一种基于节点电价机制的可再生能源交易费用的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于节点电价机制的可再生能源交易费用的计算方法，将可再生能源出力分阶段引入最优直流潮流模型中，建立基于节点电价机制的最优直流潮流计算模型，通过计算考虑可再生能源日前预测出力和可再生能源实时出力偏差的最优直流潮流，得到可再生能源的实际交易费用。所得结果能够考虑可再生能源出力预测误差的影响，能为高可再生能源渗透率下电网的运行方式调整提供优化方案，尤其适用于大规模、多类型可再生能源共存的电力交易费用计算。

A method of calculating renewable energy transaction cost based on node electricity price mechanism

The invention discloses a method for calculating node price mechanism based on the transaction costs of renewable energy, renewable energy will be phased into the optimal output DC power flow model, a calculation model of the optimal pricing mechanism based on the DC power flow node, through calculation of renewable energy, renewable energy and output forecast real-time optimal DC power output deviation the actual transaction costs from renewable energy. The results can take into account the impact of the prediction error of renewable energy output, and provide an optimization solution for the adjustment of the power grid operation mode under high renewable energy penetration, especially for large scale and multi type renewable energy coexistence of electricity transaction cost calculation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于节点电价机制的可再生能源交易费用的计算方法
本专利技术属于电力系统领域，具体涉及一种基于节点电价机制的可再生能源交易费用的计算方法。
技术介绍
随着我国可再生能源发展力度的加大，可再生能源发电在电力系统中的渗透率不断增长，其对电力系统运行造成的不利影响也越来越严重。该影响不只体现在对电网安全性和可靠性的影响，也体现在对电力市场的影响。在含可再生能源参与的电力市场中，如何结算具有不确定性特征的可再生能源出力的交易费用，成为亟待解决的重要问题之一。我国目前的可再生能源交易费用计算方法通常采用固定的可再生能源标杆电价对可再生能源的实际出力直接进行结算。现有方法存在一些缺陷，其并未考虑可再生能源发电机组对电力系统运行安全性的影响，对所有可再生能源出力按照统一固定价格进行结算，难以引导可再生能源发电方提高自身出力预测精度并改善出力质量。实际上，由于电力系统运行本身受到输电容量、调峰容量等技术约束限制，当大规模的可再生能源参与交易时，如果可再生能源出力的预测精度较低使得可再生能源实际出力偏差较大，往往会导致上述技术约束的越限，给电力系统的安全稳定运行带来了严重的影响。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能够引导可再生能源发电方降低自身出力预测误差的基于节点电价机制的可再生能源交易费用的计算方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是，一种基于节点电价机制的可再生能源交易费用的计算方法，包括以下步骤：1)获取电力系统基本技术数据、电力系统运行约束基础数据、电力系统实时运行数据、非可再生能源发电企业报价数据以及可再生能源发电企业报价数据；电力系统基本技术数据为节点数据、输电线路数据、变压器数据和负荷数据；电力系统运行约束基础数据为各非可再生能源发电机组有功出力的上限值和下限值、输电线路的传输容量限值、可再生能源发电机组日前预测出力值；电力系统实时运行数据为负荷实时偏差值、可再生能源发电机组实时预测出力值、各非可再生能源发电机组可提供的实时有功调节能力的上限值和下限值；非可再生能源发电企业报价数据为非可再生能源发电企业对其所属非可再生能源发电机组出力费用的日前报价值，以及非可再生能源发电机组参与系统实时调节的实时报价值；可再生能源发电企业报价数据为可再生发电企业对其所属可再生能源机组出力费用的日前报价值，以及可再生能源出力实时正偏移量费用的实时报价值；2)以电力系统发电成本最小为目标函数构建最优直流潮流优化目标；然后构建约束条件，完成面向日前节点电价结算的最优直流潮流模型的构建；其中，约束条件包括系统功率平衡约束、直流潮流约束以及非可再生能源发电机组出力约束；3)设定面向日前节点电价结算的最优直流潮流模型中的收敛准则参数，收敛准则参数包括优化模型收敛精度和最大迭代次数；将电力系统基本技术数据、电力系统运行约束基础数据、非可再生能源发电企业报价数据、可再生能源发电企业报价数据以及收敛准则参数输入到面向日前节点电价结算的最优直流潮流模型，对计及可再生能源日前预测出力的日前场景进行最优直流潮流分析求解，求解结果包括各节点的节点电价和各非可再生能源发电机组的有功出力；4)以电力系统综合运行成本最小为目标函数构建最优直流潮流优化目标；然后构建约束条件，完成面向实时调节费用修正的最优直流潮流模型的构建；其中，约束条件包括系统功率平衡约束、直流潮流约束、可再生能源发电机组出力约束，非可再生能源发电机组调节能力约束；5)设定面向实时调节费用修正的最优直流潮流模型中的收敛准则参数，收敛准则参数包括优化模型收敛精度和最大迭代次数；将电力系统基本技术数据、电力系统运行约束基础数据、电力系统实时运行数据、非可再生能源发电企业报价数据、可再生能源发电企业报价数据、日前场景各非可再生能源发电机组的有功出力结果以及收敛准则参数输入到面向实时调节费用修正的最优直流潮流模型，对计及可再生能源实时出力偏移量的实时场景进行最优直流潮流分析求解，求解结果包括各非可再生能源发电机组的有功调节量、各可再生能源发电机组有功出力的实时偏移量；6)根据步骤1)得到的日前场景下的可再生能源发电机组的日前预测出力和步骤3)得到的节点电价结果，得到可再生能源交易的日前费用；获取实时场景下可再生能源出力的偏移量，以及非可再生能源发电机组的有功调节结果，得到可再生能源交易的实时调节费用；可再生能源交易的日前费用以及实时调节费用之和即为可再生能源交易的最终结算费用；7)将步骤6)得到的可再生能源交易的最终结算费用反馈至可再生能源发电企业，可再生能源发电企业按照上述求解结果获得交易费用；将计及可再生能源出力实时变化量的实时场景最优直流潮流结果反馈给电网企业，电网企业参考最优直流潮流结果进行全系统实时运行方式调整。所述的步骤2)中最优直流潮流优化目标是由公式获得的，其中，为非可再生能源发电机组Ci在t时刻的有功出力，为非可再生能源发电机组Ci在t时刻的报价参数，SGC为所有非可再生能源发电机组集合，为可再生能源发电机组Ri在t时刻的日前预测有功出力，为可再生能源发电机组Ri在t时刻的报价参数，SGR为所有可再生能源发电机组集合，ST为所有运行时段的集合。所述的步骤2)中系统功率平衡约束为：其中，为t时刻的负荷节点Di的有功负荷，SD为所有负荷节点的集合；直流潮流约束为其中，为位于节点Bi的非可再生能源发电机组Ci在t时刻的有功出力，为位于节点Bi的可再生能源发电机组Ri在t时刻的日前预测有功出力，为位于节点Bi的t时刻的有功负荷；为功率传输分布因子矩阵第l行第Bi列元素，为支路l的传输功率上限值，Fl为支路l的传输功率下限值，SL为所有支路的集合；非可再生能源发电机组出力约束为其中为非可再生能源发电机组Ci的有功出力上限值，为非可再生能源发电机组Ci的有功出力下限值。所述的步骤4)中最优直流潮流优化目标如下公式所示：其中，为可再生能源发电机组Ri在t时刻实时有功出力的负偏移值，当获得可再生能源发电机组Ri在t时刻的实时预测出力时，负偏移值获得；为可再生能源发电机组Ri在t时刻的实时正偏移有功出力，为可再生能源发电机组Ri在t时刻对其实时正偏移有功出力的报价参数；为日前场景下非可再生能源发电机组Ci在t时刻的有功出力结果，和分别为非可再生能源发电机组Ci在t时刻的负有功调节出力和正有功调节出力，和分别为非可再生能源发电机组Ci在t时刻对其负有功调节出力和正有功调节出力的报价参数。所述的步骤4)中系统功率平衡约束为：其中，为t时刻负荷节点Di的有功负荷实时偏差值；直流潮流约束为:其中，和分别为位于节点Bi的非可再生能源发电机组Ci在t时刻的负有功调节出力和正有功调节出力；为位于节点Bi的可再生能源发电机组Ri在t时刻实时有功出力的负偏移值，为位于节点Bi的可再生能源发电机组Ri在t时刻的实时正偏移有功出力；为t时刻位于节点Bi的有功负荷的实时偏差值；可再生能源发电机组出力约束为其中为可再生能源发电机组Ri在t时刻实时有功出力的正偏移值，当获得可再生能源发电机组Ri在t时刻的实时预测出力时，正偏移值由获得；非可再生能源发电机组调节能力约束为其中和分别为非可再生能源发电机组Ci在t时刻正有功调节出力和负有功调节出力的上限值。所述的步骤6)中对应可再生能源发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于节点电价机制的可再生能源交易费用的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取电力系统基本技术数据、电力系统运行约束基础数据、电力系统实时运行数据、非可再生能源发电企业报价数据以及可再生能源发电企业报价数据；电力系统基本技术数据为节点数据、输电线路数据、变压器数据和负荷数据；电力系统运行约束基础数据为各非可再生能源发电机组有功出力的上限值和下限值、输电线路的传输容量限值、可再生能源发电机组日前预测出力值；电力系统实时运行数据为负荷实时偏差值、可再生能源发电机组实时预测出力值、各非可再生能源发电机组可提供的实时有功调节能力的上限值和下限值；非可再生能源发电企业报价数据为非可再生能源发电企业对其所属非可再生能源发电机组出力费用的日前报价值，以及非可再生能源发电机组参与系统实时调节的实时报价值；可再生能源发电企业报价数据为可再生发电企业对其所属可再生能源机组出力费用的日前报价值，以及可再生能源出力实时正偏移量费用的实时报价值；2)以电力系统发电成本最小为目标函数构建最优直流潮流优化目标；然后构建约束条件，完成面向日前节点电价结算的最优直流潮流模型的构建；其中，约束条件包括系统功率平衡约束、直流潮流约束以及非可再生能源发电机组出力约束；3)设定面向日前节点电价结算的最优直流潮流模型中的收敛准则参数，收敛准则参数包括优化模型收敛精度和最大迭代次数；将电力系统基本技术数据、电力系统运行约束基础数据、非可再生能源发电企业报价数据、可再生能源发电企业报价数据以及收敛准则参数输入到面向日前节点电价结算的最优直流潮流模型，对计及可再生能源日前预测出力的日前场景进行最优直流潮流分析求解，求解结果包括各节点的节点电价和各非可再生能源发电机组的有功出力；4)以电力系统综合运行成本最小为目标函数构建最优直流潮流优化目标；然后构建约束条件，完成面向实时调节费用修正的最优直流潮流模型的构建；其中，约束条件包括系统功率平衡约束、直流潮流约束、可再生能源发电机组出力约束，非可再生能源发电机组调节能力约束；5)设定面向实时调节费用修正的最优直流潮流模型中的收敛准则参数，收敛准则参数包括优化模型收敛精度和最大迭代次数；将电力系统基本技术数据、电力系统运行约束基础数据、电力系统实时运行数据、非可再生能源发电企业报价数据、可再生能源发电企业报价数据、日前场景各非可再生能源发电机组的有功出力结果以及收敛准则参数输入到面向实时调节费用修正的最优直流潮流模型，对计及可再生能源实时出力偏移量的实时场景进行最优直流潮流分析求解，求解结果包括各非可再生能源发电机组的有功调节量、各可再生能源发电机组有功出力的实时偏移量；6)根据步骤1)得到的日前场景下的可再生能源发电机组的日前预测出力和步骤3)得到的节点电价结果，得到可再生能源交易的日前费用；获取实时场景下可再生能源出力的偏移量，以及非可再生能源发电机组的有功调节结果，得到可再生能源交易的实时调节费用；可再生能源交易的日前费用以及实时调节费用之和即为可再生能源交易的最终结算费用；7)将步骤6)得到的可再生能源交易的最终结算费用反馈至可再生能源发电企业，可再生能源发电企业按照上述求解结果获得交易费用；将计及可再生能源出力实时变化量的实时场景最优直流潮流结果反馈给电网企业，电网企业参考最优直流潮流结果进行全系统实时运行方式调整。...

【技术特征摘要】
1.一种基于节点电价机制的可再生能源交易费用的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取电力系统基本技术数据、电力系统运行约束基础数据、电力系统实时运行数据、非可再生能源发电企业报价数据以及可再生能源发电企业报价数据；电力系统基本技术数据为节点数据、输电线路数据、变压器数据和负荷数据；电力系统运行约束基础数据为各非可再生能源发电机组有功出力的上限值和下限值、输电线路的传输容量限值、可再生能源发电机组日前预测出力值；电力系统实时运行数据为负荷实时偏差值、可再生能源发电机组实时预测出力值、各非可再生能源发电机组可提供的实时有功调节能力的上限值和下限值；非可再生能源发电企业报价数据为非可再生能源发电企业对其所属非可再生能源发电机组出力费用的日前报价值，以及非可再生能源发电机组参与系统实时调节的实时报价值；可再生能源发电企业报价数据为可再生发电企业对其所属可再生能源机组出力费用的日前报价值，以及可再生能源出力实时正偏移量费用的实时报价值；2)以电力系统发电成本最小为目标函数构建最优直流潮流优化目标；然后构建约束条件，完成面向日前节点电价结算的最优直流潮流模型的构建；其中，约束条件包括系统功率平衡约束、直流潮流约束以及非可再生能源发电机组出力约束；3)设定面向日前节点电价结算的最优直流潮流模型中的收敛准则参数，收敛准则参数包括优化模型收敛精度和最大迭代次数；将电力系统基本技术数据、电力系统运行约束基础数据、非可再生能源发电企业报价数据、可再生能源发电企业报价数据以及收敛准则参数输入到面向日前节点电价结算的最优直流潮流模型，对计及可再生能源日前预测出力的日前场景进行最优直流潮流分析求解，求解结果包括各节点的节点电价和各非可再生能源发电机组的有功出力；4)以电力系统综合运行成本最小为目标函数构建最优直流潮流优化目标；然后构建约束条件，完成面向实时调节费用修正的最优直流潮流模型的构建；其中，约束条件包括系统功率平衡约束、直流潮流约束、可再生能源发电机组出力约束，非可再生能源发电机组调节能力约束；5)设定面向实时调节费用修正的最优直流潮流模型中的收敛准则参数，收敛准则参数包括优化模型收敛精度和最大迭代次数；将电力系统基本技术数据、电力系统运行约束基础数据、电力系统实时运行数据、非可再生能源发电企业报价数据、可再生能源发电企业报价数据、日前场景各非可再生能源发电机组的有功出力结果以及收敛准则参数输入到面向实时调节费用修正的最优直流潮流模型，对计及可再生能源实时出力偏移量的实时场景进行最优直流潮流分析求解，求解结果包括各非可再生能源发电机组的有功调节量、各可再生能源发电机组有功出力的实时偏移量；6)根据步骤1)得到的日前场景下的可再生能源发电机组的日前预测出力和步骤3)得到的节点电价结果，得到可再生能源交易的日前费用；获取实时场景下可再生能源出力的偏移量，以及非可再生能源发电机组的有功调节结果，得到可再生能源交易的实时调节费用；可再生能源交易的日前费用以及实时调节费用之和即为可再生能源交易的最终结算费用；7)将步骤6)得到的可再生能源交易的最终结算费用反馈至可再生能源发电企业，可再生能源发电企业按照上述求解结果获得交易费用；将计及可再生能源出力实时变化量的实时场景最优直流潮流结果反馈给电网企业，电网企业参考最优直流潮流结果进行全系统实时运行方式调整。2.根据权利要求1所述的基于节点电价机制的可再生能源交易费用计算方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建学，陈天恩，李昀昊，刘瑞丰，刘洋洋，李焰，祁小芳，古宸嘉，刘静，
申请(专利权)人：国家电网公司西北分部，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61