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一种虚拟投标对日前电力市场节点价差影响的计算方法技术

技术编号:19636035 阅读:88 留言:0更新日期:2018-12-01 16:37
本发明专利技术提出一种虚拟投标对日前电力市场节点价差影响的计算方法,属于电力市场交易技术领域。本方法首先获取所计算的日前电力市场对应的电网系统交易基础数据,根据基础数据构建日前电力市场电力交易统一出清模型;利用上述模型的求解结果,建立日前电力市场安全约束经济调度模型并求解,得到设定虚拟投标量对应的可行投标量区间及节点价差;反复迭代后,最终得到以虚拟投标量为自变量、节点价差为因变量的虚拟投标对日前电力市场节点价差影响的阶梯状曲线。本发明专利技术解决了如何准确描述虚拟投标量与日前电力市场节点价差之间非线性关系的问题,能够为事前甄别市场成员投机空间提供计算工具,保障电力市场的高效性与有序性。

A Method for Calculating the Impact of Virtual Bidding on Node Price Spread in Electricity Market

The invention provides a method for calculating the influence of virtual bidding on the price difference of nodes in the electricity market, which belongs to the technical field of electricity market trading. Firstly, this method obtains the basic transaction data of the grid system corresponding to the day-ahead electricity market, builds the unified clearing model of day-ahead electricity market based on the basic data, establishes the economic dispatching model of day-ahead electricity market security constraints and solves it by using the solution results of the above model, and obtains the set virtual bidding volume. The corresponding feasible bidding volume interval and node price difference; after repeated iterations, the ladder curve of the influence of virtual bidding on the node price difference in the electricity market is finally obtained, which takes the virtual bidding volume as an independent variable and the node price difference as a dependent variable. The invention solves the problem of accurately describing the non-linear relationship between the virtual bidding volume and the node price difference in the electricity market before, provides a calculating tool for pre-screening the speculative space of market members, and guarantees the efficiency and orderliness of the electricity market.

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟投标对日前电力市场节点价差影响的计算方法
本专利技术属于电力市场交易
,特别提出一种虚拟投标对日前电力市场节点价差影响的计算方法。
技术介绍
电力金融市场作为电力市场交易体制的重要组成部分,能够为市场成员提供规避现货市场风险的有效金融工具,能够吸纳大量资本进入电力市场,提高电力市场内交易的流动性,促进电力市场高效、稳定的运转。虚拟投标作为一种电力金融衍生品,在电力金融市场内交易的同时,能够对电力现货市场产生影响,如使特定日前电力市场线路产生阻塞;利用这种影响,市场成员可以进行投机,以虚拟投标的方式,人为地造成日前电力市场节点电价的改变,以此在其他参考日前电力市场节点电价的金融衍生品市场中获取巨额利润,如金融输电权市场。因此,未雨绸缪地发现日前电力市场中,节点上可能的虚拟投标与其造成的日前电力市场节点电价价差之间的关系,是监管机构对此类违规套利行为实施监管的关键。当前并没有详细阐述计算虚拟投标引起的日前电力市场节点价差相关的文献和专利;一种比较传统且直观的方法,是对虚拟投标量以一定步长进行枚举,并反复求解含有该虚拟投标量的日前电力市场出清模型,获得日前电力市场节点电价,进而获得日前电力市场节点价差。该方法主要包括以下步骤:1)获取日前电力市场对应电网系统交易基础数据;所述日前电力市场对应电网系统交易基础数据包括:日前电力市场对应电网系统拓扑数据、电网系统中各节点负荷需求量、各发电机组的基础数据。其中,所述日前电力市场对应电网系统拓扑数据包括:日前电力市场对应电网系统节点与线路间的相互连接关系、各输电线路的有功潮流极限;所述各发电机组的基础数据包括:机组最大最小发电能力、机组最大爬坡速率、机组最小连续开关机时间、机组单次开机成本、机组运行成本数据;所述各输电线路的有功潮流极限,为系统内各输电线路上任一方向输送有功潮流的最大允许值,单位为MW;所述机组最大最小发电能力,为系统内各机组在开机状态下,任一时段内供应电量的最大、最小允许值,单位为MW;所述机组最大爬坡速率,为系统内各机组在开机状态下,任二相邻时段内供应电量的变化量的最大允许值,单位为MW/h;所述机组最小连续开关机时间,为系统内各机组在开关机状态切换后,距离下一次切换开关机状态所需经过的最小时间允许值,单位为h;所述机组单次开机成本,为系统内各机组在由关机状态切换到开机状态时所需承担的成本,单位为元;所述机组运行成本数据,为系统内各机组在开机状态下各供应电量所对应的运行成本的值,一般以二次函数的形式给出,单位为元;2)选择日前电力市场虚拟投标节点所在线路记为j0(j0∈{1,2,...,nB}),其两端节点分别为k0,k1(k0,k1∈{1,2,...,n}),所计算的时段为t0(t0∈{1,2,...,T})。nB,n,T分别为系统中线路总数、节点总数与时段总数。当在第t0时段,对日前电力市场第k0节点进行投标量为的虚拟投标时(投标量为正时表示虚拟负荷,投标量为负时表示虚拟机组),线路j0两端将产生节点电价价差;选择投标量的枚举步长ΔPvb用于迭代,步长选取越小则结果越精确,但求解时间耗费大大增加,一般取0.01;设定投标量初值3)根据步骤1)得到的日前电力市场对应电网系统交易基础数据,构建由目标函数和约束条件组成的含虚拟投标量作为参数的日前电力市场电力交易统一出清模型;具体步骤如下3-1)构建日前电力市场电力交易统一出清模型的目标函数,表达式如下:该目标函数表示日前电力市场全时段所有机组综合成本最小,单机组单时段的综合成本由该时段单机组的运行成本、开机成本、关机成本三部分组成;其中,i为机组的编号,nG为系统内机组总数;t为时段的编号,T为时段总数;为模型变量,表示第t时段第i机组的发电出力,为第t时段第i机组发电出力为时的运行成本,单位:元,以二次函数形式给出;为第t时段第i机组的开机成本,单位:元;为第t时段第i机组的关机成本,本专利技术中可忽略不计,单位:元。开机成本其中是第i机组单次开机成本,作为一个常数给出;为模型也变量,表示第t时段第i机组的开关机状态,取值限于0,1,表示机组为开机状态,表示机组为关机状态,预设此时,当前一时段机组关机,而后一时段机组开机时,将会产生大小为的成本。运行成本函数由二次函数形式给出,为使模型满足线性规划求解器对模型的线性要求,需要在求解前对进行分段线性化。分段线性化为如下过程:将函数的定义域均分为N段,每段区间上的函数曲线用该区间两端端点处函数值对应点相连的线段近似代替。段数N可以任取;N的取值越小,近似效果越佳,但求解速度越慢,本专利技术中取N=10;3-2)确定日前电力市场电力交易统一出清模型的约束条件,分别如下:3-2-1)能量平衡约束:式(2)表示任一时段内,系统的所有机组出力之和应当与系统内所有节点的负荷需求之和相平衡,即能量平衡。其中,k为节点的编号,n为系统内节点总数;为第t时段第k节点的负荷需求量,单位为MW;为第t0时段对第k0节点的虚拟投标量;3-2-2)旋转备用约束:系统所有处于开机状态的机组,其容量之和(亦即机组最大允许出力之和),即是该时段系统可能的最大出力。式(3)要求在任一时段内,系统的最大可能出力,应当在满足系统总负荷需求量的前提下,还能够满足一定的旋转备用负荷量,以应对系统内可能发生的事故。其中,为第i机组的容量,亦即最大允许出力,单位为MW;旋转负荷备用量往往以系统总负荷需求量的一定比例来表示,rreserve称为系统所要求的负荷备用率;3-2-3)机组出力上下限约束:式(4)要求在任一时段内,对于任一处于开机状态的机组,其机组出力必须保持在该机组的最大、最小允许出力之间。其中,为第i机组开机状态下的最小允许出力,单位为MW;3-2-4)机组最大爬坡速率约束:式(5)和(6)要求对于任一机组,若相邻两个时段内均处于开机状态,则这两个时段的机组出力之差,不超过该机组的最大允许爬坡速率;其中,后一时段相比前一时段增加出力的情况称为上爬坡,后一时段相比前一时段减少出力的情况称为下爬坡;若相邻两个时段的开关机状态不同,则机组出力之差由该机组的最大、最小允许出力决定。其中,为第i机组下爬坡的最大允许爬坡速率,为第i机组上爬坡的最大允许爬坡速率,单位均为MW/h;3-2-5)机组最小连续开关机时间约束:式(7)和(8)要求对于任一机组,在下一时段欲改变开关机状态时,需已经保持先前的开关机状态超过一定的时间;例如在下一时段由开机状态变为关机状态,则要求至该时段为止,保持开机状态超过最小允许连续开机时间;由关机状态变为开机状态时类似。其中,为第i机组的最小允许连续开机时间,为第i机组的最小允许连续关机时间,单位均为h;预设当t≤0时,即在第1时段前,所有机组都处于且保持了足够久的关机状态;3-2-6)输电线路最大有功潮流约束:式(9)、(10)要求对于任一输电线路,任一时段内其上输送的有功潮流,在任一方向上不超过该线路的最大允许有功潮流;而根据电力系统直流潮流模型,线路上的有功潮流,由所有发电机组出力的影响与所有节点负荷需求的影响两部分组成。其中,j为线路的编号,nB为系统内线路总数;为第j输电线路的最大允许有功潮流,单位为MW;Pj,k为输电系统直流潮流模型中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟投标对日前电力市场节点价差影响的计算方法,其特征在于,包括以下步骤:1)获取日前电力市场对应电网系统交易基础数据,包括:日前电力市场对应电网系统拓扑数据、电网系统中各节点负荷需求量、各发电机组的基础数据;其中,所述日前电力市场对应电网系统拓扑数据包括:日前电力市场对应电网系统节点与线路间的相互连接关系、各输电线路的有功潮流极限;所述各发电机组的基础数据包括:机组最大最小发电能力、机组最大爬坡速率、机组最小连续开关机时间、机组单次开机成本、机组运行成本数据;2)选择日前电力市场虚拟投标节点所在线路记为j0,其中j0∈{1,2,...,nB};j0两端节点分别为k0,k1,其中k0,k1∈{1,2,...,n};选取时段为t0,其中t0∈{1,2,...,T};nB,n,T分别为系统中线路总数、节点总数与时段总数;3)令迭代次数r初始值r=0,令初始投标量

【技术特征摘要】
1.一种虚拟投标对日前电力市场节点价差影响的计算方法,其特征在于,包括以下步骤:1)获取日前电力市场对应电网系统交易基础数据,包括:日前电力市场对应电网系统拓扑数据、电网系统中各节点负荷需求量、各发电机组的基础数据;其中,所述日前电力市场对应电网系统拓扑数据包括:日前电力市场对应电网系统节点与线路间的相互连接关系、各输电线路的有功潮流极限;所述各发电机组的基础数据包括:机组最大最小发电能力、机组最大爬坡速率、机组最小连续开关机时间、机组单次开机成本、机组运行成本数据;2)选择日前电力市场虚拟投标节点所在线路记为j0,其中j0∈{1,2,...,nB};j0两端节点分别为k0,k1,其中k0,k1∈{1,2,...,n};选取时段为t0,其中t0∈{1,2,...,T};nB,n,T分别为系统中线路总数、节点总数与时段总数;3)令迭代次数r初始值r=0,令初始投标量4)构建日前电力市场电力交易统一出清模型;具体步骤如下:4-1)构建日前电力市场电力交易统一出清模型的目标函数,表达式如下:其中,i为机组的编号,nG为系统内机组总数;t为时段编号;表示第r次迭代时第t时段第i机组的发电出力,为第t时段第i机组发电出力为时的运行成本;为第t时段第i机组的开机成本;为第t时段第i机组的关机成本;开机成本其中是第i机组单次开机成本;表示第r次迭代时第t时段第i机组的开关机状态,为一个0,1变量,表示机组为开机状态,表示机组为关机状态,设4-2)确定日前电力市场电力交易统一出清模型的约束条件,分别如下:4-2-1)能量平衡约束:其中,k为节点的编号;为第t时段第k节点的负荷需求量;为第r次迭代时日前电力市场中在第t0时段对第k0节点进行的虚拟投标的投标量;4-2-2)旋转备用约束:其中,为第i机组的最大允许出力;rreserve为系统的负荷备用率;4-2-3)机组出力上下限约束:其中,为第i机组的最小允许出力;4-2-4)机组最大爬坡速率约束:其中,为第i机组下爬坡的最大允许爬坡速率,为第i机组上爬坡的最大允许爬坡速率;4-2-5)机组最小连续开关机时间约束:其中,为第i机组的最小允许连续开机时间,为第i机组的最小允许连续关机时间;当t≤0时,4-2-6)输电线路最大有功潮流约束:其中,j为线路的编号;为第j输电线路的最大允许有功潮流;Pj,k为第k节点的单位负荷变化对第j线路输送有功潮流的影响;5)求解步骤4)建立的日前电力市场电力交易统一出清模型并判定:若存在最优解,则得到第r次迭代的日前电力市场电力交易统一出清结果与进入步骤6);若无最优解,则跳...

【专利技术属性】
技术研发人员:张广伦钟海旺马子明陈连福夏清康重庆
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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