称
说明
一、发电成本费用
二、资本金内部收益 三、税金
投资收益；多以银行长期贷款利率为基准在加 上3-5%；8-10%
容量电价等于容量成本对负荷容量的微增率；
w
cw w
电量电价等于电量成本对负荷用电量的微增率
p
c p p
三、发电成本与政府定价
还本付 息电价
集资办电
经营期 电价
个体成本
标杆电 价
社会平均成本
（一）发电成本
火电厂成本费用项 一、产品成本
折旧费
燃料费
材料费
用水费 修理费 工资及福利费
其他费用 二、财务费用
较长时期内，固定成本也随产量的变动而变动，所 以长期边际成本包括固定成本和可变成本两部分。
短期边际成本、短期平均成本、短期平 均可变成本的关系
会计成本法
即综合成本法（Embedded Cost Method）
求取计算期内的历史账面供电成本，分摊到各个用 户；
它着眼于账面上的年度平衡，即会计成本（折旧、 运营、税收）+利润。
电流的电压与电功率
电功率的定义
电功率表示单位时间 内电流所做的功大小， 通常用符号P表示， 单位为瓦特(W)。电 功率的大小取决于电 流大小和电压大小， 是描述电路工作状态 的重要参数。
电流、电压和电功率的关系
计算公式
电功率P = IV
增大关系
当电流或电压增大时，电 功率也会增大
电流、电压和电功率定律
03
电网与输电线路
电网是将发电厂产生 的电能传输到用户的 系统。输电线路的电 阻会导致功率损耗， 需要考虑电网的优化。
能源转换与效率
能源转换过 程中会有能
量损耗
能源转换损耗
能源转换的 效率可以通 过实际输出 功率与输入 功率的比值
来计算
计算能源转换效 率
可再生能源与电力系统
可再生能源的利用 对电力系统的传输 和分配提出了新的 新要要求求的提出
影响电力系统
电力系统需要不断 优化以适应新能源 的接入
优化电力系统
新能源接入
电力需求管理
电力需求管理是对电力系统中的用电行为进行管 理和调控。通过合理的需求管理可以提高电力系 统的利用率。这对整个电网的运行和效率都至关 重要。
● 05
第五章 电力系统的安全与稳 定性
电力系统的安全
电力系统的安全是保 障电能安全可靠供应 的重要保障。电力系 统的运行需要符合严 格的安全标准和规定， 确保电力传输过程中 不出现安全隐患，保 障用电设备和人员的 安全。
影响因素
电阻大小 电流大小
电路中的功率传输
01 计算公式
P = VI
02 特点
功率由电流和电压共同决定
03 应用
用于计算电路中的能量传递
● 03
第3章 交流电路
第05-06章系统安全与辅助服务电力市场与输电网络
输电费用 ❖输电费用计算方法 ❖输电费用分摊方法 ❖网损分摊方法
可用传输能力（Available Transfer Capacity，ATC ）
二、经输电网络的分散交易
二次调节：利用调频器来改变静态频率特性的工作设 置点，动作于汽门或水门，只要容量充足可以实现无 差调节。二次调节可由人工控制实现，也可由自动装 置实现（LFC），响应时间大约为1～2mins。若按一 定的控制准则将多个LFC集中统一的进行频率的自动 控制，则称为AGC。AGC可解决较大负荷变动引起的 频率偏移，及联络线功率偏移的问题。
❖ 两份交易：G1－L1：300MW；G2－L2：200MW ❖ 当A－B间的传输容量低于500MW时，为保证交易的顺利
实现，可购买物理输电权（physical transmission rights ） 输电权是对输电容量的一种权利，PTR赋予其所有者在特 定时间在给定输电支路上传输一定容量电力的权利。
（4）替代备用（Replacement Reserve），60分钟 以内来自在线或离线机组、可中断负荷，或邻近系 统支援的响应；
（5）电压支撑（Voltage Support），正常或故障情 况下为维持电压水平所需要的无功功率调节能力；
（6）黑启动（Black Start），经历局部或全部系统瘫 痪时可自启动的电源容量。
❖ 不平衡量有三个元素：快速的随机波动，缓慢的周期变化 ，突然的大幅偏差
❖ 电力系统特性决定了辅助服务在电力市场运营中必须是统 一、计划、协调地进行。它是电力商品市场必要且充分的 补充，如何在其中引入竞争机制，是电力市场机制复杂性 的根本。
电力系统自动装置原理-第06章_电力系统自动装置原理
原则2：级差不强调选择性
• 由于实际系统中运行方式和事故的不同，造成 功率缺额具有很大的分散性。若低频减载装置 采用试探法逐级求解，分级切除少量负荷，以 达到比较好的效果。这时要求n较大，这就使得 每级切除的负荷较少，即使两级间无选择性起 动，也不会造成负荷切除量过大，因而频率恢 复值不致于太高 。
26
自动低频减载装置的动作时延
• 原则上，动作应尽可能地快，以便延缓f 的下 降。然而，在事故期间可能的电压下降（f 不一 定不满足要求）可能会引起装置误动作，这时人
为设定一0.3~0.5秒的时间延迟以躲过可能的误
动作。
27
第2节 自动低频减载
一、概述 二、电力系统频率 静特性€ 三、电力系统频率的动 态特性€ 四、自动低频减载 的工作原理€ 五、自动低频减载的接线与运行
Phmax PLmax PLN PLmax
K L*f * P Lmax
Phmax KL* PLNf* 1 KL*f*
13
14
自动低频减载装置的动作顺序
• 为防止非最严重事故下切除过多的负荷，自动低 频减载装置可采取分批断开负荷并逐步修正负荷 切除量的方法进行。自动低频减载装置在系统频 率下降过程中，按照频率的不同数值将负荷切除 分成多级，每级的动作频率由整定值确定。
• 原则1：按选择性确定级差‘ • 原则2：级差不强调选择性‘ • 前后两级动作的频率间隔：前后两级动作的时间
间隔是受频率测量元件的动作误差和开关固有跳 闸时间限制的。
18
原则1：按选择性确定级差
• 该原则强调动作的顺序，后一级只有在前一 级动作以后还不能制止频率下降的情况下才 允许动作。
• 在留有适当的频差裕度fy后，频差应该满足 如下关系： f =2f+ft+fy
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2020/11/24
第06章电力市场与输电网络
一、 引言
v 输电网开放是电力市场的重要特征。
输电网开放就是输电网的所有者必须将输电网无歧视地 开放给所有使用者。
v 面临的问题
™ 电力调度
v 集中调度（Pool Dispatch）
v 双边调度（Bilateral Dispatch）
v 阻塞剩余： 62000－55600＝6400 $ ＝ 400×（35－19） ＝ 400×16
阻塞价格：35－19＝16 $/MWh
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第06章电力市场与输电网络
2、三节点系统
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第06章电力市场与输电网络
（1）网络无约束时，经济调度 PA＝125MW， PB ＝285MW。 网络中的潮流情况:
第06章电力市场与输电网络
商业剩余
节点 1 节点 2 节点 3 系统
负荷(MW) 50
发电(MW) 335
节点电价 ($/MWh)
用户付费 ($/h)
发电商收 益($/h)
7.5 375 2512.5
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阻塞剩余 ($/h)
60 0 11.25
675
0
300 75 10
3000
750
410 410
第06章电力市场与输电网络
4050 3262.5
787.5
第06章电力市场与输电网络
（5）非直观的经济流
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第06章电力市场与输电网络
（6）严重的非直观经济价格 当支路2-3的容量降为65MW时情况
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第06章电力市场与输电网络
（7）节点价格与市场力 假设支路2-3而不是支路1-2存在约束
v机组C叫价低于目前的节点边际价格5.00$/MWh，它决定 以3.00$/MWh参与竞争
潮流结果： 1－2：126MW 2－3：116MW 1－3：184MW
购电费用：75×7.5＋285×6＋50×14＝2972.5$ （3）考虑增加母线3的出力进行调整： PD =75 MW，PA 减 到50MW.
购电费用：50×7.5＋285×6＋75×10＝2835$
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第06章电力市场与输电网络
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第06章电力市场与输电网络
计算机求解的方法（OPF） （i）三节点例子的表达
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第06章电力市场与输电网络
设PB=285， PC=0，P12＝126 结果：PA＝50， PD＝75，
P23＝－66， P13＝159 Cost＝2835 （ii）一般表达
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✓ 按合同 钢铁公司支付 电厂得到收益
✓ 按现货市场 钢铁公司支付 电厂得到收益
✓ 如果 钢铁公司希望得到补偿：
电厂希望得到补偿
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第06章电力市场与输电网络
如果 在
，可见 时，
结论：达到最大传输能力时，阻塞剩余便表征 两地市场按差价合约的补偿数量
解决方法：金融输电权（FTRs）
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第06章电力市场与输电网络
（4）线路受限情况： 线路传输能力400MW。结果： PB＝900MW， πB ＝19$/MWh PS＝1100MW， πS ＝35$/MWh
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第06章电力市场与输电网络
v 小结：
1. 只要互联线路的输电容量低于自由交易所需的容量，两地 区间的差价就一定存在。
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第06章电力市场与输电网络
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第06章电力市场与输电网络
v 在一个没有输电约束的系统中，如果我们将所有机组 视为恒边际成本模型，那么除一台机组（边际机组） 之外的所有机组要么满负荷发电，要么不发电。边际 机组的边际成本决定了整个系统的电价。
v 当输电限值约束了经济调度时，某些机组的出力受到 限制，将介于上下限之间而成为边际机组。通常，系 统中如果存在m个输电约束，那么就有m+1个边际机 组。每一台边际机组都决定着它所在节点的边际价格 。其余节点的边际价格是由所有边际机组的价格组合 所决定的，这种组合又取决于约束网络中KVL的作用 。
a. 由KAL、KVL定律
b. 利用叠加原理
首先，1－2的60MW电力传输引起的潮流
其次，1－3的300MW电力传输引起的潮流
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第06章电力市场与输电网络
潮流结果：1－2：156MW， 1－3：204MW， 2－3：96MW
购电费用：125×7.5＋285×6＝2647.5$
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输电权是对输电容量的一种权利，PTR赋予其所有者在特 定时间在给定输电支路上传输一定容量电力的权利。
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第06章电力市场与输电网络
v PTR存在的问题： 1、并行路径问题：忽略电阻、无功功率、损耗
传输路径由物理定律而不是市场参与者的意愿决定
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因为B区电价低，负荷全部由B承担，则
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B区：PB＝2000MW， πB ＝30$/MWh S区：PS＝0MW， πS ＝13$/MWh
第06章电力市场与输电网络
（3）市场均衡的情况：
边际电价πB ＝ πS ＝24.3$/MWh，
供电量 PB＝1433MW，PS=567MW B－S：933MW
第06章电力市场与输电网络
示例 v 设B－Y：400MW，
其中I ：1－2－3：160MW， II：1－3：240MW，
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第06章电力市场与输电网络
但受线路容量限制，实际上 Pmax＝(0.5/0.2)*126=315MW
v 再考虑D－Z：200MW， 其中 3－2－1：80MW， 3－1：120MW，
约来支付。 ✓ S的钢铁公司以35.00$/MWh的价格购买400MW，
实时市场应支付：400×35=$14000 差价合同应支付：400×30=$12000。 因此，按现货价格多支出$2000，S的钢铁公司期待B的 电厂按差价合约来承担。
v有阻塞时，差价合同不能正常进行
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第06章电力市场与输电网络
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第06章电力市场与输电网络
（8）小结
v 在没有边际机组的节点处，其节点价格与有边际 机组的节点价格相比，可高可低，也可介于其中 ，甚至节点价格可以为负数！
v 上述结果可能违反一般意义上的经济概念，但是 它们在数学上是正确的。这些价格不仅受制于经 济还受制于KVL。甚至在简单的三节点系统中， 理解这些价格也是很费时费力的。对于实际的系 统，这种分析会更加复杂。
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第06章电力市场与输电网络
于是，线路中的实际潮流为： 1－2：160－80＝80MW，不越限。 1－3：240－120＝120MW
2、逆向流问题 3、物理输电权与市场力
两节点例子中的G3
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第06章电力市场与输电网络
三、经输电网络的集中交易
v 此时，系统运行员也起着市场运行员的作用 v 采用节点电价（nodal price）或区域电价（
以规避节点电价变化带来的风险。 v B和S间无输电阻塞，B的电厂与S的钢铁厂签订差价合同： 400MW，30$/MWh。实时电价为24.30$/MWh，结算情况：
✓ B的电厂售电400MW，得到收益为400×24.3=$9720 ✓ S的钢铁公司买进400MW，支付400×24.3=$9720 ✓ 钢铁公司支付400(30-24.30)=$2280给B以解决差价合约。 ✓ B的电厂和S的钢铁公司以30$/MWh的有效电价进行了 400MW的交易。 ✓ 若节点价格比30$/MWh高, B的电厂将支付S的钢铁公司差价 以解决合约。
zonal price）
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第06章电力市场与输电网络
1、两节点的例子
两地区的供给函数分别为：
B区：πB＝10＋0.01PB $/MWh， DB＝500MW S区： πS＝13＋0.02PS $/MWh， DS＝1500MW （1）不互联时的分析：
B区：PB＝500MW， πB ＝15$/MWh S区：PS＝1500MW，πS ＝43$/MWh （2）互联线路能传递1600MW
2. 由于维持系统安全而产生的约束使得输电网产生阻塞，将 统一的市场分割为各自独立的市场，各地区负荷的增加将 必须由当地机组单独来承担。因此，各国的发电边际成本 是不同的。
3. 如果各分离的电力市场依然是充分竞争的话，那么，其各 自的价格依然等于其边际成本。由于各边际成本因发电、 用电地点的不同而不同，可称之为实时价格。如果系统中 每个节点都定义不同的电价，那么又称为节点价格。
4. 通常买进功率的地区的实时价格高，而卖出功率的则低。
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第06章电力市场与输电网络
（5）阻塞剩余
用户付费： 发电商收益
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第06章电力市场与输电网络
v 交易中心付给发电商： 900×19＋1100×35＝55600 $
v 交易中心收到用户电费： 500×19＋1500×35＝62000 $
第06章电力市场与输电网络
（2）修正经济调度： 1－2越限，需进行调整。 首先考虑增加母线2的出力，即机组C发电 设在bus2增加1MW，则bus1需减少1MW，对潮流的
影响为：1－2潮流的变化：减少0.6MW 2－3潮流的变化：减少0.4MW
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第06章电力市场与输电网络
要消除30MW的越限，则 PC＝30/0.6＝50MW，PA 减到75MW， PB 仍为285MW。