主题：【原创】电力系统漫谈 (一) 引子 -- 乃力

大缺电的时候，挑最不缺电的东北来搞电力市场，06年试运行一算，电厂报价不降反涨，电网购电成本剧增，而且这个剧增还上了区位竞争的套儿。东北电网负荷在辽宁，电厂在吉黑，竞价下来辽宁的电价倒是降下来，但是另外两省的电价却涨了，经济实力最弱的吉林涨得最多，可人家还指望着低电价带动经济发展呢！就这样东北电力市场暂停了。这里是东北电监局的总结报告。

大缺电带来大发展，哪里最缺哪里发展的动力就最大，但这种地方电源建设很容易一哄而上，很快供过于求。华东电网就是典型，于是电监会选华东作为第二个试点搞电力市场，一共进行了两次调电试验。两次搞得时候调度取消了所有检修，摆了个理想电网给电厂们玩，电厂们也都吸取东北的教训，没有太出格的报价，结果自然也就不温不火，推动市场的攻守双方都没有从中得到什么有力证据。这是华东电监局的简报。

上面这些事情的都是2007年以前发生的，等到了2007年两会，随着总理的自责，节能减排变成经济运行重中之重。在发改委主导下，节能调度全速推进，再次向世人证明了，在中国究竟是谁在管电。而电监会就只能去探讨电力市场和节能调度的有机结合了。

我的看法，在电价机制和电价水平没有理顺以前，电力市场给整个社会还有整个电力行业带来的，只能是损害，是否显性只是时间问题。

PS，听说德州电价最近开飙了，能给讲讲吗？

• 你真的回答了我的问题吗？

似乎有些增加，但还不清楚是什么原因。有待于进一步调查。也许是因为油价上涨。Texas现在用的是分区电价。分了四个区，每个区一个价格。下面的四个图分别给出了从年初到4月底的每天凌晨1点、上午8点和下午5点的电价。这几个图是我自己从ERCOT网站上下载的数据，在EXCEL里画的。还没做太多分析。里面有一些价格特别高的时刻，尚不清楚是错误数据还是就那么高。争取联系到内部人士问一问。

估计这篇文章不属于科普性质的了

谈一下我对小扰动稳定的理解

小扰动稳定的基础是建立在对系统的某一个稳定点的线性化模型上的，这种线性化的过程可以叫做小信号分析(small signal analyse)。当系统运行在该稳定点的时候，我们把他的模型在小范围上看作是线性的(即使整个系统在所有的操作点上并不是线性的，但这一小点我们可以看作是线性的，就象一根曲线，当我们细化这根曲线上的某一段后，我们可以把这一段看作一根直线段)。

那么小扰动稳定的基础可以有几点：

1、系统在某一点稳定(不稳定就根本不用谈了)

2、系统在该点可被线性化

3、研究系统在该点被一小扰动打扰后的特性(Behavior)

我的问题出来了，这个人为加的“小”扰动到底应该是多小呢？10V的扰动算不算小，100V呢？还是1%？10%？

就象那个球，我给他的推力多小才能算是“小”。这个扰动大小与系统的稳定裕度(Margin)又有什么关系呢？

是$/MV吗？还是$/MWh?还是$/MVA??

比较合理的应该是$/MWh,

也有电价以$/MVA来记，但这一般是用装机容量来算的电价，因此一般不会随时间浮动。用这种计算方式的一般叫“两部制电价”，即根据装机容量的大小，每个月固定一个装机容量费(类似于电信局的座机费)，另一部分还是以实际用电的kWh来计算，当然这个就要根据时段，季节来浮动了。电力市场开放以后，据称这第二部分的电价就象股票一样随时浮动，什么时候来个大牛市那可不得了了。

这是个实时区域电价。可以理解为在那个区域的实时电力交易的成交价格。

V兄说的那个大牛市，2000年加州曾有过一次。就是著名的（或臭名昭著的）加州电力危机。把电力市场冲垮了。争取过段时间整理一些资料，发上来。

首先，V兄批评的对，前面几段写得涩了一些。我的本意是尽量用简单的例子描述电力系统稳定的基本特性，并由此给大家一个粗略的轮廓，系统怎样才稳定，怎样就会不稳定。这个想法还是去年讨论特高压输电的时候产生的。但写来写去，还是驾驭不住。下面准备介绍几个典型的大停电事故，可能会好一些。

回到小干扰稳定，V兄总结的3点非常对。最后提到的问题，简单说一说我的理解：

1、在一个有小扰动问题的系统里，小扰动的大小不是唯一的因素，扰动的位置似乎更重要一些。这就是系统可控性的问题。比如说，前面提到的智利系统，最灵敏的扰动在系统中间部位。

2、对一个电力系统，小扰动失稳和暂态失稳没有严格的界限。当扰动足够大（又是一个模糊的概念）时，系统仍会暂态失稳。所以，实际的稳定裕度（Margin，我也挑V兄一个小错）应该是一个综合指标。但在有时也单独使用小扰动裕度，一般用系统阻尼来衡量。比如说，不能小于5%。

3、算特征根时，一种方法就是给个扰动，然后进行估计。这需要有很多时域仿真的经验，对系统很了解，才能选好合适的扰动量。

我的不算批评吧，因为电力系统确实很不好科普化，即看不到，也摸不到(即使摸到也就差不多交待了)，所以电力与自动化理论有着密切的联系，因此要科普化，有一定的难度。

同意乃力兄的纠正，一个小的笔误，英语的稳定裕度确实应该是(Margin)

另外再说说小扰动稳定。我所指的系统是指固定在某一点引入扰动，此时的这一点，以及这一点的工作点就已经确定了，系统就可以在这一点进行线性化。因为如果我们换另外一个点引入扰动，系统线性化的模型又不一样了。比如，还是拿智利的系统来说事儿，我在中部引入扰动，线性化系统的输入应该是在中部的扰动电压，输出应该是两头的电压电流频率。。。。，此时线性化的系统方程是A(打个比方)；而我在北端引入扰动，该系统的输入应该是北端的扰动电压，系统应该是由北端看出去的，此时的系统方程就不再是A了，而是B，此时的小扰动研究又不一样了。

就象有一个系统，当输入输出的定义不一样的时候，传递函数是不一样的，但物理系统仍然是那一个。

这就是研究一个复杂系统稳定性的难度，要在不同的地方引入扰动，看此扰动是否引起不稳定。当一个网络很复杂的时候，可以引入扰动的节点(即可能发生故障的点)的数量也随之增加，由此点看出去的系统也千差万别。

03年非典过后开始的，那时候在什么地方happy啊？

新能源的大量使用就是一个新的开始啊，将会给电力工业带来革命性的变化。

改变运行点，甚至拿掉一些线路或发电机，对一个大规模电力系统的特征根计算影响不是很大。

当然，算出来的结果会不一样，但还是能找到基本相同的振荡模态（主要看频率）。

突然想起一个经典的无功功率的比喻：在倒啤酒的时候，冲出来的啤酒泡沫就是无功，沉底的啤酒液体就是有功。呵呵，形象吧？

潮流看着有些别扭

对应的英文是Power Flow。当年翻译这个专业词汇的前辈真是很牛，电能的传输是以波的形式进行的，翻译成“潮流”非常形象。