一种备用辅助服务与电能量协调优化的日前安全约束机组组合方法技术

本发明专利技术公开了一种备用辅助服务与电能量协调优化的日前安全约束机组组合方法，涉及电力系统运行和控制技术领域，尤其涉及辅助服务与电能量协调优化背景下的机组组合。包括以下步骤：1）输入负荷、售电公司以及发电商等市场主体的申报数据；输入电力系统的运行参数；2）利用市场主体的报价数据以及电力系统的运行参数，构建备用辅助服务与电量协调优化的日前安全约束机组组合模型的目标函数及约束条件；3）求解优化模型，计算后得到每台发电机的启停状态，指导日前机组的启停机计划。本发明专利技术可以有效地优化电力系统的日前机组组合，实现社会福利最大化，提高市场运行的效率，避免调度手段干预市场行为的情况发生。段干预市场行为的情况发生。段干预市场行为的情况发生。

【技术实现步骤摘要】
一种备用辅助服务与电能量协调优化的日前安全约束机组组合方法


[0001]本专利技术涉及电力系统运行和控制
，尤其涉及辅助服务与电能量协调优化背景下的机组组合。

技术介绍

[0002]当前，电力市场改革的全面展开，由于电能量与备用共用发电机组的发电空间，两者在市场环境下的优化出清问题为现有的机组组合带来了严峻的挑战。同时，调度机构如何在考虑电力系统运行安全约束的同时，兼顾电力系统运行的经济性成为影响电力市场安全稳定运行的重要因素，并给电力系统的正常运行带来了较大的不确定性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种备用辅助服务与电能量协调优化的日前安全约束机组组合方法，对现有技术方案进行了完善与改进。
[0004]本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种备用辅助服务与电能量协调优化的日前安全约束机组组合方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0005]1)输入负荷、售电公司以及发电商等市场主体的申报数据；输入电力系统的运行参数；
[0006]2)利用市场主体的报价数据以及电力系统的运行参数，构建备用辅助服务与电量协调优化的日前安全约束机组组合模型的目标函数及约束条件；
[0007]3)求解优化模型，计算后得到每台发电机的启停状态，指导日前机组的启停机计划。
[0008]进一步的，步骤1)包括：
[0009]101)输入市场主体的申报数据，包括电能及备用的报价数据；
[0010]102)设定系统联络线的电导、电纳参数以及线路传输功率极限、各个节点负荷预测值。
[0011]进一步的，步骤2)中，构建备用辅助服务与电量协调优化的日前安全约束机组组合模型的目标函数具体为：
[0012]备用辅助服务与电能量协调优化的日前安全约束机组组合模型的目标是社会福利最大，目标函数如下所示：
[0013][0014]其中：
[0015]U表示参与日前市场的售电公司和电力用户的申报数量之和；
[0016]N表示机组的总台数；
[0017]T表示所考虑的总时段数，日前市场考虑96时段，则T为96；
[0018]P
u,t
表示售电公司和电力用户u在时段t的中标负荷，售电公司和电力用户在同一小时内4个15分钟的需求量价曲线相同，等于日前市场中申报的该小时的需求量价曲线；
[0019]B
u,t
(P
u,t
)为售电公司和电力用户u在时段t的购电费用；
[0020]P
i,t
表示机组i在时段t的出力；
[0021]SPR
i
表示机组i的厂用电率；
[0022]C
i,t
(P
i,t
，SPR
i
)、分别为机组i在时段t的上网出力运行成本、启动成本和备用成本。
[0023]机组上网出力运行成本可表示为：
[0024][0025]其中：
[0026]NM为机组报价总段数；
[0027]P
i,t,m
为机组i在t时刻第m个出力区间中的中标电力；
[0028]C
i,m
为机组申报的第m个出力区间对应的能量价格，与SPR
i
相关；
[0029]LossPenalty
i,t
为网损惩罚系数；
[0030]LossPenalty
i,t
＝1/(1
‑
LossFactor
i,t
)
[0031]LossFactor
i,t
为网损惩罚因子。
[0032]机组备用成本可表示为：
[0033][0034]其中：
[0035]表示机组i在t时刻的中标备用容量；
[0036]B
r,i
表示机组i的备用容量报价。
[0037]进一步的，步骤2)中，构建备用辅助服务与电量协调优化的日前安全约束机组组合模型的约束条件具体为：
[0038](a)系统负荷平衡约束
[0039]对每个时段t，系统平衡约束可以描述为：
[0040][0041]其中：
[0042]P
i,t
表示机组i在时段t的出力；
[0043]T
j,t
表示受电关口j在时段t的计划功率(输出为负、输入为正)；
[0044]NT为受电关口总数，N为机组的数量；
[0045]P
LD，t
为时段t的非市场化用户负荷需求；
[0046]P
u,t
为市场化用户负荷需求，表示售电公司和电力用户u在时段t的中标负荷。
[0047](b)正备用约束
[0048]对每个时段t，正备用约束可以描述为：
[0049][0050]其中：
[0051]α
i,t
表示机组i在时段t的启停状态，α
i,t
＝0表示机组停机，α
i,t
＝1表示机组开机；
[0052]为机组i在时段t的最大可调出力；
[0053]P
Dt
为时段t的系统负荷需求；
[0054]为时段t的系统30min备用容量需求；
[0055]RE
t
为系统t时调频容量需求。
[0056](c)负备用约束
[0057]对每个时段t，负备用约束可以描述为：
[0058][0059]其中：
[0060]为机组i在时段t的最小出力；
[0061]P
Dt
为时段t的系统负荷需求；
[0062]为时段t的系统负备用容量需求；
[0063]RE
t
为系统t时调频容量需求。
[0064](d)备用容量约束
[0065][0066]式中：为机组i在t时的中标备用容量；为系统t时30min备用需求。
[0067](e)机组出力上下限约束
[0068]机组的出力应处于其出力上限和出力下限之间，其约束条件可以描述为：
[0069][0070][0071]固定出力机组出力和不参与市场的机组出力不计入该约束。
[0072](f)功率调整速率约束
[0073]机组调整功率时，应满足机组的功率调整速率要求，其约束条件可以描述为：
[0074][0075][0076]其中，ΔP
iU
表示机组上爬坡速率，ΔP
iD
表示机组下爬坡速率，固定出力机组出力和不参与市场的机组出力不计入该约束。
[0077](g)机组最小连续开停机时间约束
[0078]机组最小连续开停机时间约束可以描述为：
[0079][0080][0081]其中，T
Ui
、T
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种备用辅助服务与电能量协调优化的日前安全约束机组组合方法，其特征在于，包括以下步骤：1)输入市场主体的申报数据；输入电力系统的运行参数；包括：101)输入市场主体的申报数据，包括电能及备用的报价数据；102)设定系统联络线的电导、电纳参数以及线路传输功率极限、各个节点负荷预测值；2)利用市场主体的报价数据以及电力系统的运行参数，构建备用辅助服务与电量协调优化的日前安全约束机组组合模型的目标函数及约束条件；构建备用辅助服务与电量协调优化的日前安全约束机组组合模型的目标函数具体为：备用辅助服务与电能量协调优化的日前安全约束机组组合模型的目标是社会福利最大，目标函数如下所示：其中：U表示参与日前市场的售电公司和电力用户的申报数量之和；N表示机组的总台数；T表示所考虑的总时段数；P
u,t
表示售电公司和电力用户u在时段t的中标负荷；B
u,t
(P
u,t
)为售电公司和电力用户u在时段t的购电费用；P
i,t
表示机组i在时段t的出力；SPR
i
表示机组i的厂用电率；C
i,t
(P
i,t
，SPR
i
)、分别为机组i在时段t的上网出力运行成本、启动成本和备用成本；机组上网出力运行成本表示为：其中：NM为机组报价总段数；P
i,t,m
为机组i在t时刻第m个出力区间中的中标电力；C
i,m
为机组申报的第m个出力区间对应的能量价格，与SPR
i
相关；LossPenalty
i,t
为网损惩罚系数；LossPenalty
i,t
＝1/(1
‑
LossFactor
i,t
)LossFactor
i,t
为网损惩罚因子；机组备用成本表示为：其中：表示机组i在t时刻的中标备用容量；
B
r,i
表示机组i的备用容量报价；构建备用辅助服务与电量协调优化的日前安全约束机组组合模型的约束条件具体为：(a)系统负荷平衡约束对每个时段t，系统平衡约束描述为：其中：P
i,t
表示机组i在时段t的出力；T
j,t
表示受电关口j在时段t的计划功率；NT为受电关口总数，N为机组的数量；P
LD，t
为时段t的非市场化用户负荷需求；P
u,t
为市场化用户负荷需求，表示售电公司和电力用户u在时段t的中标负荷；(b)正备用约束对每个时段t，正备用约束描述为：其中：α
i,t
表示机组i在时段t的启停状态，α
i,t...

【专利技术属性】
技术研发人员：周保中，乐鹰，郭超，朱文斌，徐康轩，张继广，吴天瞳，孙晓聪，丁一，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：