一种计及新能源的发电侧竞价优化方法技术

本发明专利技术公开了一种计及新能源的发电侧竞价优化方法，包括以下步骤：S1：构建包括新能源电站在内的发电公司的发电成本模型及报价模型；S2：分别构建发电公司在日前市场和日内市场的收益模型；S3：建立发电侧竞价优化的双层博弈模型，通过求解博弈模型的最优解得到日前市场及日内市场中发电公司的最优发电策略。本发明专利技术将双层博弈和非合作博弈思想引入到计及新能源的发电侧市场竞争当中，将整个竞价过程中的售电侧优化及发电侧优化构建为双层博弈模型，使得发电公司间的竞价问题转化为非合作博弈问题。还考虑了间歇性新能源出力的预测误差，建立了相应的惩罚机制。通过求解双层博弈的最优解，能够得到发电公司在日前市场及日内市场的最优发电方案。

A new generation of power generation side bidding optimization method

The invention discloses a bidding optimization method with new energy, which comprises the following steps: S1: Construction of generation cost model and bidding model of power generation company, including new energy power station; S2: revenue model in the days before market days and market power companies were constructed; S3: a two-level game model bidding optimization, the optimal solution of the game model to obtain the optimal solution of power generation companies on the market and the strategy of former days in the market. The present invention will double game and non cooperative game theory is introduced to the generation side market competition and new energy, the sale of electricity generation side bidding optimization and the optimization process of constructing double game model, the bidding strategies of power companies into a non cooperative game problem. The prediction error of intermittent new energy output is considered, and the corresponding punishment mechanism is established. The optimal solution of the two-level game, can get the optimal scheme of power generation in the days before the days of market and market power generation company.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发电侧竞价优化方法，特别是涉及一种计及新能源的发电侧竞价优化方法。
技术介绍
目前中国的电力市场改革进入新阶段，电网公司独买独卖的垄断模式将逐步被打破，形成多买多卖的市场格局。在这种市场格局中，出现了诸多新的市场主体，如售电公司、电力交易中心等。根据新电改9号文，电网公司、发电厂及其他社会资本均可投资成立售电公司，放开售电侧市场。售电公司可以从电力批发市场买电，也可以直接从发电厂买电，然后卖给自己的电力用户。参与电力市场的发电公司可以是常规能源电站如火电厂，也可以是新能源电站如风电场、光伏电站等。近年来，可再生能源特别是风能和太阳能的开发利用处于快速发展阶段。但光伏发电和风力发电规模日益增大的同时，风电、光电与电网的相容性问题也越发突出，弃风弃光现象日益严重，2015年的弃光率超过10％，弃风率超过了15％。随着我国电力市场开放程度进一步加深，市场化机制逐步完善，可通过建立合理的市场机制促进新能源消纳。近年来，国内外研究学者用了很多不同的方法对发电侧竞价的优化进行了研究，其中基于博弈论思想的建模方法近年来也被运用在该领域。各个发电公司具有天然的逐利性，非合作博弈模型可以用来构建各发电公司之间的竞价过程。鲜有研究将双层博弈应用在计及新能源的发电侧竞价的优化上面，然而为了解决环境与能源问题，新能源电站在总装机容量中的占比将会越来越大。基于此，有必要建立合理的惩罚机制及发电方案优化方法，既促进新能源消纳，又促使出力稳定的电源积极参与，保证电力系统安全稳定。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种能够解决现有技术中存在的缺陷的计及新能源的发电侧竞价优化方法。技术方案：为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述的计及新能源的发电侧竞价优化方法，包括以下步骤：S1：构建包括新能源电站在内的发电公司的发电成本模型及报价模型；S2：分别构建发电公司在日前市场和日内市场的收益模型；S3：建立发电侧竞价优化的双层博弈模型，通过求解博弈模型的最优解得到日前市场及日内市场中发电公司的最优发电策略。进一步，所述发电公司包括火电厂、风电厂和光伏电站，步骤S1中的发电成本模型包括火电厂发电成本模型、风电厂发电成本模型和光伏电站发电成本模型，其中：火电厂发电成本模型为：Cth(qth)=athqth2+bthqth+cth+pctμqth-pcrμ(1-σ)qth---(1)]]>式(1)中，Cth(qth)为火电厂发电所需成本，qth为火电厂的发电量，ath、bth、cth为火电厂发电成本的系数，σ为线损率，pcr为受端区域的碳排放价格，pct为送端区域的碳排放价格，μ为火电的单位电能碳排放量转换因子；风电厂发电成本模型为：Cw(qw)＝bwqw+cw-pcrμ(1-σ)qw(2)式(2)中，Cw(qw)为风电厂发电成本，qw为风电场的发电量，bw、cw为风电场发电成本的系数；光伏电站发电成本模型为：Cs(qs)＝bsqs+cs-pcrμ(1-σ)qs(3)式(3)中，Cs(qs)为光伏电站发电成本，qs为光伏电站的发电量，bs、cs为光伏电站发电成本的系数。进一步，所述发电公司包括火电厂和风电厂，步骤S1中的报价模型包括火电厂报价模型、风电厂报价模型和光伏电站报价模型，其中：火电厂报价模型为：pthb＝athbqth+bthb(4)式(4)中，pthb为火电厂报价，athb为火电厂报价的增长系数，athb＞0，bthb为火电厂的初始报价，qth为火电厂的发电量；风电厂报价模型为：pwb＝awbqw+bwb(5)式(5)中，pwb为风电厂报价，awb为风电场报价的增长系数，awb＜0，bwb为风电场的初始报价，qw为风电场的发电量；光伏电站报价模型为：psb＝asbqs+bsb(6)式(6)中，psb为光伏电站报价，asb为光伏电站报价的增长系数，asb＜0，bsb为光伏电站的初始报价，qs为光伏电站的发电量。进一步，所述发电公司包括火电厂和风电厂，步骤S2中的日前市场收益模型包括火电厂的日前市场收益模型、风电厂的日前市场收益模型和光伏电站的日前市场收益模型，其中：火电厂在日前市场的收益模型为：πthD＝pthDqthD-Cth(qthD)(7)式(7)中，πthD为火电厂在日前市场中的利润，pthD为火电厂在日前市场中的交易电价，qthD为火电厂在日前市场中的发电量，Cth(qthD)为火电厂发出qthD电量对应的发电成本；风电厂在日前市场的收益模型为：πwD＝pwDqwD+Sw(qwD)-Cw(qwD)(8)式(8)中，πwD为风电厂在日前市场中的利润，pwD为风电场在日前市场中的交易电价，qwD为风电场在日前市场中的交易电量，Cw(qwD)为风电厂发出qwD电量对应的发电成本，Sw(qwD)为风电厂发出qwD电量对应获得的政府补贴，如式(9)所示；Sw(qwD)＝pwsqwD(9)式(9)中，pws为风电场的补贴电价；光伏电站在日前市场的收益模型为：πsD＝psDqsD+Ss(qsD)-Cs(qsD)(10)式(10)中，πsD为光伏电站在日前市场中的利润，psD为光伏电站在日前市场中的交易电价，qsD为光伏电站在日前市场中的交易电量，Cs(qsD)为光伏电站发出qsD电量对应的发电成本，Ss(qsD)为光伏电站发出qsD电量对应获得的政府补贴，如式(11)所示；Ss(qsD)＝pssqsD(11)式(11)中，pss为光伏电站的补贴电价。进一步，所述发电公司包括火电厂和风电厂，步骤S2中的日内市场收益模型包括火电厂的日内市场收益模型，风电厂的日内市场收益模型和光伏电站的日内市场收益模型，其中：火电厂的日内市场收益模型为：πthI＝pthIqthI-Cth(qthI)(12)式(12)中，πthI为火电厂在日内市场中的利润，pthI为火电厂在日内市场中的交易电价，qthI为火电厂在日内市场中的交易电量，Cth(qthI)为火电厂发出qthI电量对应的发电成本；风电厂的日内市场收益模型为：πwI=pwIqwI+Sw(qwI)-Cw(qwI)Δqw>0Cw(|Δqw|)-pwD|Δqw|-Sw(|Δqw|)Δqw<0,|Δqw|≤8%qCQwkfpIΔqwΔqw<0,|Δqw|>8%qCQw---(13)]]>式(13)中，pwI为风电场在日内市场中的交易电价，qwI为风电场在日内市场中的交易电量，kf为惩罚成本的比例系数，pI为日内市场交易电价，pwD为风电场在日前市场中的交易电价，Δqw为风电场实际出力与日前市场中确定的交易电量的误差，qCQw为风电场装机容量，Cw(|Δqw|)为风电厂发出|Δqw|电量对应的发电成本，Sw(|Δqw|)为风电厂发出|Δqw|电量对应获得的政府补贴，Cw(qwI)为风电厂发出qwI电量对应的发电成本，Sw(qwI)为风电厂发出qwI电量对应获得的政府补贴，如式(14)所示；Sw(qwI)＝pwsqwI(14)式(14)中，pws为风电场的补贴电价；光伏电站的日内市场收益模型为：πsI=本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计及新能源的发电侧竞价优化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：构建包括新能源电站在内的发电公司的发电成本模型及报价模型；S2：分别构建发电公司在日前市场和日内市场的收益模型；S3：建立发电侧竞价优化的双层博弈模型，通过求解博弈模型的最优解得到日前市场及日内市场中发电公司的最优发电策略。

【技术特征摘要】
1.一种计及新能源的发电侧竞价优化方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：构建包括新能源电站在内的发电公司的发电成本模型及报价模型；S2：分别构建发电公司在日前市场和日内市场的收益模型；S3：建立发电侧竞价优化的双层博弈模型，通过求解博弈模型的最优解得到日前市场及日内市场中发电公司的最优发电策略。2.根据权利要求1所述的计及新能源的发电侧竞价优化方法，其特征在于：所述发电公司包括火电厂、风电厂和光伏电站，步骤S1中的发电成本模型包括火电厂发电成本模型、风电厂发电成本模型和光伏电站发电成本模型，其中：火电厂发电成本模型为：Cth(qth)=athqth2+bthqth+cth+pctμqth-pcrμ(1-σ)qth---(1)]]>式(1)中，Cth(qth)为火电厂发电所需成本，qth为火电厂的发电量，ath、bth、cth为火电厂发电成本的系数，σ为线损率，pcr为受端区域的碳排放价格，pct为送端区域的碳排放价格，μ为火电的单位电能碳排放量转换因子；风电厂发电成本模型为：Cw(qw)＝bwqw+cw-pcrμ(1-σ)qw(2)式(2)中，Cw(qw)为风电厂发电成本，qw为风电场的发电量，bw、cw为风电场发电成本的系数；光伏电站发电成本模型为：Cs(qs)＝bsqs+cs-pcrμ(1-σ)qs(3)式(3)中，Cs(qs)为光伏电站发电成本，qs为光伏电站的发电量，bs、cs为光伏电站发电成本的系数。3.根据权利要求1所述的计及新能源的发电侧竞价优化方法，其特征在于：所述发电公司包括火电厂和风电厂，步骤S1中的报价模型包括火电厂报价模型、风电厂报价模型和光伏电站报价模型，其中：火电厂报价模型为：pthb＝athbqth+bthb(4)式(4)中，pthb为火电厂报价，athb为火电厂报价的增长系数，athb＞0，bthb为火电厂的初始报价，qth为火电厂的发电量；风电厂报价模型为：pwb＝awbqw+bwb(5)式(5)中，pwb为风电厂报价，awb为风电场报价的增长系数，awb＜0，bwb为风电场的初始报价，qw为风电场的发电量；光伏电站报价模型为：psb＝asbqs+bsb(6)式(6)中，psb为光伏电站报价，asb为光伏电站报价的增长系数，asb＜0，bsb为光伏电站的初始报价，qs为光伏电站的发电量。4.根据权利要求1所述的计及新能源的发电侧竞价优化方法，其特征在于：所述发电公司包括火电厂和风电厂，步骤S2中的日前市场收益模型包括火电厂的日前市场收益模型、风电厂的日前市场收益模型和光伏电站的日前市场收益模型，其中：火电厂在日前市场的收益模型为：πthD＝pthDqthD-Cth(qthD)(7)式(7)中，πthD为火电厂在日前市场中的利润，pthD为火电厂在日前市场中的交易电价，qthD为火电厂在日前市场中的发电量，Cth(qthD)为火电厂发出qthD电量对应的发电成本；风电厂在日前市场的收益模型为：πwD＝pwDqwD+Sw(qwD)-Cw(qwD)(8)式(8)中，πwD为风电厂在日前市场中的利润，pwD为风电场在日前市场中的交易电价，qwD为风电场在日前市场中的交易电量，Cw(qwD)为风电厂发出qwD电量对应的发电成本，Sw(qwD)为风电厂发出qwD电量对应获得的政府补贴，如式(9)所示；Sw(qwD)＝pwsqwD(9)式(9)中，pws为风电场的补贴电价；光伏电站在日前市场的收益模型为：πsD＝psDqsD+Ss(qsD)-Cs(qsD)(10)式(10)中，πsD为光伏电站在日前市场中的利润，psD为光伏电站在日前市场中的交易电价，qsD为光伏电站在日前市场中的交易电量，Cs(qsD)为光伏电站发出qsD电量对应的发电成本，Ss(qsD)为光伏电站发出qsD电量对应获得的政府补贴，如式(11)所示；Ss(qsD)＝pssqsD(11)式(11)中，pss为光伏电站的补贴电价。5.根据权利要求1所述的计及新能源的发电侧竞价优化方法，其特征在于：所述发电公司包括火电厂和风电厂，步骤S2中的日内市场收益模型包括火电厂的日内市场收益模...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丙团，马婷婷，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32