一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法及系统，首先获取电力交易的各交易方的日前交易逻辑；然后获取电网运行的预测信息和状态信息，以风电消纳最大化和发电成本最小为优化目标，以各交易方日前交易逻辑为约束条件，计算获得全局物理最优解；最后将物理最优解分解映射为各交易方之间的交易合约，以使各交易方依据交易合约执行。本发明专利技术方法以一系列自动生成的交易合约作为改善风电消纳的控制手段，改善风电消纳。可避免现有电力交易中交易决策信息不完整、决策时效差、不能充分发挥风电消纳潜力的缺点。分发挥风电消纳潜力的缺点。分发挥风电消纳潜力的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法及系统


[0001]本专利技术属于风电消纳
，具体涉及一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法及系统。

技术介绍

[0002]随着化石能源的枯竭以及环境保护压力的不断增大，大力发展新能源发电已经成为全世界范围内的广泛共识与趋势。尤其在我国，近些年来，新能源发电，特别是风力发电的装机容量迅猛增长。但是，由于风电自身的间歇波动特性，以及地区电源结构与负荷结构的矛盾，风电的消纳利用一直是制约新能源有效发展的瓶颈。
[0003]风电消纳的瓶颈实质上依然是供电与需求的实时动态平衡问题。近些年，可交易能源系统Transactive Energy(TE)得到了广泛的关注。其定义最初是由美国GridWise Architecture Council(GWAC)在2013年提出：一套通过经济手段和控制手段，以价值为参数调节系统全局供需动态平衡的电力系统运行机制。在此基础上，已有少量研究关注可交易能源控制Transactive Energy Control(TEC)的理念与方向。
[0004]与此同时，随着区块链技术的兴起，智能合约作为区块链的核心技术之一，在电力交易领域得到了广泛的关注。然而，现有研究均将智能合约与区块链技术绑定，应用于去中心化的分布式交易模式中。尚未有研究将智能合约从区块链平台剥离，独立应用于可交易能源控制TEC问题中。
[0005]现有电力交易中交易决策信息不完整、决策时效差导致不能充分发挥风电消纳潜力。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法，解决了现有技术中的风电消纳潜力挖掘不足技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法，其特征是，包括以下过程：
[0008]获取电力交易的各交易方的日前交易逻辑；
[0009]获取电网运行的预测信息和状态信息，以风电消纳最大化和发电成本最小为优化目标，以各交易方日前交易逻辑为约束条件，计算获得全局物理最优解；
[0010]将物理最优解分解映射为各交易方之间的交易合约，以使各交易方依据交易合约执行。
[0011]进一步的，所述交易方包括风电场、电网公司、传统发电厂、邻省电网、可移负荷企业和自备电厂企业。
[0012]进一步的，所述优化目标为：
[0013][0014]其中w1和w2分别为两个目标对应的权值，并且w1+w2＝1，I为电网节点集合；风电消纳量为风电场i在M时间段内风电场的出力总和：
[0015][0016]其中，为风电场i在t时刻出力大小，
[0017]传统发电厂的发电成本由以下二次函数表达：
[0018][0019]其中a
i
,b
i
和c
i
是电网节点i处的传统电厂发电参数，为电网节点i处传统发电厂在t时刻出力大小。
[0020]进一步的，所述约束条件包括：
[0021]可移负荷企业的交易逻辑模型由公式(1)表达：
[0022][0023]其中，和分别代表在基准负荷的基础上，t时刻电网节点i处的可移负荷中的上升负荷量和下降负荷量；为电网节点i处在t时刻平移负荷的量；
[0024][0025][0026]公式(2)和(3)表达了可移负荷的上升下降量受限于电网节点i处当前t时刻下的基准负荷和α，α是最大可移负荷值占基准负荷百分比；
[0027]和为0，1整数变量，此两个变量满足公式(4)用来保证在任意时刻，上升负荷和下降负荷不同时发生；
[0028][0029]公式(5)用来保证在总时间M内，可移负荷的上升负荷与下降负荷总和为零，即为一天内总负荷不变；
[0030][0031]邻省电网在参与风电消纳的交易中，为保证电能的质量，输送功率要保持相对稳定，逻辑表达为公式(6)和(7)：
[0032][0033]其中代表t时刻向电网节点i处的邻省输送功率，此输送功率小于输电线路最大传输功率
[0034]为保证输送功率稳定，公式(7)表达了相邻时间段内的邻省输送功率变化小于R
E
：
[0035][0036]其中R
E
为邻省输送功率波动范围最大值；
[0037]自备电厂负荷消纳风电量受限于自备电厂负荷所减少的发电量，其参与风电消纳的交易逻辑由公式(8)表达：
[0038][0039]其中是电网节点i处的自备电厂负荷在t时刻消纳风电量，是自备电厂负荷可从电网接受的最大功率；
[0040]电网公司参与风电消纳的交易逻辑约束条件，即在TEC交易情况下，保证电网公司的收益相对于传统交易模式(无智能交易辅助决策)的增量不小于零：
[0041][0042]其中，电网公司利润由三部分组成；第一部分是与传统发电厂交易所增加的利润与补贴之差：β为传统发电厂利润与发电成本比值，为TEC控制策略前传统电厂发电成本，和为传统发电厂发电成本参数；第二部分为电网公司从风电场额外购电所增加的费用：为传统交易模式下电网公司从风电场购电成本，r
W
为在智能合约下电网公司从风电场购电电价；第三部分为考虑补贴后与邻省，可移负荷和自备电厂负荷交易所增加的利润；电网公司对邻省输送和自备电厂负荷的补贴以折扣方式实现，其中δ为折扣系数，r
E
和r
K
分别为邻省输送电价和自备电厂购电价格；r
S
为电网公司给可以负荷提供的平移负荷电价；ΔT为计算步长。
[0043]进一步的，所述将物理最优解分解映射为各交易方之间的交易合约，包括：
[0044]风电场：根据最优解中的风电出力总量，生成风电场向电网公司售电的交易合约，包括发电量、价格和执行时间；
[0045]传统电厂：根据最优解中传统电厂出力分配结果，生成传统电厂向电网公司售电的交易合约，包括发电量、价格、补贴和执行时间；
[0046]可移负荷企业：根据最优解中可移负荷企业的负荷分配结果，生成可移负荷企业向电网公司购电的交易合约，包括负荷用电总量和时间分布、购电价格以及执行时间；
[0047]邻省电网：根据最优解中邻省电网负荷的分配结果，生成邻省电网向电网公司的购电交易合约，包括用电总量和时间分布，价格以及执行时间。
[0048]相应的，本专利技术还提供了一种改善风电消纳的智能交易辅助决策系统，其特征是，包括交易逻辑获取模块、风电消纳目标求解模块和交易合约生成模块，其中：
[0049]交易逻辑获取模块，用于获取电力交易的各交易方的日前交易逻辑；
[0050]风电消纳目标求解模块，用于获取电网运行的预测信息和状态信息，以风电消纳最大化和发电成本最小为优化目标，以各交易方日前交易逻辑为约束条件，计算获得全局物理最优解；
[0051]交易合约生成模块，用于将物理最优解分解映射为各交易方之间的交易合约，以使各交易本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法，其特征是，包括以下过程：获取电力交易的各交易方的日前交易逻辑；获取电网运行的预测信息和状态信息，以风电消纳最大化和发电成本最小为优化目标，以各交易方日前交易逻辑为约束条件，计算获得全局物理最优解；将物理最优解分解映射为各交易方之间的交易合约，以使各交易方依据交易合约执行。2.根据权利要求1所述的一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法，其特征是，所述交易方包括风电场、电网公司、传统发电厂、邻省电网、可移负荷企业和自备电厂企业。3.根据权利要求1所述的一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法，其特征是，所述优化目标为：其中w1和w2分别为两个目标对应的权值，并且w1+w2＝1，I为电网节点集合；风电消纳量为风电场i在M时间段内风电场的出力总和：其中，为风电场i在t时刻出力大小，传统发电厂的发电成本由以下二次函数表达：其中a
i
,b
i
和c
i
是电网节点i处的传统电厂发电参数，为电网节点i处传统发电厂在t时刻出力大小。4.根据权利要求1所述的一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法，其特征是，所述约束条件包括：可移负荷企业的交易逻辑模型由公式(1)表达：其中，和分别代表在基准负荷的基础上，t时刻电网节点i处的可移负荷中的上升负荷量和下降负荷量；为电网节点i处在t时刻平移负荷的量；为电网节点i处在t时刻平移负荷的量；公式(2)和(3)表达了可移负荷的上升下降量受限于电网节点i处当前t时刻下的基准负荷和α，α是最大可移负荷值占基准负荷百分比；和为0，1整数变量，此两个变量满足公式(4)用来保证在任意时刻，上升负荷和下降负荷不同时发生；
公式(5)用来保证在总时间M内，可移负荷的上升负荷与下降负荷总和为零，即为一天内总负荷不变；邻省电网在参与风电消纳的交易中，为保证电能的质量，输送功率要保持相对稳定，逻辑表达为公式(6)和(7)：其中代表t时刻向电网节点i处的邻省输送功率，此输送功率小于输电线路最大传输功率为保证输送功率稳定，公式(7)表达了相邻时间段内的邻省输送功率变化小于R
E
：其中R
E
为邻省输送功率波动范围最大值；自备电厂负荷消纳风电量受限于自备电厂负荷所减少的发电量，其参与风电消纳的交易逻辑由公式(8)表达：其中是电网节点i处的自备电厂负荷在t时刻消纳风电量，是自备电厂负荷可从电网接受的最大功率；电网公司参与风电消纳的交易逻辑约束条件，即在TEC交易情况下，保证电网公司的收益相对于传统交易模式(无智能交易辅助决策)的增量不小于零：其中，电网公司利润由三部分组成；第一部分是与传统发电厂交易所增加的利润与补贴之差：β为传统发电厂利润与发电成本比值，为TEC控制策略前传统电厂发电成本，和为传统发电厂发电成本参数；第二部分为电网公司从风电场额外购电所增加的费用：为传统交易模式下电网公司从风电场购电成本，r
W
为在智能合约下电网公司从风电场购电电价；第三部分为考虑补贴后与邻省，可移负荷和自备电厂负荷交易所增加的利润；电网公司对邻省输送和自备电厂负荷的补贴以折扣方式实现，其中δ为折扣系数，r
E
和r
K
分别为邻省输送电价和自备电厂购电价格；r
S
为电网公司给可以负荷提供的平移负荷电价；ΔT为计算步长。5.根据权利要求1所述的一种改善风电消纳的智能交易辅助决策方法，其特征是，所述将物理最优解分解映射为各交易方之间的交易合约，包括：风电场：根据最优解中的风电出力总量，生成风电场向电网公司售电的交易合约，包括发电量、价格和执行时间；
传统电厂：根据最优解中传统电厂出力分配结果，生成传统电厂向电网公司售电的交易合约，包括发电量、价格、补贴和执行时间；可移负荷企业：根据最优解中可移负荷企业的负荷分配结果，生成可移负荷企业向电网公司购电的交易合约，包括负荷用电总量和时间分布、购电价格以及执行时间；邻省电网：根据最优解中邻省电网负荷的分配结果，生成邻省电网向电网公司的购电交易合约，包括用电总量和时间分布，价格以及执行时间。6.一种改善风电消纳的智能交易辅助决策系统，其特征是，包括交易...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春祥，谢丽荣，行舟，陈振寰，张小白，李全茂，崔剑，韩杰，孔丹枫，刘鹏飞，王铮，薛飞，高赐威，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司，
类型：发明
国别省市：