一种基于物理路径优化的跨省跨区交易优化方法技术

本发明专利技术涉及一种电力自动化领域的优化方法，具体涉及一种基于物理路径优化的跨省跨区交易优化方法。所述方法包括下述步骤：1)建立电网简化物理模型；2)建立跨省跨区交易的约束条件；3)建立效益最大化目标函数；4)确定跨省跨区交易的优化结果。本发明专利技术考虑物理通道输送容量和转运等要素，实现了大范围多买方、多卖方的跨省跨区交易路径自动选择优化搜索。

A method for optimizing inter provincial trans regional transaction based on physical path optimization

The invention relates to an optimization method in the power automation field, in particular to a method for optimizing inter provincial cross trade based on physical path optimization. The method comprises the following steps: 1) establishing a simplified physical model of a power grid; 2) establishing the constraint conditions for inter provincial and trans regional transactions; 3) establishing an objective function of maximizing benefit; and 4) determining the optimization result of inter provincial trans regional transactions. The invention takes into consideration the physical channel transportation capacity and transportation factors, and realizes the automatic selection and optimization search of the inter provincial cross trade route of a large range of buyers and sellers.

【技术实现步骤摘要】
一种基于物理路径优化的跨省跨区交易优化方法
本专利技术涉及一种电力自动化领域的优化方法，具体涉及一种基于物理路径优化的跨省跨区交易优化方法。
技术介绍
目前“三横三纵一环网”的特高压骨干网的逐步建成，网间输电能力得到快速增强，为大范围跨区资源优化配置提供了广阔空间。近些年公司通过组织跨省跨区电能交易，有效缓解了不同网省电能供需矛盾，在为发电厂、用户带来巨大社会效益的同时，电网企业也获得相应效益。目前在组织跨省跨区交易时，事先确定固定常用的交易路径，主要依赖人工经验组织交易。在考虑整体经济效益最大、路径优化方面上尚没有完善的技术支撑手段。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于物理路径优化的跨省跨区交易优化方法，考虑物理通道输送容量和转运等要素，实现了大范围多买方、多卖方的跨省跨区交易路径自动选择优化搜索。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种基于物理路径优化的跨省跨区交易优化方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：1)建立电网简化物理模型；2)建立电网简化物理模型的约束条件；3)建立效益最大化目标函数；4)确定跨省跨区交易的优化结果。进一步地，所述步骤1)中，研究电网网络模型等值原理，采用电网拓扑结构聚合方式，建立电网简化物理模型；针对跨区跨省多条联络线路，进行等值简化为一条物理通道，其输送能力在考虑检修计划的基础上进行折算。进一步地，所述步骤2)中，所述约束条件包括考虑转运的平衡约束、物理通道输送能力约束、供需平衡约束和交易量低于申报量约束。进一步地，所述考虑转运的平衡约束用下述表达式表示：其中：p、c表示电能售出方、电能购入方和电能转运方的总的集合；N表示p、c集合的总数；xpc表示从p省到c省输送的电量；xcp表示从c省到p省输送的电量；Sp为p省实际售出的电量；Dc为c省实际购入的电量；式(1)表示从p点供出的所有电量等于p点自己提供的电量加上其他点转运给p点的电量；式(2)表示c点接受的所有电量等于c点自己购入的电量加上从c点转运出去的电量；所述物理通道输送能力约束用下述表达式表示：其中：limit1为从p省到c省的通道最大输送电量，考虑物理通道检修情况；limit2为从c省到p省的通道最大输送电量，考虑物理通道检修情况；所述供需平衡约束用下述表达式表示：式(4)表示跨省跨区交易实际售出电量总和与实际购入电量总和达到供需平衡；所述交易量低于申报量约束用下述表达式表示：Sp≤SBp(5)；Dc≤DBc(6)；其中：SBp表示p省申报的可供电量；DBc表示c省申报的需求电量；式(5)表示p省最终售出电量不得超过申报的可供电量；式(6)表示c省的最终购入电量不得超过申报的需求电量。进一步地，所述步骤3)中，所述效益最大化目标函数用下述表达式表示：F＝F1+F2(7)；其中：Pp、Pc分别表示p省、c省的申报电价；F1表示从p省输送电能到c省所获得效益；F2表示从c省输送电能到p省所获得效益；F表示考虑正向、反向通道传输得到的整体收益；xpc表示从p省到c省输送的电量；xcp表示从c省到p省输送的电量。进一步地，所述步骤4)中，按照输入的买方和卖方的申报电量以及电价，在考虑物理通道的输送能力约束下进行自动搜索物理路径，针对整体效益最大目标进行优化计算，应用COMPLEX商用算法包，以线性规划中考虑转运的运输问题为数学基础，进行优化计算，得到跨省跨区交易的优化结果。与现有技术比，本专利技术达到的有益效果是：1)本专利技术提供了多买方、多卖方的跨省跨区交易优化模型，实现了多买方、多卖方的按照优化目标自动配对，达成跨省跨区交易；2)本专利技术提供了考虑转运的跨省跨区交易优化模型，实现了在满足综合效益最大目标下的物理路径的自组织、自搜索。3)本专利技术结合实际生产需求，提供了考虑物理通道输送能力的跨省跨区交易优化算法，使该算法满足实际生产需求。附图说明图1是本专利技术提供的基于物理路径优化的跨省跨区交易优化方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。本专利技术提供的基于物理路径优化的跨省跨区交易优化方法的流程图如图1所示，包括下述步骤：1)研究电网网络模型等值原理，采用电网拓扑结构聚合方式，建立电网简化物理模型；2)建立电网简化物理模型的约束条件，所述约束条件包括考虑转运的平衡约束、物理通道输送能力约束、供需平衡约束和交易量低于申报量约束。考虑转运的平衡约束用下述表达式表示：其中：p、c表示电能售出方、电能购入方和电能转运方的总的集合；N表示p、c集合的总数；xpc表示从p省到c省输送的电量；xcp表示从c省到p省输送的电量；Sp为p省实际售出的电量；Dc为c省实际购入的电量；式(1)表示从p点供出的所有电量等于p点自己提供的电量加上其他点转运给p点的电量；式(2)表示c点接受的所有电量等于c点自己购入的电量加上从c点转运出去的电量；所述物理通道输送能力约束用下述表达式表示：其中：limit1为从p省到c省的通道最大输送电量，考虑物理通道检修情况；limit2为从c省到p省的通道最大输送电量，考虑物理通道检修情况；所述供需平衡约束用下述表达式表示：式(4)表示跨省跨区交易实际售出电量总和与实际购入电量总和达到供需平衡；所述交易量低于申报量约束用下述表达式表示：Sp≤SBp(5)；Dc≤DBc(6)；其中：SBp表示p省申报的可供电量；DBc表示c省申报的需求电量；式(5)表示p省最终售出电量不得超过申报的可供电量；式(6)表示c省的最终购入电量不得超过申报的需求电量。3)建立效益最大化目标函数，所述效益最大化目标函数用下述表达式表示：F＝F1+F2(7)；其中：Pp、Pc分别表示p省、c省的申报电价；F1表示从p省输送电能到c省所获得效益；F2表示从c省输送电能到p省所获得效益；F表示考虑正向、反向通道传输得到的整体收益；xpc表示从p省到c省输送的电量；xcp表示从c省到p省输送的电量。4)按照输入的买方和卖方的申报电量以及电价，在考虑物理通道的输送能力约束下进行自动搜索物理路径，针对整体效益最大目标进行优化计算，应用COMPLEX商用算法包，以线性规划中考虑转运的运输问题为数学基础，进行优化计算，得到跨区跨省交易的优化结果。实施例下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明。输入数据：组织了一笔跨省跨区交易，13家省公司申报售电量和售电价格，8家省公司申报购电量需求和购电价格，有两家省公司没有购电或售电需求，仅仅参与转运。13家售电省公司和8家购电省公司也都可以参与转运，按照整体效益最大优化目标计算，23家省公司的申报数据和中标结果如下表1：表123家省公司的申报数据和中标结果跨省跨区交易结果如下表2，共达成11笔交易，整体效益达到2.519亿。表2跨省跨区交易结果最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本专利技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本专利技术精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于物理路径优化的跨省跨区交易优化方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：1)建立电网简化物理模型；2)建立跨省跨区交易约束条件；3)建立效益最大化目标函数；4)确定跨省跨区交易的优化结果；所述步骤1)中，研究电网网络模型等值原理，采用电网拓扑结构聚合方式，建立电网简化物理模型；针对跨省跨区多条联络线路，进行等值简化为一条物理通道，其输送能力在考虑检修计划的基础上进行折算；所述步骤2)中，所述约束条件包括考虑转运的平衡约束、物理通道输送能力约束、供需平衡约束和交易量低于申报量约束；所述考虑转运的平衡约束用下述表达式表示：

【技术特征摘要】
1.一种基于物理路径优化的跨省跨区交易优化方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：1)建立电网简化物理模型；2)建立跨省跨区交易约束条件；3)建立效益最大化目标函数；4)确定跨省跨区交易的优化结果；所述步骤1)中，研究电网网络模型等值原理，采用电网拓扑结构聚合方式，建立电网简化物理模型；针对跨省跨区多条联络线路，进行等值简化为一条物理通道，其输送能力在考虑检修计划的基础上进行折算；所述步骤2)中，所述约束条件包括考虑转运的平衡约束、物理通道输送能力约束、供需平衡约束和交易量低于申报量约束；所述考虑转运的平衡约束用下述表达式表示：其中：p、c表示电能售出方、电能购入方和电能转运方的总的集合；N表示p、c集合的总数；xpc表示从p省到c省输送的电量；xcp表示从c省到p省输送的电量；Sp为p省实际售出的电量；Dc为c省实际购入的电量；式(1)表示从p点供出的所有电量等于p点自己提供的电量加上其他点转运给p点的电量；式(2)表示c点接受的所有电量等于c点自己购入的电量加上从c点转运出去的电量；所述物理通道输送能力约束用下述表达式表示：其中：limit1为从p省到c省的通道最大输送电量，考虑物理...

【专利技术属性】
技术研发人员：程海花，耿建，杨争林，郑亚先，薛必克，邵平，王高琴，黄军高，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山西省电力公司，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11