基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法，包括：获取现货市场的出清规则或现货市场的定价规则，确定虚拟现货市场的出清数学模型；获取现货市场规则和监管条例的历史报价数据，并对所述历史报价数据进行分析，得到历史报价数据分析结果；获取现货市场的历史出清数据并进行分析，得到典型约束情景和机组约束条件；在预设的周期内实时确定抽蓄机组的优化报价窗口，并预测所述优化报价窗口在预设时间内的负荷和系统状态；结合所述出清数学模型、所述历史报价数据分析结果、所述典型约束情景和机组约束条件、所述预设时间内的负荷和系统状态、以及确定抽蓄机组的运行约束条件，构造抽蓄机组优化报价模型。

The establishment method of operation strategy model of pumped storage unit based on spot market of electric power

The invention discloses a method for establishing the operation strategy model of the pumped storage unit based on the spot market of electric power, including: obtaining the clearing rules of the spot market or the pricing rules of the spot market, determining the clearing mathematical model of the virtual spot market, obtaining the historical quotation data of the spot market rules and the supervision regulations, analyzing the historical quotation data and obtaining the historical report Price data analysis results; obtain and analyze the historical clearing data of the spot market to obtain typical constraint scenarios and unit constraints; determine the optimized quotation window of the pumped storage unit in real time within the preset period, and predict the load and system status of the optimized quotation window within the preset period; combine the mathematical model, the historical quotation data analysis results The typical constraint scenario and unit constraint conditions, the load and system state in the preset time, and the operation constraint conditions of the pumped storage unit are determined, and the optimal quotation model of the pumped storage unit is constructed.

【技术实现步骤摘要】
基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法
本专利技术涉及机组运行优化
，尤其涉及一种基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法。
技术介绍
随着电力体制改革的深入和电力市场交易产品的增加，发电机组的市场运行策略也必须随之改变，在满足市场规则和运行约束的前提下，最大化市场运营利益。抽水蓄能机组具有快速灵活响应系统事件，以及调节供、需两侧，缩小系统峰谷差，平滑系统需求曲线的能力。特别是，在系统拥有较多的启停周期长和变动出力能力较差的机组，如核电，传统的煤电机组，或是系统有较多出力可控性较差但运行成本低廉的电源，如风电，光伏等，抽水蓄能机组的市场价值更显突出、显著。但是，抽水蓄能机组的运行策略直接影响它们自身的经济价值和市场回报。首先，纯抽水蓄能机组的在电力现货市场的利润，依赖于峰、谷时段的电力差价，因为它们低价位时从市场购电抽水，而在高电价时将抽蓄的水发电卖给现货市场。抽水功率负荷会推高该低谷负荷时段的负荷，从而是推高电价的力量。同样，在峰荷时段，抽蓄机组与其它电源竞争，形成下推电价的压力。因此，抽水蓄能机组的获利依赖自身报价。其次，现货市场价格的形成依赖于抽水蓄能机组以外的多个因素，在供给侧，其它机组的报价，电网的拓扑结构和电网传输约束。第三，短期的气候条件变化，影响诸如风电、光伏的出力，进而影响现货市场价格。第四，抽蓄机组的策略优化能力和时间窗口依赖于自身的运行条件，如上/下水库库容。所以，抽蓄机组在现货市场的报价策略和运行安排是一个复杂的优化问题。特别是，机组报价，到市场集中调度出清定价，到机组利润是一个内在的但非线性的关联关系。目前文献中处理抽水蓄能机组策略优化均是假定抽水机组的运行策略不会影响市场价格，且市场价格是事先知道的。因此，目前现有技术中处理抽水蓄能机组策略优化均是假定抽水机组的运行策略不会影响市场价格，且市场价格是事先知道的；没有将调度出清过程内在地嵌入至抽水蓄能机组最大化经济利益的优化决策模型中，使得现有技术中的机组运行控制策略考虑不全面，不能达到最大化的经济利益。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法，通过现货市场的出清规则或定价规则，确定出清数学模型，结合历史的报价数据和出清数据对市场价格进行分析处理，将市场价格因素嵌入机组运行策略模型中，以解决现有技术没有将价格作为抽水蓄能机组优化的内在变量的技术问题，从而将调度出清过程内在地嵌入至抽水蓄能机组最大化经济利益的优化决策模型中，实现抽水蓄能机组运行策略的最大化经济利益。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法，包括：获取现货市场的出清规则或现货市场的定价规则，确定虚拟现货市场的出清数学模型；获取现货市场规则和市场披露的历史报价数据，并对所述历史报价数据进行分析，得到历史报价数据分析结果；获取现货市场的历史出清数据并进行分析，得到典型约束情景和机组约束条件；在预设的周期内实时确定抽蓄机组的优化报价窗口，并预测所述优化报价窗口在预设时间内的负荷和系统状态；结合所述出清数学模型、所述历史报价数据分析结果、所述典型约束情景和机组约束条件、所述预设时间内的负荷和系统状态、以及确定抽蓄机组的运行约束条件，构造抽蓄机组优化报价模型。作为优选方案，所述获取现货市场的出清规则或现货市场的定价规则，确定虚拟现货市场的出清数学模型，包括：获取现货市场的出清规则并根据所述出清规则确定出清数学模型；当无法直接获取所述市场出清数学模型时，根据现货市场的定价规则和对历史数据的分析，以及其它市场资讯，构造出清数学模型并检验所构造的模型的合理性。作为优选方案，所述出清数学模型包括出清数学规划模型的目标函数和约束条件。作为优选方案，所述目标函数是根据发电和购电侧的报价构成的，所述约束条件包括电力供应和需求的平衡方程、机组约束和电网运行安全约束；其中，所述目标函数为：所述约束条件为：其中：(1)Fl，l∈Ln，为连接节点n的线路l的电力流，Ln为所有连接节点n的线路集合；(2)Gi，g为连接至节点n的发电主体g在交易出清模型中的第i段报价成交的发电功率，Gn为所有连接在节点n的发电主体的集合；(3)Bi，g为连接至节点n的购电主体b在交易出清模型中的第i段报价成交的用电功率，Bn为所有连接在节点n的购电主体的集合。作为优选方案，所述抽蓄机组优化报价模型为：其中：(1)分别为抽蓄机组i的抽水负荷需求和发电报价曲线；(2)为给定抽蓄机组自身报价和其它市场主体报价条件下，抽蓄机组在时段t的调度出力；(3)为给定抽蓄机组自身报价和其它市场主体报价条件下，抽蓄机组在时段t的调度的抽水功率；(4)为给定抽蓄机组自身报价和其它市场主体报价条件下，抽蓄机组在时段t的市场价格。作为优选方案，所述历史报价数据包括市场主体的报价策略或报价曲线。作为优选方案，所述机组约束条件包括机组出清的位置、与系统数据的关联性分析数据、报价曲线、以及出清模型的约束方程。作为优选方案，所述在预设的周期内实时确定抽蓄机组的优化报价窗口的周期时间为：一天、两天或一周。作为优选方案，所述预测所述优化报价窗口的预设时间为每小时进行预测一次，或每15分钟进行预测一次。相比于现有技术，本专利技术实施例具有如下有益效果：本专利技术通过现货市场的出清规则或定价规则，确定出清数学模型，结合历史的报价数据和出清数据对市场价格进行分析处理，将市场价格因素嵌入机组运行策略模型中，以解决现有技术没有将价格作为抽水蓄能机组优化的内在变量的技术问题，从而将调度出清过程内在地嵌入至抽水蓄能机组最大化经济利益的优化决策模型中，实现抽水蓄能机组运行策略的最大化经济利益。附图说明图1：为本专利技术实施例中的抽水蓄能机组运行策略模型建立技术原理示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参照图1，本专利技术优选实施例提供了一种基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法，包括：S1，获取现货市场的出清规则或现货市场的定价规则，确定虚拟现货市场的出清数学模型；在本实施例中，步骤S1包括：获取现货市场的出清规则并根据所述出清规则确定出清数学模型；当无法直接获取所述出清数学模型时，根据现货市场的定价规则和对历史数据分析，以及其它市场资讯，构造出清数学模型并检验所构造出清数学模型的合理性。在本实施例中，所述出清数学模型包括出清数学规划模型的目标函数和约束条件。在本实施例中，所述目标函数是根据发电和购电侧的报价构成的，所述约束条件包括电力供应和需求的平衡方程、机组约束和电网运行安全约束；其中，所述目标函数为：所述约束条件为：其中：(1)Fl，l∈Ln，为连接节点n的线路l的电力流，Ln为所有连接节点n的线路集合；(2)Gi，g为连接至节点n的发电主体g在交易出清模型中的第i段报价成交的发电功率，Gn为所有连接在节点n的发电主体的集合；(3)Bi，g为连接至节点n的购电主体b在交易出清模型中的第i段报价成交的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法，其特征在于，包括：获取现货市场的出清规则或现货市场的定价规则，确定虚拟现货市场的出清数学模型；获取现货市场规则和市场披露的历史报价数据，并对所述历史报价数据进行分析，得到历史报价数据分析结果；获取现货市场的历史出清数据并进行分析，得到典型约束情景和机组约束条件；在预设的周期内实时确定抽蓄机组的优化报价窗口，并预测所述优化报价窗口在预设时间内的负荷和系统状态；结合所述出清数学模型、所述历史报价数据分析结果、所述典型约束情景和机组约束条件、所述预设时间内的负荷和系统状态、以及确定抽蓄机组的运行约束条件，构造抽蓄机组优化报价模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法，其特征在于，包括：获取现货市场的出清规则或现货市场的定价规则，确定虚拟现货市场的出清数学模型；获取现货市场规则和市场披露的历史报价数据，并对所述历史报价数据进行分析，得到历史报价数据分析结果；获取现货市场的历史出清数据并进行分析，得到典型约束情景和机组约束条件；在预设的周期内实时确定抽蓄机组的优化报价窗口，并预测所述优化报价窗口在预设时间内的负荷和系统状态；结合所述出清数学模型、所述历史报价数据分析结果、所述典型约束情景和机组约束条件、所述预设时间内的负荷和系统状态、以及确定抽蓄机组的运行约束条件，构造抽蓄机组优化报价模型。2.如权利要求1所述的基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法，其特征在于，所述获取现货市场的出清规则或现货市场的定价规则，确定虚拟现货市场的出清数学模型，包括：获取现货市场的出清规则并根据所述出清规则确定出清数学模型；当无法直接获取市场出清数学模型时，根据现货市场的定价规则和对历史数据的分析，以及其它市场资讯构造出清数学模型并检验所构造的模型的合理性。3.如权利要求2所述的基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法，其特征在于，所述出清数学模型包括出清数学规划模型的目标函数和约束条件。4.如权利要求3所述的基于电力现货市场的抽水蓄能机组运行策略模型建立方法，其特征在于，所述目标函数是根据发电和购电侧的报价构成的，所述约束条件包括电力供应和需求的平衡方程、机组约束和电网运行安全约束；其中，所述目标函数为：所述约束条件为：其中：(1)Fl，l∈Ln，为连接节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云，胡新民，蔡颖倩，陈志刚，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44