面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统，包括：电厂滚动上报年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据；建立多电厂集中式电量安全分析优化模型；基于电厂上报的数据建立电厂的多成分电量平衡约束及分成分电量调整范围约束模型；在目标函数中对电厂的多成分电量计划设置不同的调整成本；计算出机组在各时段的启停状态以及电厂的多成分电量计划偏差；将中长期电量安全分析结论发布给电厂。本发明专利技术针对发电企业中长期物理交易，提供交易前的安全分析服务，给出多电厂多成分电量分散交易的安全分析结论和调整建议，提供市场交易参考，引导市场成员不断修正中长期物理交易，保障各类电力交易的可执行性。

【技术实现步骤摘要】
面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统
本专利技术属于电力系统调度自动化
，具体涉及一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统。
技术介绍
新一轮电力体制改革明确了我国电力市场建设目标：逐步建立以中长期交易规避风险，以现货市场发现价格，交易品种齐全、功能完善的电力市场。在现阶段电力现货市场尚未建立的情况下，电力交易的主要形式是中长期电量交易。中长期市场的交易品种不断丰富，引入了电力直接交易、合同电量转让交易等品种，每一个交易品种都可采用双边协商、集中竞价、市场挂牌等交易方式。目前各类中长期交易以电量进行交割，交易合同为实物合同，需要物理执行。随着电力市场化改革的推进，市场交易规模持续增大，分散交易的不确定性导致电网运行方式与传统有较大的差异，电网安全运行风险加大，电量合同刚性执行的难度加大。中长期市场交易电量逐步替代年度计划电量，量化分析交易电量可能对电网运行带来的安全风险，是电力市场化对调度计划提出的新任务和新要求。在调度机构与交易机构职能分离的背景下，交易机构负责组织各类电量交易但不具备精细化安全校核的能力，调度机构在交易完成后开展安全校核。中长期市场分散交易背景下的电量交易结果可能会产生极端的电网运行方式，导致部分输电断面重载或者越限。电力调度机构针对发电企业的中长期物理交易，如何提供交易前的安全分析服务，引导市场成员合理开展各类市场交易，进而控制电网运行风险、提升市场交易效率，是当前凾需解决的问题。针对电力市场分散交易的安全可行性问题，调度机构一般通过对交易结果进行校核使其满足电网安全约束。但安全校核是保障电网安全性的分散交易结果事后调整环节，交易电量的调整会影响市场成员的生产计划，频繁的交易调整会引发市场公平性的问题。同时，中长期电量校核主要是基于运行人员的经验，通过断面传输电量限值预估的方式来判断交易的可行性，该方法已经难以满足日益复杂的电网运行方式。进一步，电厂各成分交易电量的完成进度要求不一，当交易电量无法满足电网安全约束时，电厂电量调整需要考虑多成分交易电量之间的协调，而目前缺乏相应的支撑技术。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统，针对发电企业中长期物理交易，提供交易前的安全分析服务，给出多电厂多成分电量分散交易的安全分析结论和调整建议，提供市场交易参考，引导市场成员不断修正中长期物理交易，保障各类电力交易的可执行性。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，包括：获取电厂上报的年度电量分月安排计划数据、月度电量市场交易计划数据和多种成分电量合同；获取多电厂集中式电量安全分析优化模型，所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件包括：系统运行约束、机组运行约束和电网安全约束；优化目标为：最小化电厂总发电量与总计划电量之间的电量正偏差与电量负偏差之和最小；基于电厂上报的年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，生成分成分的电量调整范围约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；基于电厂的多种成分电量合同，生成电厂的多成分电量平衡约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；基于电厂的多种成分电量合同调整的优先级顺序，设定不同的电量偏差惩罚成本，修改所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的优化目标为最小化多电厂多成分电量偏差惩罚成本，获得优化过的优化目标；求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型，计算出机组在各时段的启停状态、支路潮流以及电厂的多成分电量计划偏差；根据电厂的多成分电量偏差计算结果，获得中长期电量安全分析结论，完成面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析。优选地，所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的目标函数的表达式为：所述系统运行约束包括：系统电量平衡等式约束、系统有功平衡等式约束和系统旋转备用约束；所述系统电量平衡等式约束的表达式为：所述系统有功平衡等式约束的表达式为：所述系统旋转备用约束的表达式为：所述机组运行约束包括：机组出力上下限约束、机组最小开机时间约束和机组最小停机时间约束；所述机组出力上下限约束的表达式为：Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t所述机组最小开机时间约束的表达式为：所述机组最小停机时间约束的表达式为：所述电网安全约束为：式中，F为系统中的电厂个数，ωf为电厂f的电量偏差惩罚成本，Mf为电厂f的电量正偏差，Nf为电厂f的电量负偏差，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Af为电厂f的发电机组集合，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力，Ef为电厂f的电量计划，Lt为系统在时段t的负荷需求，Rt为系统在时段t的旋转备用需求，Pi,max和Pi,min分别为机组i输出功率的上下限，ui,t为机组i在时段t的启停状态，yi,t为机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志，zi,t为机组i在时段t是否有开机到停机状态变化的标志，UTi和DTi分别为机组i的最小开机时间和最小停机时间，和pij分别表示支路ij的潮流上下限，pij,t为支路ij在t时段的潮流。优选地，所述电厂多成分电量平衡约束的表达式为：Ea,f+Eb,f+Ec,f+Ed,f＝EfMa,f+Mb,f+Mc,f+Md,f＝MfNa,f+Nb,f+Nc,f+Nd,f＝Nf式中：Ea,f、Eb,f、Ec,f、Ed,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划、年度直接交易电量分月计划、月度直接交易电量计划、月度发电权交易电量计划；Ma,f、Mb,f、Mc,f、Md,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划正偏差、年度直接交易电量分月计划正偏差、月度直接交易电量计划正偏差、月度发电权交易电量计划正偏差；Na,f、Nb,f、Nc,f、Nd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划负偏差、年度直接交易电量分月计划负偏差、月度直接交易电量计划负偏差、月度发电权交易电量计划负偏差。优选地，所述分成分的电量调整范围约束的表达式为：Ma,f+Na,f≤Ha,fMb,f+Nb,f≤Hb,fMc,f+Nc,f≤Hc,fMd,f+Nd,f≤Hd,f式中：Ha,f、Hb,f、Hc,f、Hd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划调整上限、年度直接交易电量分月计划调整上限、月度直接交易电量计划调整上限、月度发电权交易电量计划调整上限。优选地，所述优化过的优化目标表达为：式中：ωa,f、ωb,f、ωc,f、ωd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划偏差惩罚成本、年度直接交易电量分月计划偏差惩罚成本、月度直接交易电量计划偏差惩罚成本、月度发电权交易电量计划偏差惩罚成本；Ma,f、Mb,f、Mc,f、Md,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划正偏差、年度直接交易电量分月计划正偏差、月度直接交易电量计划正偏差、月度发电权交易电量计划正偏差；Na,f、Nb,f、Nc,f、Nd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划负偏差、年度直接交易电量分月计划负偏差、月度直接交易电量计划负偏差、月度发电权交易电量计划负偏差；多种成分电量调整的优先级顺序为：先调整年本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于，包括：获取电厂上报的年度电量分月安排计划数据、月度电量市场交易计划数据和多种成分电量合同；获取多电厂集中式电量安全分析优化模型，所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件包括：系统运行约束、机组运行约束和电网安全约束；优化目标为：最小化电厂总发电量与总计划电量之间的电量正偏差与电量负偏差之和最小；基于电厂上报的年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，生成分成分的电量调整范围约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；基于电厂的多种成分电量合同，生成电厂的多成分电量平衡约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；基于电厂的多种成分电量合同调整的优先级顺序，设定不同的电量偏差惩罚成本，修改所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的优化目标为最小化多电厂多成分电量偏差惩罚成本，获得优化过的优化目标；求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型，计算出机组在各时段的启停状态、支路潮流以及电厂的多成分电量计划偏差；根据电厂的多成分电量偏差计算结果，获得中长期电量安全分析结论，完成面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析。...

【技术特征摘要】
1.一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于，包括：获取电厂上报的年度电量分月安排计划数据、月度电量市场交易计划数据和多种成分电量合同；获取多电厂集中式电量安全分析优化模型，所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件包括：系统运行约束、机组运行约束和电网安全约束；优化目标为：最小化电厂总发电量与总计划电量之间的电量正偏差与电量负偏差之和最小；基于电厂上报的年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，生成分成分的电量调整范围约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；基于电厂的多种成分电量合同，生成电厂的多成分电量平衡约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；基于电厂的多种成分电量合同调整的优先级顺序，设定不同的电量偏差惩罚成本，修改所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的优化目标为最小化多电厂多成分电量偏差惩罚成本，获得优化过的优化目标；求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型，计算出机组在各时段的启停状态、支路潮流以及电厂的多成分电量计划偏差；根据电厂的多成分电量偏差计算结果，获得中长期电量安全分析结论，完成面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析。2.根据权利要求1所述的一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于：所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的目标函数的表达式为：所述系统运行约束包括：系统电量平衡等式约束、系统有功平衡等式约束和系统旋转备用约束；所述系统电量平衡等式约束的表达式为：所述系统有功平衡等式约束的表达式为：所述系统旋转备用约束的表达式为：所述机组运行约束包括：机组出力上下限约束、机组最小开机时间约束和机组最小停机时间约束；所述机组出力上下限约束的表达式为：Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t所述机组最小开机时间约束的表达式为：所述机组最小停机时间约束的表达式为：所述电网安全约束为：式中，F为系统中的电厂个数，ωf为电厂f的电量偏差惩罚成本，Mf为电厂f的电量正偏差，Nf为电厂f的电量负偏差，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Af为电厂f的发电机组集合，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力，Ef为电厂f的电量计划，Lt为系统在时段t的负荷需求，Rt为系统在时段t的旋转备用需求，Pi,max和Pi,min分别为机组i输出功率的上下限，ui,t为机组i在时段t的启停状态，yi,t为机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志，zi,t为机组i在时段t是否有开机到停机状态变化的标志，UTi和DTi分别为机组i的最小开机时间和最小停机时间，和pij分别表示支路ij的潮流上下限，pij,t为支路ij在t时段的潮流。3.根据权利要求1所述的一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于：所述电厂多成分电量平衡约束的表达式为：Ea,f+Eb,f+Ec,f+Ed,f＝EfMa,f+Mb,f+Mc,f+Md,f＝MfNa,f+Nb,f+Nc,f+Nd,f＝Nf式中：Ea,f、Eb,f、Ec,f、Ed,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划、年度直接交易电量分月计划、月度直接交易电量计划、月度发电权交易电量计划；Ma,f、Mb,f、Mc,f、Md,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划正偏差、年度直接交易电量分月计划正偏差、月度直接交易电量计划正偏差、月度发电权交易电量计划正偏差；Na,f、Nb,f、Nc,f、Nd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划负偏差、年度直接交易电量分月计划负偏差、月度直接交易电量计划负偏差、月度发电权交易电量计划负偏差。4.根据权利要求1所述的一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于：所述分成分的电量调整范围约束的表达式为：Ma,f+Na,f≤Ha,fMb,f+Nb,f≤Hb,fMc,f+Nc,f≤Hc,fMd,f+Nd,f≤Hd,f式中：Ha,f、Hb,f...

【专利技术属性】
技术研发人员：李利利，涂孟夫，王岗，汪志成，丁恰，昌力，陈文浩，周文俊，胡勇，吴海伟，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32