兼容中长期实物合同的日前市场出清模型构建方法技术

本发明专利技术涉及一种兼容中长期实物合同的日前市场出清模型构建方法。本发明专利技术构建模型符合我国的电力交易与调管理体制，能够满足不同市场运行场景的需要；该模型有效提高日前市场出清结果的可执行性，减少实时平衡机制的调整成本，提高日前市场和实时平衡两阶段的整体社会福利。福利。福利。

【技术实现步骤摘要】
兼容中长期实物合同的日前市场出清模型构建方法


[0001]本专利技术涉及一种兼容中长期实物合同的日前市场出清模型构建方法。

技术介绍

[0002]全球的电力市场化改革兴起于20世纪90年代，经过三十多年的发展，欧洲、北美、澳大利亚、南美等许多国家或地区已经建立了相对完善的电力批发市场，尽管各个国家或地区的电力市场设计存在明显差异，但其共同特征是建立了分时定价的电力现货市场。2015年3月，我国开启了新一轮的电力体制改革，电改配套文件《关于推进电力市场建设的实施意见》提出在具备条件的地区开展电力现货市场试点，并将电力市场模式分为分散式和集中式两种。
[0003]分散式和集中式市场模式最大的区别在于，前者允许市场主体签订中长期的实物合同，偏离中长期实物合同的发用电需求自愿参与日前、日内等现货交易；而后者则要求市场主体必须全电量参与现货交易，中长期交易只允许签订差价合同、电力期货期权等金融性的合同。两种市场模式并没有绝对的优劣之分，需要根据各地区的电源结构、电网特点、市场结构、管理体制等因素进行选择。国内首批八个现货试点省份中，蒙西和福建选择采用分散式市场模式外，广东、浙江等其他省份选择采用集中式市场模式，各试点地区的现货市场目前仍处于模拟运行和规则完善阶段，尚未正式投入运行。
[0004]现货市场出清模型研究方面，目前国内外研究文献主要是基于传统的集中式市场模式现货出清模型，考虑风电、储能、电动汽车、需求响应、虚拟电厂等新兴市场主体的技术特点，对市场出清模型进行相应改进。关于分散式市场模式现货出清模型的研究较少，主要欧洲分散式市场的运行机制为主，现有关于分散式市场模式的研究文献没有考虑国外中长期实物合同交割方式与我国电力交易和调度管理体制的适应性及其对现货市场出清模型设计的影响。本申请在总结分析欧洲分散式市场模式特点和日前市场出清模型现状的基础上，根据我国电力交易和调度管理运行体制与欧洲的差异，设计了一种日前现货交易与中长期实物合同交割、电网阻塞管理联合优化的市场出清模型，并通过算例的对比分析，验证了本申请模型及机制的有效性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种兼容中长期实物合同的日前市场出清模型构建方法，考虑机组爬坡和最大最小技术出力等机组运行约束，当机组的中长期实物合同不满足上述运行约束时，将按日前市场出清价被动购入或售出相应电力电量以满足约束；而对于风电、光伏等间歇性电源占比较高的电力系统，建立滚动交易的日内市场以促进可再生能源消纳，使得机组有机会主动参与日内交易以满足运行约束。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种兼容中长期实物合同的日前市场出清模型构建方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1、构建兼容中长期实物合同的日前市场出清模型，该模型以社会福利最大
化为优化目标，可对日前市场的电能与旋转备用进行联合优化出清，目标函数的具体数学表达式如下：
[0008][0009]式中：
△
t为时段间隔；T为时段总数；N
G
、N
D
分别为机组和负荷的总数；分别为t时段第i个机组和第j个负荷买电报价的数目；为t时段第i个机组第k个买电报价的价格；为t时段第i个机组第k个买电报价的中标电力；为t时段第j个负荷第w个买电报价的价格；为t时段第j个负荷第w个买电报价的中标电力；分别为为t时段第i个机组和第j个负荷卖电报价的数目；为t时段第i个机组第h个卖电报价的价格；为t时段第i个机组第h个卖电报价的中标电力；为t时段第j个负荷第v个卖电报价的价格；为t时段第j个负荷第v个卖电报价的中标电力；为t时段第i个机组中标的旋转备用容量；为t时段第i个机组上旋转备用的报价；y
i,t
为启机变量，StartUp
i
为机组i的启机成本；为第m个需求侧灵活报价在t时段的调用状态0-1变量，为可中断负荷的报价；λ为供需平衡松弛变量的惩罚因子，δ
t
为t时段供需不平衡电量；
[0010]步骤S2、设置约束条件：
[0011]1)机组和负荷中标电力的上下限约束
[0012][0013]式中：为t时段第i个机组第k个买电报价的容量上限；为t时段第i个机组第h个卖电报价的容量上限；为t时段第j个负荷第w个买电报价的容量上限；为t时段第j个负荷第v个卖电报价的容量上限；
[0014]2)机组上旋转备用中标容量的上下限约束
[0015][0016]式中，为t时段机组i可提供的旋转备用容量上限；
[0017]3)机组出力上下限约束
[0018][0019]式中：为t时段机组i的实物合同位置；为机组已经t时段机组i通过中长期合同已售出的旋备容量；u
i,t
为t时段第i个机组的启停机状态0-1变量，对于自主确定启停机的机组，u
i,t
设为常量1或0，不参与状态变量优化；为机组i的出力上限；为机组i的出力下限；
[0020]4)机组出力爬坡约束
[0021][0022]式中，RU
i
为机组i在
△
t时段内的上爬坡速率；RD
i
为机组i在
△
t时段内的下爬坡速率；y
i,t
、z
i,t
分别为机组启停控制0-1变量，y
i,t
＝1、z
i,t
＝1分别表示机组i在第t时段执行启动操作和执行停机操作，否则为0；P
start,i
、P
shut,i
分别为启动功率速度限制和停机功率速度限制；
[0023]5)启停机逻辑约束
[0024][0025]当机组运行状态u
i,t
发生变化时，式(6)可以确保y
i,t
、z
i,t
取正确的值；
[0026]6)机组最小启停机时间约束
[0027][0028]式中：e为t时段启停机约束校验的起始时段；G
i
为机组i在初始时刻仍需连续运行的时段数；L
i
为机组i在初始时刻仍需连续停机的时段数；为机组i的最小运行时间；为机组i的最小停机时间；
[0029]7)需求侧灵活报价运行约束
[0030][0031]T
m
为第m个需求侧灵活报价的可调节时长；
[0032]8)系统电力平衡约束
[0033][0034]9)系统旋转备用需求约束
[0035][0036]式中：为t时段系统总负荷需求预测；为系统在t时段的旋转备用总需
求；旋转备用需求可以由市场运营机构以中长期合同方式购买，不足部分可以在日前市场中购买，RS
t
为系统在t时段需要从日前市场中购买的旋转备用需求；
[0037]10)网络传输约束
[0038][0039]式中：为第l条线路的潮流传输极限；模型中潮流的求解采用直流潮流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼容中长期实物合同的日前市场出清模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、构建兼容中长期实物合同的日前市场出清模型，该模型以社会福利最大化为优化目标，可对日前市场的电能与旋转备用进行联合优化出清，目标函数的具体数学表达式如下：式中：
△
t为时段间隔；T为时段总数；N
G
、N
D
分别为机组和负荷的总数；分别为t时段第i个机组和第j个负荷买电报价的数目；为t时段第i个机组第k个买电报价的价格；为t时段第i个机组第k个买电报价的中标电力；为t时段第j个负荷第w个买电报价的价格；为t时段第j个负荷第w个买电报价的中标电力；分别为为t时段第i个机组和第j个负荷卖电报价的数目；为t时段第i个机组第h个卖电报价的价格；为t时段第i个机组第h个卖电报价的中标电力；为t时段第j个负荷第v个卖电报价的价格；为t时段第j个负荷第v个卖电报价的中标电力；为t时段第i个机组中标的旋转备用容量；为t时段第i个机组上旋转备用的报价；y
i,t
为启机变量，StartUp
i
为机组i的启机成本；为第m个需求侧灵活报价在t时段的调用状态0-1变量，为可中断负荷的报价；λ为供需平衡松弛变量的惩罚因子，δ
t
为t时段供需不平衡电量；步骤S2、设置约束条件：1)机组和负荷中标电力的上下限约束式中：为t时段第i个机组第k个买电报价的容量上限；为t时段第i个机组第h个卖电报价的容量上限；为t时段第j个负荷第w个买电报价的容量上限；为t时段第j个负荷第v个卖电报价的容量上限；2)机组上旋转备用中标容量的上下限约束式中，为t时段机组i可提供的旋转备用容量上限；3)机组出力上下限约束
式中：为t时段机组i的实物合同位置；为机组已经t时段机组i通过中长期合同已售出的旋备容量；u
i,t
为t时段第i个机组的启停机状态0-1变量，对于自主确定启停机的机组，u
i,t<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈传彬，杨首晖，王良缘，李庆伟，王雪晶，张粒子，许传龙，贾兴，
申请(专利权)人：福建电力交易中心有限公司华北电力大学，
类型：发明
国别省市：