考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约束的机组组合获取方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约束的机组组合获取方法，该方法以电力公司进行交易计划和运营计划为背景，针对电力交易需要体现交易品种和规则的经济特性问题，建立了面向交易成份的数学模型，优化的目标函数是电力公司购买外送电交易与跨省跨区联络线交易费用最小，约束条件包括电网运行的安全约束、机组运行的物理约束和交易成份约束，可以帮助需要考虑交易品种和规则的电力公司制定交易计划和运营计划，提高决策的科学性和有效性，有助于优化电力公司的购电策略与购电成本，提升电力交易业务的精益化运营水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力公司计及交易成份与安全约束的机组组合领域，尤其涉及考虑外送电交易与跨省跨区联络线交易的运营计划的制定。
技术介绍
从近几年的电力市场化改革情况来看，国家主要推行的区域电网统一电力市场建设过程中，由于各省经济发展水平不同、电价水平不同等多方面因素的影响，电力市场化改革遇到了较大的困难和阻力，区域电网统一电力市场在处理有关各方利益的协调等方面，也面临着各种错综复杂的尖锐矛盾。同时，为满足社会经济快速发展需要，缓解供电矛盾，有效解决缺电与窝电并存的局面，亟需在全国范围内实现能源资源优化配置。随着交直流特高压逐步投运，各大区与省间电网联系日益紧密，为实现全国范围内的资源优化配置提供了坚实的硬件基础。因此，各大区及省间以及省内交易计划成为实现全局资源优化配置的关键所在。由于电力交易对于资源的建模并不仅限于机组、线路等物理特性，更多时候还需要体现交易品种、交易规则等经济特性。因此，在全局资源优化配置的目标下，亟需针对不同电力交易成份的特性，统筹规划，研究面向交易成份的发电调度。在交易成份中，这里重点考虑外送电交易与跨省跨区联络线交易的优化配置。电力市场环境下的机组组合应考虑网络安全约束已成为一种共识。电力的传输必须以电力网络为依托，且遵循特定的物理规律，即总是沿着阻抗最小的路径。这也就是说，在电力市场上，难以确定具体的消费者和具体的供给者之间的关系。网络的影响还会造成不同方向的电能交易相互制约的问题。因此，机组组合只有计及电力网络的约束，才能在保证电网的安全可靠运行的同时实现最优的电能交易。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约束的机组组合获取方法。为达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案。第一步，将优化变量机组出力的维度扩展到三维，其中第一维是时间，第二维是机组出力值，第三维是机组功率的交易品种，交易品种包括外送电交易、跨省跨区联络线交易与基本电交易；第二步，建立优化模型，优化模型的目标函数是系统的外送电交易与跨省跨区联络线交易购电费用最小，优化模型的约束条件包括机组总出力约束、参与外送电交易的机组交易电量约束、不参与外送电交易的机组出力约束、参与跨省跨区联络线交易的机组交易电量约束以及不参与跨省跨区联络线交易的机组出力约束；第三步，对优化模型进行求解得到购电费用最小时的机组各个交易品种出力值。所述机组总出力约束表示为：Σj=1TraPi,t,j=Pi,t]]>其中，Tra表示交易品种数目；Pi,t表示机组i在第t个时间段的总出力值；Pi,t,j表示机组i在第t个时间段第j个交易品种的出力值。所述参与外送电交易的机组交易电量约束表示为：Σi=1IoutΣt=1Tout(Pi,t,out*Δt)=Q‾e,Tout]]>其中，表示在合同时间Tout签订的外送电交易合同电量值；Tout表示外送电交易合同时间；Iout表示参与外送电交易的机组数目；Pi,t,out表示机组i在第t个时间段交易品种为外送电交易的出力值；Δt表示时间段长度。所述不参与外送电交易的机组出力约束表示为：Pinot,t,out=0]]>其中，inot表示不参与外送电交易的机组。所述参与跨省跨区联络线交易的机组交易电量约束表示为：Σi=1IcontΣt=1Tcont(Pi,t,cont*Δt)=Q‾c,Tcont]]>其中，表示在合同时间Tcont签订的跨省跨区联络线交易合同电量值；Tcont表示跨省跨区联络线交易合同时间；Icont表示参与跨省跨区联络线交易的机组数目；Pi,t,cont表示机组i在第t个时间段交易品种为跨省跨区联络线交易的出力值；Δt表示时间段长度。所述不参与跨省跨区联络线交易的机组出力约束表示为：Pinot,t,cont=0]]>其中，inot表示不参与跨省跨区联络线交易的机组。所述优化模型的约束条件还包括机组出力上下限约束、机组最小连续启停时间约束、系统的功率平衡约束、系统的备用容量约束以及线路的输电容量约束。所述目标函数表示为：minF=Σt=1TΣi=1I(Pi,t,out*Δt*Costi,out+Pi,t,cont*Δt*Costi,cont)*zi,t]]>其中，F表示在系统外送电交易与跨省跨区联络线交易中电力公司的购电费用；T表示研究周期内的时间段数；I表示系统中的机组数；Δt表示时间段长度；Costi,out表示机组i出力中，交易品种为外送电交易时，电力公司的购电费用；Costi,cont表示机组i出力中，交易品种为跨省跨区联络线交易时，电力公司的购电费用；Pi,t,cont表示机组i在第t个时间段交易品种为跨省跨区联络线交易的出力值；Pi,t,out表示机组i在第t个时间段交易品种为外送电交易的出力值，zi,t＝1表示机组i在第t个时间段处于开机状态，zi,t＝0表示机组i在第t个时间段处于停机状态。本专利技术的有益效果体现在：本专利技术中通过对机组出力的交易成份分类，将传统二维机组出力模型拓展成三维机组出力模型，从而在机组组合中引入交易成分因素，并在此基础上建立考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约束的机组组合的数学模型，以在外送电交易与跨省跨区联络线交易中电力公司购电成本最小为目标进行优化，为考虑外送电与跨省跨区联络线交易计划和运营计划的制定提供有力保障，可以在电力交易对于资源的建模中体现交易品种与规则，实现电力公司的交易计划与运营计划协调优化，提高决策的科学性和有效性，适应集中部署后统一市场运营的要求。附图说明图1是传统机组组合二维模型；图2是考虑交易成分的机组组合三维模型；图3是模型的求解流程示意图；图4是系统网络接线图，其中：BUS表示母线；图5是机组5的每一时刻出力功率图；具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。一、机组出力维数拓展如何实现多交易成份的识别与归类是建立考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约束的机组组合问题的基础。如图1所示，原有的考虑安全约束的机组组合模型是两维度模型，模型中的机组出力是与时间、机组相关的二维连续变量。具体说来，每个机组在某一个设定的时间长度内有一功率输出状态；某一个机组在研究的时间长度内的每一个时间段都有一功率输出状态。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约束的机组组合获取方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步，将优化变量机组出力的维度扩展到三维，其中第一维是时间，第二维是机组出力值，第三维是机组功率的交易品种，交易品种包括外送电交易、跨省跨区联络线交易与基本电交易；第二步，建立优化模型，优化模型的目标函数是系统的外送电交易与跨省跨区联络线交易购电费用最小，优化模型的约束条件包括机组总出力约束、参与外送电交易的机组交易电量约束、不参与外送电交易的机组出力约束、参与跨省跨区联络线交易的机组交易电量约束以及不参与跨省跨区联络线交易的机组出力约束；第三步，对优化模型进行求解得到购电费用最小时的机组各个交易品种出力值。

【技术特征摘要】
1.一种考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约束的机组组合获取
方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，将优化变量机组出力的维度扩展到三维，其中第一维是时间，第二
维是机组出力值，第三维是机组功率的交易品种，交易品种包括外送电交易、跨
省跨区联络线交易与基本电交易；
第二步，建立优化模型，优化模型的目标函数是系统的外送电交易与跨省跨
区联络线交易购电费用最小，优化模型的约束条件包括机组总出力约束、参与外
送电交易的机组交易电量约束、不参与外送电交易的机组出力约束、参与跨省跨
区联络线交易的机组交易电量约束以及不参与跨省跨区联络线交易的机组出力
约束；
第三步，对优化模型进行求解得到购电费用最小时的机组各个交易品种出力
值。
2.根据权利要求1所述一种考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约
束的机组组合获取方法，其特征在于：所述机组总出力约束表示为：
Σj=1TraPi,t,j=Pi,t]]>其中，Tra表示交易品种数目；Pi,t表示机组i在第t个时间段的总出力值；
Pi,t,j表示机组i在第t个时间段第j个交易品种的出力值。
3.根据权利要求1所述一种考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约
束的机组组合获取方法，其特征在于：所述参与外送电交易的机组交易电量约束
表示为：
Σi=1IoutΣt=1Tout(Pi,t,out*Δt)=Q‾e,Tout]]>其中，表示在合同时间Tout签订的外送电交易合同电量值；Tout表示
外送电交易合同时间；Iout表示参与外送电交易的机组数目；Pi,t,out表示机组i
在第t个时间段交易品种为外送电交易的出力值；Δt表示时间段长度。
4.根据权利要求1所述一种考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约
束的机组组合获取方法，其特征在于：所述不参与外送电交易的机组出力约束表

\t示为：
Pinot,t,out=0]]>其中，inot表示不参与外送电交易的机组。
5.根据权利要求1所述一种考虑外送电交易、跨省跨区联络线交易与安全约
束的机组组合获取方法，其特征在于：所述参与跨省...

【专利技术属性】
技术研发人员：别朝红，吕家君，范海虹，赵彤，耿建，薛必克，郑亚先，程海花，
申请(专利权)人：西安交通大学，江苏省电力公司，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61