PJM电力市场输电阻塞管理方法：
1概述
电力工业正在由传统的垄断管制型向竞争监管型转变，这场电力工业改革的主要目的是通过引入市场竞争体制，增加竞争，提高效率，降低成本，优化资源配置，促进电力工业的长期稳定发展。而随着电力市场化改革的深入，输电网开放程度的加大，跨区域电力交易的日益增多，使电力系统的运行条件也越来越复杂。同时，电力交易总是以利润最大化为目标，电力系统将会不可避免地出现输电费用较低的输电线路输电容量较大，发电成本低的机组出力较大的情况，最终导致输电阻塞的出现。
他山之石，可以攻玉。有关电力改革的宝贵经验是全世界共同的财富，美国电力市场的发展日趋成熟，笔者介绍了PJM电力市场在管理和消除输电阻塞所作的努力和尝试，以及取得的成果。从中可以学习和借鉴有益的经验，探索有中国特色的电力市场改革之路，推进我国电力市场的健康发展。
1．1阻塞问题的概念以及对电力市场发展的影响
所谓输电阻塞是指由于输电网络本身容量的限制，不能满足所希望的输电计划的状态。电网每条线路上的有功潮流的绝对值有一安全限值，限值还具有一定的相对安全裕度（即在应急情况下潮流绝对值可以超过限值的百分比的上限）。如果各机组出力分配方案使某条线路上的有功潮流的绝对值超出限值，就称为输电阻塞。
阻塞问题的出现会严重影响到输电网络的安全运行与健康发展，并会对输电定价和电厂竞价策略产生明显的影响。阻塞阻止了新的输电合同的增加，并使部分电力合同不能正常实施出现预料之外的强迫停运，增加了停电的可能性；引起阻塞成本，增加电力系统的运行成本，从而提高了售电价格，损害了客户的利益；阻塞可能使得电力系统在某些区域形成垄断电价，引起电价的扭曲；影响资源的优化配置，导致了市场力的滥用。所以如果不消除阻塞，就不可能有高效率的，公平竞争的市场。
1．2目前各电力市场管理阻塞的方法以及输电阻塞的消除
输电阻塞对电价的影响在各区域不尽相同，因此各区域的阻塞成本的计算方法也不同。在纽约ISO、新英格兰ISO、PJM采用的是节点边际电价，它包
含了阻塞价格的因素。当没有输电阻塞时，阻塞价格就是零，这样，如果不考虑网损，区域内各节点电价都是相等的。当输电设备达到其极限，阻塞价格就出现了，它反映的是不同节点之间价格的差异。而德州和加州ISO采用分区电价系统，尽管它也能反映阻塞所引起的价格变化，但不如节电电价清晰。目前各电力市场管理阻塞的方法都采取了综合的方法（见表1）。
2PJM简介及其输电阻塞管理
PJM是北美地区最大的互联电力系统，也是全世界第四大集中调度的互联电网。PJM成立于1927年，目前服务于宾夕法尼亚、新泽西、马里兰、特拉华、弗吉尼亚等13个州的全部或部分地区以及哥伦比亚特区的大部分地区，截至2009年拥有565个市场成员，服务人口超过5100万。2009年发电总装机容量达167326MW，最高负荷126805MW，发电量682189GW˙h。
PJM的输电阻塞主要发生在伊利、新泽西北部、怀俄明州等地区。这其中的一些地区通过改造输变电设备，扩大输变电能力，以缓解输电阻塞。PJM电能市场可分为日前交易市场和实时市场，PJM电力调度机构（PJMISO）主要在这两个市场进行阻塞管理。阻塞管理方法主要是采用基于节点电价体系的最优潮流法，此外市场参与者还可以利用输电权市场进行风险管理。
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PJM利用节点边际价格（LMP）对输电阻塞进行管理，管理措施为：①发电机组以其发电母线处的LMP结算；②负荷方以其负荷母线处的LMP支付；③负荷需求方要支付阻塞成本，阻塞成本等于负荷需求方与发电供给方两地的LMP差值。同时，为避免阻塞成本费用导致市场价格不稳定，PJM还采用固定输电权利（FTR－fixedtransmissionright）的管理方法平抑价格的波动，它可保护该输电用户不会因发生输电阻塞而使自己支付的费用上升。FTR本质上是一种金融权利，它并不表示有实质上的能量传输，只要求在发生输电阻塞时获得经济补偿。通常，如果系统发生阻塞，FTR拥有者将按其预约容量和预约线路上的节点边际价格获得补偿。
另外，PJM还采用输电负荷切除TLR（TransmissionLoadingRelief）规则，允许PJM在必要时，为了保证电网可靠运行，可以切除部分负荷。在发生阻塞时，也可以采用这项规则，这是有利于节点边际电价的另一种基本的阻塞管理的工具，通常用于消除不同的控制区域之间的阻塞。
3PJM节点电价
节点边际电价LMP（LocationalMarginalPrice）是一种可以从时间和空间两个层面尽量精确地反映电力系统的运行成本的定价机制，已经被广泛应用到美国的几个主要电力市场，如PJM、加州、纽约等，这种定价机制对我国电力市场的改革具有重要的借鉴意义。
节点边际电价是PJM用来买卖能量和处理传输阻塞的定价方法，它是基于物理潮流而不是合同潮流的定价方法。其目的是实现电力系统的经济运行。这样如果电力市场中电能的价格采用实时的节点电价，就能够反映电能在系统中不同地理位置的母线在不同时刻的价值，从而反映电力资源的稀缺程度，为电力的生产者，消费者，投资者和管理者提供电价信号，提高电力资源的使用效率，优化电力资源的配置，促进电力市场稳定发展。
以PJM为例，说明节点电价在PJM有功市场中的应用。图1中，尽管G1的报价远低于G2的报价，但是由于线路容量的限制，G2处的负荷不得不部分由G2供电，此时便出现输电阻塞。一种电价方法认为，系统出清价为10美元／MW，发电机G2得到其报价30美元／MW，因而获得阻塞上抬费用。这个阻塞上抬费用是按负荷比例大小分担的，这显然是不合理的。
另一种定价方法认为，这是系统出清价为30美元／MW，根据这种方法，系统将不存在阻塞上抬费用。但是G1会认为是不公平的，因为G1的报价要远低于市场出清价，G1在30美元／MW的价格下希望出售的电力高于它的实际出售电力的能力，从而造成“窝电”。而采用节点边际电价，就可以很好地解决这种问题。节点边际电价在考虑发电价边际成本，传输阻塞和线路损失后，为某个特定节点提供下一个MW功率时的费用（见图2）。
这样节点①和节点②的电价分别是10美元／MW，30美元／MW。由于传输线路的能量已经达到极限，①或②号节点负荷增加时，就只能依靠本地发电机出力的办法来满足增加的负荷。因此，这是十分合理的，因为谁使用了高点价，谁就该花高价钱。
显然，如果两节点之间的线路容量不止100MW时，当节点②负荷增加时，就可以获得从G1发出的廉价电力。由此可以看出：当网路传输没有限制时，可以在全网范围内调度最廉价的发电机来满足负荷，此时各节点的电价是相等的。一旦出现了传输阻塞，靠近负荷的高成本的发电机不得不被使用，从而导致了该处电价的上升，用上升的节点电价来弥补高运行成本发电机的花费。
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