双边交易模式下的网损分摊-毕业论文.doc

杭州电子科技大学本科毕业设计
摘要
随着电力市场改革的推进，输电系统最终会成为一个独立实体参与市场交易。输电费用计算的一个重要组成部分就是网损费用的分摊，如何科学、公平、合理地确定网损分摊方案，将对市场中交易各方的交易热情和利益产生重大影响，网损分摊成为了电力市场中急需解决的关键问题之一。
本文首先介绍了几种常见的网损计算方法，分析了电力市场下网损计算的发展趋势；然后重点对边际网损系数分摊方法进行了研究。
边际网损系数法是当前各国电力市场应用较多的一种方法。这种方法能提供很好的经济信号，但是利用它计算出来的网损分摊量之和比系统实际总网损要大，并且不分摊给平衡节点，本文利用了比例调整法来解决这个问题。算例结果表明，改进后的方法能很好地消除网络中其它发电机对平衡节点发电机的补贴现象。

【关键词】电力市场；网损分摊；边际网损系数；双边交易

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Abstract
With the development of global innovation in electric power market,Transmission system will ultimately be an independent part of the market transaction.Transmission loss cost allocation is an important constitution of transmission tatiff,different loss allocation method will affect economic benefit and trade enthusiasm of each market member,so loss allocation problem is desired to settle in electric power market.
In this paper,it firstly introduced several familiar loss calculation methods and pointed out the tide of loss calculation in electric market.then spent lots time and energy in researching on marginal loss coefficient method.
Marglnal loss coefficient method is applied in several electric power market at persent.This method has a good economical singal,but the total loss of the system is not equal to actual loss via this method,so the paper used the scaling method to regulate the total loss.Marginal loss coefficient method is not allocate loss to generators on the balance bus,an improved method was given in order to slove this problem,the results of calculation example shows that the improved method can avoid the generators in the network pay for the generator on the balance bus.
【Key words】Electrie Power Market ;Loss Allocation;Marginal Loss Coefficient;Bilateral trade

目录
1 引言 1
1.1选题背景 1
1.2 选题的依据和意义 1
1.3国内外研究现状 2
1.4本文的主要工作 3
2 电力市场环境下的网损问题 4
2.1电力市场模式与网损分摊 4
2.1.1电力市场发展趋势 4
2.1.2联营体模式(Pool模式) 4
2.1.3双边交易模式(Bilateral Trade Model) 5
2.1.4混合模式(P+B模式) 5
2.2电力市场中的输电服务 5
2.2.1输电服务的定义及分类 6
2.2.2输电服务费用的构成 6
2.3网损计算的方法 6
2.3.1第一类网损计算公式 7
2.3.2第二类网损计算公式 7
2.3.3网损计算的发展趋势 7
2.4典型网损分摊方法 8
2.4.1平均网损分摊法 8
2.4.2边际网损系数法 9
2.4.3输电损耗微增法 9
2.4.4潮流追踪法 10
3基于边际理论的网损分配 12
3.1边际理论在输电费用定价中的应用 12
3.1.1长期边际成本法 12
3.1.2短期边际成本方法 14
3.2边际网损系数法在网损分摊中的应用 15
3.2.1基本原理 15
3.2.2特点与优势 17
3.2.3计算步骤 18
4 算例分析 19
4.1计算系统描述 19
4.2基于边际网损系数法的网损分摊 20
4.3基于平均网损分摊法的网损计算 22
4.4结果和分析 22
结论与展望 24
致谢 25
参考文献 26

1 引言
1.1选题背景
20世纪90年代以来，世界上一些发达国家相继在电力工业中引入了竞争机制，电力工业正在走向市场化。电力市场是采用法律、经济等手段，本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力系统中发电、输电、供电、用户等各成员组织协调运行的管理机制和执行系统的总和[1]。电力市场的基本思想是：对垂直一体化垄断经营的电力系统，不同程度地放松或者解除管制、引入竞争、提高效率[2]。电力市场化的最终目的是通过引入竞争机制降低电价，使电价随需求变化。国外电力市场建设已经走过了20多年的历程，改革的脚步遍及五大洲，先后有50多个国家确定了建设竞争性电力市场的改革目标。实行电力市场改革的既有发达国家，也有发展中国家。英国和美国是电力市场的开拓者，巴西、挪威、阿根廷、日本等国也在电力市场改革方面积极探索，积累了丰富的经验。
在这股席卷全球的电力工业市场化改革的浪潮中，我国于1998年开始“厂网分开，竞价上网”试点，已相继成立了两大电网公司和五大发电集团公司，探索形成了适合各省实际情况的几种有效的竞价模式；同时成立了电力监管机构，按国家授权行使电力监管职能，对全国电力市场实行集中统一监管。按照2002年国务院5号文件的规定，中国电力体制改革将首先进行厂网分开，接下来则分别是主辅分离和输配分开。发、输、配一体化的传统电力工业垄断结构将逐渐被市场化运营机制取代。
1.2 选题的依据和意义
在电力市场中，电网公司所担负的责任就是提供输电设备，为电力供电方、用电方输送电能。电网公司为了回收输电设备和提供相关输电服务所付出的成本，需要对电力供、用方收取相应的费用，此费用被称为输电费用或者过网费。随着我国电力体制的改革，电网的商业化运营己成为迫切需要解决的一个重点课题。
电力市场有效竞争最重要的标志是输电网开放。输电网作为连接发电方和用户方(包括大用户和配电公司)的中间环节，它不但负责把电能从发电方传送到用户方的任务，而且提供一些辅助服务，例如无功电压控制、负荷频率控制、阻塞调度等。理想的输电网开放，可以使大用户和配电公司直接与发电方交易，打破了高压输电网公司的独家买电垄断。当用户方和发电方交易达成后，其交易的电能将不可避免地经过输电网，并会在输电网引起网损。网损分摊问题实质上是输电费用分摊问题的子问题。电网在执行输电业务时，必须提供足够的输送容量，承担网损，同时承担交易输电对电网运行带来的影响。一定量的功率在通过输电网传输过程中引起功率损耗的大小，不仅与传输功率量和接网位置有关，还取决于系统的运行状态。因此，输电用户在其合同电量实际传送之前是无法确定该电量所产生的功率损耗数量，这造成输电用户由于无法确定功率损耗数量而不能参与交易时购买输电损耗[4]。
输电系统同时完成多笔交易所造成的网损一般占发电量的5%~10%[4]。英国电力市场的运行实践表明，不同的网损分摊方案可能对交易电价的影响高达10%[5]。因此，如何科学、公平、合理地确定网损分摊方案，将对各交易方的交易热情和利益产生重大影响，网损分摊成为了电力市场中的关键问题之一。
1.3国内外研究现状
假设一电力系统在一段时间内发电负荷基本不变，则在这段时间内就有一总网损。该网损是由输电系统的各项输电业务共同产生的，因此，在计算不同输电业务的成本时就需要将由各项输电业务引起的网损从系统总网损中分离出来，这就是网损分摊。根据电路理论，交流电路中的功率不能应用叠加定理进行计算，因此，当系统中有两笔以上交易同时进行时，现有的网损分摊方案都不存在严格的理论依据，任何分摊方案都只是基于某种原则并使各交易参与者能够接受的近似方法。目前提出和应用的各种网损分摊方法都有其优缺点，没有一种通用的、能得到大家一致承认的最好方法。一个好的网损分摊方法应该尽量满足以下几个条件：
(1)公平合理。应该能真实地反应各使用者使用电网的程度，“谁使用谁付钱，用多少付多少”，不存在相互补贴的情况。
(2)过程透明。整个过程应该公平、透明，使用户易于接受，并且方法要始终如一，避免人为干扰。
(3)计算简单。分摊方法应简单并且容易实现，算法速度尽可能快，适合于系统大规模实时运算。
(4)收支平衡。电网公司所收取的总网损费用要等于各个市场成员实际的网损分摊费用。
(5)经济信号。分摊方法应该能提供适当的经济信号给各市场成员以引导输电网络的经济合理使用。
目前主要的一些网损分摊方法有：平均网损分摊法[2]、边际网损系数法[6]、合同路径法[7]、潮流跟踪法[8]和基于图论的方法[9]等。国外一些大的电网公司采用较多的是平均网损分摊法和边际网损系数法，各国电力市场采用的网损分摊方法如表1-1所示[13]。

表1-1 各国电力市场模式及网损分摊方法比较
国家和地区
电力市场模式
输电网损分摊方法
英格兰和威尔士

北爱尔兰
挪威

新西兰
阿根廷
加利福利亚（美国）

PJM（美国）

新英格兰（美国）

纽约（美国）

安大略（加拿大）
电力库市场（强制）

双边交易市场&单一购电方（可选）
双边交易市场&电力库市场（可选）

双边交易市场&电力库市场（可选）
双边交易市场&电力库市场（可选）
双边交易市场&电力库市场（可选）

双边交易市场&电力库市场（可选）

双边交易市场&电力库市场（可选）

双边交易市场&电力库市场（可选）

双边交易市场&电力库市场（可选）
当前：平均网损分摊法
计划：区域网损分摊法
平均网损系数法
当前：区域边际网损系数法
计划：节点边际网损系数法
实时节点定价（动态节点定价）
动态节点定价
加州电力市场失败后，该用平均网损系数法
当前：边际网损系数法
计划：实时节点边际网损系数法
微增（边际）网损系数法用于双边交易市场
发电机和负荷的实时节点（边际）定价
平均网损法考虑转向实时节点定价
1.4本文的主要工作
目前的网损分摊方法各有优缺点，学者们对此也各抒己见，尤其是对于网损分摊方法更是存在着很大争议，至今还没有一种让学术界普遍接受的网损分摊方法，本文主要对网损分摊方法进行了研究，具体包括以下几部分：
(1)网损计算是网损分摊的前提，本文在对比了各种常见的网损计算方法后，阐述了各种方法的特点，并分析了网损计算的发展趋势。
(2)针对目前比较典型的几种网损分摊方法进行了研究，详细阐述了各种分摊方法的计算原理及其优缺点，并通过比较邮票法与边际网损系数法，得出了邮票法的缺点以及边际网损系数法的相对优势。
(3)首先通过编程应用牛顿——拉夫逊法进行了潮流计算，并编写边际网损法的程序进行网损分摊，并且针对边际网损系数法所计算出来的各节点网损分摊量之和与系统实际总网损不一致的问题，本文使用比例调整法加以解决。

2 电力市场环境下的网损问题
本章首先介绍了电力市场的各种模式及其发展的趋势，接着阐述了网损计算的基本理论，然后介绍了一些常用的网损计算方法并讨论了网损计算的发展趋势。在此基础上引出了网损的分摊问题，并重点的介绍了四种比较流行的网损分摊的方法，最后展望了网损分摊方法的发展趋势。
2.1电力市场模式与网损分摊
2.1.1电力市场发展趋势
20世纪80年代末期以来，在经济全球化趋势的推动下，各国经济日趋开放，以引入竞争为标志的电力行业市场化改革也在全球范围内展开。英国和美国率先对电力体制进行改革，阿根廷、巴西等发展中国家也采取了符合各自国情的改革措施，越来越多的国家正走上电力体制改革之路。世界各国电力行业改革的趋向是:自由化、民营化、放松管制、打破垄断和引入竞争机制。实行市场化改革的最终目标是为了提高效率，实现资源优化配置。
电力市场的实质是通过建立一个充满竞争和选择的电力系统运营环境来提高整个电力工业的经济效益，竞争和选择是市场机制互相依存的两个方面[1]。各国的电力市场改革基本上都经历了一个从国家垂直垄断到在某一环节引入竞争，直到逐步扩大竞争范围最后实现电力工业各个环节全面开放引入竞争机制的过程，随着开放环节的扩大，竞争力度也逐渐加强。
不管各国的电力市场开放程度如何，其市场交易模式大体可以分为联营体模式、双边交易模式以及联营和双边交易混合模式三类。
2.1.2联营体模式(Pool模式)
联营体模式是指：在一个区域，只有一个强制市场成员参与的、集中的、竞争的市场，有时也被称为“电力库”。电力供需各方交易的全部电量及其电价都必须经由现货市场竞争确定，发电商竞争获取发电的权力，但并不为特定的用户发电；同理，配电商也仅能在电力库，而不是从特定的发电商那里购电。在电力联营模式下的市场中，电力市场运营、系统的调度运行及输电网的管理等工作由统一的系统运行者或者几个分立的机构负责[2]。
电力联营模式的强制性电力库只是针对物理交易即电量交易的，在此之外的金融交易不一定强制性地经由电力库，如发电商与供电商、大用户之间可以签订财务合同—差价合约等金融性交易。按照市场开放的程度，这种模式又可以细分为两种市场模式：非竞争购电模式和竞争购电模式。
(1)非竞争购电模式：即单一购电模式，仅在发电侧进行卖方之间的竞争投标，而所有买方的购电权利是平等的，无需提交购电的投标、对购电价格的形成也没有影响。英国早期的电力联营(Pool)、美国加州和我国的几家内部模拟电力市场均属于这种模式。在这种单一购电模式下，电网运营机构直接制定出符合安全要求的交易计划，比较容易实现安全与经济之间的协调。但是它没有给用户选择的权利，没有体现用户在市场中其应有的地位。
(2)竞争购电模式：竞争在发电侧和供电侧分别展开，买方也要提交购电的投标，报价低的买方有可能购不到电，最终的系统价格由电力需求和电力供应的报价曲线共同决定。澳大利亚的新南威尔士电力市场即为这种模式。为使电力市场更加开放，打破电网公司在市场中的垄断地位，出现了双边交易模式。
2.1.3双边交易模式(Bilateral Trade Model)
在这种模式下，不再强制电力供购双方参与的电力库，绝大部分的物理交易都是由供购双方协商完成的，交易量和交易价格不再由集中的市场统一确定。在双边交易模式下，系统运行者仅负责双边交易匹配外的系统平衡、调度运行和输电网管理等工作。英国NEAT下的电力市场就属于这种双边交易模式。
对于签订了双边交易合同的用户，在实际运行中，如果用户的负荷高于双边交易确定的负荷值，高于部分由现货市场按现货价格供电；如果用户的负荷小于双边交易确定的负荷值，小于部分将按照双边交易的价格卖给电网公司在全网消化。双边交易为需求侧提供了充分的参与机会，需求侧的参与会使需求侧管理和它的价格的杠杆作用加强。但这种模式的弊端是不可回避的：各个供购双方进行交易协商和合同签订等的交易成本很高；对合同双方而言，承受的交易对象的信用风险较大；而且在一个纯双边交易的市场中，这种模式有一定的操作困难，因为有时很难全面和及时地掌握市场信息，这会使得市场在短期内无法有效且有序地运行。
2.1.4混合模式(P+B模式)
这种模式综合了上述两种模式的特征，存在电力库的同时也允许供购双方进行金融交易和直接双边交易，电力供购电的各方可以自主地而非强制地选择参与电力库交易或者进行其它方式的交易。北欧电力市场即属于这种模式。这种混合模式给予了市场参与者以最大的选择权利，他们可以在对成本、信用风险和市场风险等进行综合评估之后，自主选择以何种方式购售电力。电力库运作的现货市场给其它形式的交易提供了一个参考价格。
这种混合模式下，市场的自由度和灵活性得到了大大的增强，它以折中的方式集成了前两种模式的优势，成为目前国际上比较推崇的电力市场模式。
2.2电力市场中的输电服务
输电网开放是电力市场有效竞争最主要的标志之一，在开放的电力市场环境下，输电服务必须独立进行并且合理定价，而输电服务定价中的一个难点问题就是如何在各交易成员之间分摊网损。本章将从输电服务出发，先阐述了现有常用网损分摊方法的原理和特点，然后论述了现有网损分摊方法中共同存在的一些相关和需要迫切解决的问题。
2.2.1输电服务的定义及分类
输电服务是指将电能从电能的生产者(独立发电厂和发电公司)安全、优质、经济地输送到电能的使用者(配电公司和大用户)的全过程。具体而言，输电服务要完成三种服务：输送服务、管理服务和辅助服务。输送服务和管理服务是电力市场中最基本的服务，而辅助服务则是电力市场中出现的新问题。
从服务方式上，输电服务可以分为两大类：网络服务和点对点服务。网络服务指电网公司从发电公司买电然后卖给配电公司，电能的生产者和消费者都只与电网公司打交道，网络服务允许客户改变其收点和发点，甚至其输电计划，这种服务方式与联营交易模式较为相似。点对点服务指预先确定好输电的发点和收点的服务，如发电公司和大用 户之间的长期供电关系，一般靠合同来保证，这种服务方式与双边交易模式较为相似。
输电服务的基本特征包括：输电量的大小；和约的严格程度；输电服务的持续时间；输电的发点和收点；输电的时间变化曲线；网损分摊的公平与合理性。
根据这些特点，可以归纳出六种基本的输电服务类型，包括四种点对点服务和两种网络服务：①点对点严格长期交易；②点对点严格短期交易；③点对点非严格适时执行交易；④点对点非严格适时中止交易；⑤网络严格交易；⑥网络非严格交易。严格交易是指只有在系统发生事故时才允许中止的输电交易；非严格交易是指电网的运行条件许可时执行的交易(适时执行)，或在特殊条件下需要停止执行的交易(适时中止)[1]。
2.2.2输电服务费用的构成
输电费用通常可以划分为三部分：输电主服务费用、辅助服务费用和管理服务费用。其中，输电主服务又称电力输送服务，是输电服务中最重要和最基本的一项服务；管理服务费用所占比例很低，不起主要作用。
辅助服务一般被定义为：在输电服务中，为保证电能质量和系统安全所采取的一切辅助措施。不同的国家和学者对辅助服务的定义和内容要求不尽相同，经营模式也有较大差别。但辅助服务较通用的定义一般包括：负荷跟踪与频率控制；无功备用和电压控制；处理能量不平衡；发电再计划；稳定控制服务；旋转与非旋转备用；事故后恢复服务。
辅助服务并非是由于电力市场的出现才引发的问题，而是在传统的电力工业中，没有区分主服务和辅助服务，所有费用都包括在电费中，所以辅助服务问题一直没有得到足够的重视。在电力市场中，应该进一步明确辅助服务的内容项目，研究成本核算的理论依据及定价的方法[2]。
2.3网损计算的方法
网损计算(也叫线损计算)是网损分摊的前提，能否在市场各个成员之间公平准确的分摊网损跟网损计算结果是否准确有很大的关系。网损计算是电力系统的传统问题，在理论上有多种计算方法，但是在电力市场环境下网损计算有其自身特点和要求，与传统的计算方法存在一些区别。
2.3.1第一类网损计算公式
根据系统总网损等于全网各节点总净注入功率，用节点注入之和表示系统的网损，这种情况适用于线路或变压器两侧母线进出线均有功率测量点的情况。对于具有n条母线的输电系统，设各母线的净注入功率为，则网络的总功率损耗为全部母线净注入功率之和[13]，即：
(2-1)
式中， Ploss为总的有功功率损耗，Qloss为总的无功功率损耗。
2.3.2第二类网损计算公式
当线路或变压器达不到第一类网损计算的要求时，运用母线进出线的电流或电压测点数据及元件参数计算实时网损，根据系统总网损等于系统中各支路功率损耗之和，用支路电流或功率表示系统的网损[13]。对于网络等值电路，假设两端运行参数为V1、I1、P1、Q1，线路参数为R、B、X，则有：
或 (2-2)
式中，I1、I2、R为单相电流、单相电阻，PL、QL为线路的三相有功、无功损耗。
电流通过线路的感抗X产生无功损耗QL；在外加电压作用下，线路电容将产生无功功率QB。作为无功损耗，前者取正号，后者取负号，两者的和可能为正，也可能为负。即：
(2-3)
(2-4)
对于变压器，可分为双绕组和三绕组来分别计算。对于双绕组，其有功、无功功率损耗计算与线路类似。其励磁损耗计算一般不考虑电压变化对其的影响，计算公式为：
(2-5)
式中，△P0为变压器的空载损耗，I0%为空载电流的百分数，SN为变压器的额定功率。
2.3.3网损计算的发展趋势
随着各国电力市场的相继建立和完善，对电力系统的运行与控制水平要求越来越高，公平、合理的电力市场对电力系统网损计算的准确性、实时性也提出了越来越高的要求，研究实时、精确的网损计算方法和开发相应的计算软件系统是未来网损计算的发展趋势。
随着GPS技术在电网SCADA系统中的应用、推广和完善，为实时电力系统精确网损计算的解决提供了必要的技术支持。对电力系统中各测量装置装配GPS授时系统，进行统一授时，并尽量统一各测量装置的采样周期。考虑到经济性的问题，一般可在11OVk及以上输电系统中采用这一方法。利用GPS技术保证数据的同步性，同时通过SCADA的遥测、遥信技术取得电力系统的实时数据，对于远动传输的数据打上GPS时标，保证网损计算时可以方便地获取同一时间的原始数据，可以大大提高网损计算的准确性、实时性。对于打上GPS时标的历史数据和实时测量数据，可存储在历史数据库和实时数据库中，方便不同要求、不同计算时段、不同范围的网损计算场合下选用计算数据[22，23]。
随着数据实时采集传输技术的发展，要求网损计算时间更短，计算结果更准确。由于实时数据的采集存储周期越来越短，以可小于10一秒数量级，则网损计算分析处理方法在保证其准确性的前提下，要求在较短的时间内完成对大规模电力系统的网损计算分析。包括友好人机界面的网损实时精确计算系统的开发，特别是在110kV及以上的输电系统中，显得越来越迫切。
2.4典型网损分摊方法
本文主要是对输电服务中的网损分摊问题进行研究，网损分摊目前己有多种方法，主要有平均网损分摊法、边际网损系数法、输电损耗微增法和潮流追踪法，本节就这四种分摊方法的基本原理及其特点进行了详细地分析。
2.4.1平均网损分摊法
平均网损分摊法[27][28]也叫“邮票法”，这种方法是根据电能用户的功率大小按比例将网损分摊给用户，该方法算法简单，不考虑输电网的结构、输电线路的距离和输送功率的收发点位置，故称为“邮票法”。该方法在全网范围内按相同的网损系数进行分配。
网损系数：
(2-6)
式中，i为节点号，Pi为第i个节点的有功出力或有功负荷，Ploss为全网网损。则节点i的有功出力或有功负荷应该分摊的网损量为：
(2-7)
显然，平均网损分摊法直接、透明，分摊的网损量相对稳定，有利于维持电力交易的同一性和流畅性。电网公司可以通过事前计算、实时计算、事后计算或三者之间的组合来完全收回输电网损成本。
虽然有不少文献在这种方法的基础上作了一些改进，例如在确定网损系数时，综合考虑电网中的电能质量[25]，传输拥挤[23]等因素，但是平均网损分摊法的缺陷仍然很明显。这种分摊方法不能体现电网短期和长期经济运行的经济学信号，缺乏强有力的电力市场的经济激励机制，而且由于不可避免的存在用户之间的交叉补贴，如：对于购买同样数量的电能，用户就近买电与向离其电气距离较远的发电厂买电相比，实际上就近买电降低了整个电网的网损，但是使用平均网损分摊法的用户所承担的输电网损并无减少，所以这种方法常常受到无法获益的用户的抱怨。
2.4.2边际网损系数法
目前，边际网损系数法被大多数电力市场所采用[21]，边际网损系数法是一种灵敏度方法，即根据节点注入功率的单位变化引起全网网损变化量的大小对各节点上负荷或发电机进行网损的分摊。这种分摊方法能反映各节点造成全网网损的微增成本信息，从而能够提供很好的经济信号，通过市场的手段促使潮流向网损减少的方向流动，达到优化潮流，提高经济效益以及指导用户投资决策的目的，而且同时考虑到了有功和无功对网络损耗的影响。但是，这种方法也存在着一些缺点，例如分摊网损时可能存在的剧烈波动使得用户的风险大大提高；网损费用存在着过度回收等问题。
2.4.3输电损耗微增法
输电损耗微增法[25]是一种基于潮流的损耗增量方法，是针对双边交易(尤其是转运交易)提出的，这种方法是根据每个交易用户的功率总量对系统损耗的影响来确定其应承担的输电损耗。其方法是将所有的交易功率按一定的顺序累加到系统中，根据每个交易合同追加后对整个系统功率的影响程度来确定每个交易合同应分摊的网损。
以有功功率损耗为例，设系统在某运行时段存在N个双边交易，输电损耗微增法的分摊步骤如下：
(1)进行两种方式的潮流计算，其中一次不考虑所有交易，称为基本方式；另一次则包含所有交易，称为实际运行方式。上述两种情况下的潮流计算显然不同，它们之间的差别就反映了所有交易对系统的影响。
(2)对任一交易n(n=1，2，…，N)进行两种方式下的潮流计算，方式1只加入双边交易n，它与基本方式之间的差别反映了该交易的边际影响；方式2则包含除交易n以外的所有交易，它与实际运行方式的差别决定了交易n的增量影响。
(3)为了综合考虑不同的交易加入次序对最终损耗分摊结果的影响，取交易n对系统的边际影响和增量影响的平均值作为该交易对系统功率损耗的最终影响。
(4)应用上述步骤将系统输电损耗分摊到每个交易n。
基于潮流的损耗增量法采用的是“边际”和“增量”的思想来确定各个双边交易对网络功率损耗的影响，可计算特定交易对系统的影响，物理意义清晰，但存在以下缺点：
(1)功率加入次序：显然每笔交易功率的加入次序不同对最终的损耗分摊结果有影响，从而导致分摊结果不唯一。
(2)各交易功率之间的交叉耦合作用：因为交易之间的交互作用产生了损耗交叉项，单个双边贸易累加到系统中所引起的网损变化量之和并不等于所有双边贸易同时加入到系统中引起的网损变化。所以这种方法没有考虑到所有交易同时作用时的交叉祸合作用。
(3)反向潮流：所谓“反向潮流”是指某一交易在系统中某些线路上所引起的潮流与线路实际潮流方向相反，该交易的存在实际上减小了系统总的输电损耗，电网公司应该对该交易进行补偿，但这对电网公司又是难以接受的。所以现有的一般处理方法是不考虑该交易对系统损耗的影响，对其不收取损耗分摊费用，从系统经济运行的角度出发，对引起反向潮流的交易，不考虑其对减小系统总损耗所做的贡献并不合理。
输电损耗微增法直观上非常适合于双边交易，而且与平衡节点的选取无关。但是由于各交易的网损分摊量对所设定的交易顺序很敏感，对同时发生的几笔交易，就会出现交易排序的问题。对产生反向潮流的交易功率不收网损分摊费用甚至给予补偿，这对电网公司来说也难以接受。
2.4.4潮流追踪法
潮流追踪法也叫潮流跟踪法，这种算法中的一个重要原则就是比例共享原则(proportional sharing principle)，它是由Bialek在1996年首先提出的[9]。比例共享原则说明了在一个节点上功率是如何分配的这个问题，由于注入节点的电流无法区分，且节点流出的潮流只与节点电压和线路阻抗有关，所以假设从节点流出的每条支路功率中包含了注入功率的同样比例。也就是说，节点输出支路的潮流由各输入支路的潮流混合而成，且其比例与输入支路功率占该节点总注入功率的比例相同。
比例共享原则虽然在1996年由Bialke提出时没有进行证明，但是被广泛接受并应用。以比例共享原则为基础的潮流追踪法是在潮流分布已经确定的情况下，求解每个节点的注入功率是如何在功率流出支路上分配的问题，这种算法可用于考察每条支路中的潮流来自于哪些发电机，最终又流向了哪些负荷。该方法最大的优点是直观描述了实际潮流的物理流向，由于它是基于交流潮流，可以准确反映系统的非线性，确定每个发电机和负荷对线路潮流的影响。随着电力市场化改革的深入以及输电系统的更加开放，要求快速而准确地确定各发电机和负荷对各输电线路的实际使用“程度”。根据“谁使用，谁支付”的原则，按用户实际使用线路的情况，可以公平合理地收取费用。
潮流追踪法是随着电力市场的产生而最早被提出的评估用户使用输电网情况的计算方法之一，但由于被认为缺乏经济学信号，至今未被国内外电力公司采用。从国内外的最新文献可以看到，按照潮流的实际物理流向，争取“潮流网”和“金融网”的统一，增加网损分摊的透明度和公平性，是目前研究的一大热点。虽然目前对于潮流追踪法仍有很多争议，但是将潮流追踪法作为边际网损系数法的一种有效补充，被普遍认为是可以考虑的[28]。
现有的各种潮流追踪方法根据其特点可以进行如下的分类[28]。
按照追踪的方向或对象不同，可以分为顺流追踪(Downstream Tracnig)和逆流追踪(Upstream Tracing)。顺流追踪用于计算负荷功率在输电线路中引起潮流的大小，通过顺流追踪可以把全网的输电网损分摊到负荷侧；而逆流追踪用于计算各发电机实际供应哪些负荷及各线路实际为哪些发电机服务，因此通过逆流追踪可以对发电侧进行网损分摊。
按照所追踪的量不同，可以分为电流量追踪、有功功率追踪和复功率追踪。①电流量追踪方法是通过研究网络中支路电流的组成及其对网络损耗的影响来进行全网网损的分摊。②有功功率追踪忽略了有功和无功的联动影响，直接对有功潮流和无功潮流进行解藕，而不考虑节点无功对有功功率损耗的影响，按照有功功率比例共享的原则，进行有功追踪和网损分摊。③复功率追踪按照复功率比例共享的原则，得到某一特定发电机或负荷的复功率在线路上引起的潮流所占线路总潮流的比例来进行网损分摊。复功率追踪考虑了有功功率和无功功率对全网网损的综合影响，所采用的简化少，比有功功率追踪方法更趋于合理公平。但是这种方法涉及大量复数运算，包括复数矩阵的求逆，因而计算复杂，对于复杂电力系统的实际应用还有待进一步的研究。
按照所采用的潮流模型不同，可以分为有功潮流模型和有功、无功潮流联合追踪模型。①有功潮流模型基于潮流解的基础之上，不考虑节点的无功功率对线路有功损耗的影响，将有功潮流和无功潮流进行解祸，在此模型中，网络上只有有功功率流动。为保持线路首末两端的功率一致，一般将线路的有功功率损耗移至线路一端或平均移至线路的两端，从而使线路等效为一无损线路。②有功、无功潮流联合追踪模型不但减少由于有功潮流模型的简化所引起的误差，还可以对线路上的无功功率进行追踪，从而为无功功率的传输费用及损耗的分摊提供依据。
潮流追踪法具有如下的特点：①计算过程透明度高，物理含义明确，易于理解，易于被用户接受。②对节点功率的追踪，确定每个用户对输电网络的利用分额，算法简单，过程清晰。③可以满足电网费用的收支平衡。总之，潮流追踪法是一种基于物理流的方法。这种方法是假设功率在全系统混合流动，到达交易一方的功率并不是由另一方输送的，所以潮流追踪法适用于电力市场联营模式，而对双边或多边交易模式很难直接应用，文献[37]对潮流追踪法进行了改进使其能适用于联营与双边(多边)交易模式。
除了上面的几种典型的分摊方法外，还有其它一些分摊方法，如基于阻抗矩阵的网损分摊方法[5]、CLP方法[25](Cross-losses Porportioing)、针对双边交易的合同路径法[8]、基于博弈论的网损分摊方法[26]等，由于篇幅所限，后面这几种方法在此就不详细介绍了。

3基于边际理论的网损分配
边际理论在微观经济学中是一个非常重要的理论，边际理论在电力市场中同样有着很多的应用，尤其是在输电费用定价和实时电价中。目前在输电费用定价中得到普遍应用的两部制定价方法包括使用费和固定费两部分，其中使用费一般是根据实际的使用量按照短期边际成本方法来定价，使用费按照短期边际成本方法定价可以收回全部可变成本和小部分固定成本；而固定费主要用来收回大部分固定成本。在实时电价中，边际理论主要用来计算边际网损成本和边际网络维护成本。在电力市场环境下，应用边际理论进行网损分摊出现了很多研究成果[22，24，25]，边际理论己应用到了挪威、加利福利亚、PJM、新英格兰和澳大利亚等地区的电力市场。
本章首先介绍了边际理论在输电费用定价中的运用，然后结合边际网损系数法，针对边际网损系数法计算出来的各节点网损分摊量之和与系统总网损不一致的问题，利用比例调整解决了这个问题。
3.1边际理论在输电费用定价中的应用
输电费用的定价，除了要能使电网公司收回其提供转运服务所支出的所有成本外，还要使电网公司有合理的收入，以促进电网和电力市场的健康发展。在输电费用定价中常用的三种计算方法有：综合成本方法、长期边际成本方法和短期边际成本方法[1]，本节主要介绍基于边际理论的后两种方法。
3.1.1长期边际成本法
长期边际成本是当产量扩张时所增加的最低数量的成本，或当产量收缩时所节约的最高数量的成本[26]。长期边际成本方法，根据电网公司在执行转运业务时，引起的总成本的边际变化，作为转运费的计算依据。这种方法比较适用于长期批量功率交换时转运费的计算。
长期边际成本方法中，转运费由两部分组成：长期边际容量成本和长期边际运行成本。其中，长期边际容量成本指电网公司由于提供转运业务，使电网公司扩展网络所需的成本；长期边际运行成本指电网运行、维护成本的边际变化。在长期边际容量成本中，所计算的是容量成本的变化量，是电网公司将要进行的投资费用；长期边际运行成本方法，只考虑执行转运业务前后，电网网损及维护费用之差。
长期边际成本方法又可以分为两种：①标准长期边际成本方法；②长期全边际成本方法。
标准长期边际成本法，使用传统的规划计算程序，确定运行需要网络扩展的部分，并计划有、无转运业务时的投资计划，如果所研究的电网具有多个转运业务，则针对每项转运业务，需分别对长期边际容量成本和长