一种集中式现货市场的典型场景库构建方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种集中式现货市场的典型场景库构建方法。包括以下步骤：提取发电商投标行为影响因素；建立发电商分段投标曲线基本模型；确定分段投标曲线各段投标电量和投标价格的概率分布模型；基于概率分布模型进行抽样，生成发电商市场竞价典型场景；基于电网的源网荷特点，生成市场边界典型场景；将市场竞价典型场景、市场边界典型场景进行组合和缩减，构建用于集中式现货市场运行特性分析的典型场景库。本发明专利技术可针对不同源网荷特点、不同发电商竞价场景，构建分组的场景集合并生成典型场景库，有助于构建市场模拟多场景比较分析技术，展示不同场景间的差异，对分析集中式现货市场的运行特性和提升市场条件下电网安全运行水平有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种集中式现货市场的典型场景库构建方法及装置
本专利技术属于电力系统调度自动化
，具体涉及一种适用于集中式现货市场运行特性分析的典型场景库构建方法，还涉及一种适用于集中式现货市场运行特性分析的典型场景库构建装置。
技术介绍
电力现货市场主要有分散式和集中式两种模式，不同模式下的调度计划形成过程不同。分散式现货市场适用于网架坚强、阻塞较轻的地区，集中式现货市场适用于阻塞较重的地区。相比于分散式，集中式现货市场实行发用电资源的集中优化，虽然在市场规则设计、市场力监控方面难度较大，但比较适合电网阻塞严重、潮流复杂的地区，是现货市场设计的重要选项。考虑到国内电网输电阻塞严重、受限断面众多等运行风险，集中式现货市场通过开展全电量集中优化，在决策机组的开机组合与发电曲线时，充分考虑各类电网安全约束与机组运行特性，能够有效保障电力供应可靠与电网安全稳定运行，能够准确反映电能商品的时空价值，国内各省大都倾向于集中式现货市场模式。然而，国内集中式现货市场模拟试运行中暴露出了很多的问题。目前大家对电网阻塞情况的判断是基于当前计划体制的，如调度根据安全约束、检修计划等安排机组组合方案，所有火电机组保持基本一致的负荷率等，而实行现货市场后，机组组合方案需要考虑经济性，机组负荷率差别明显，因此现货市场的潮流分布将与目前差别巨大，从而导致电网阻塞情况加重；电力交易参与方众多，且各方为使得自己的利益最大化，可能通过各种形式参与电力市场交易，并采用多种多样的报价策略，这将导致电网潮流多变且难以预知，运行人员将面临比现在复杂的多的电网运行局面，例如原先在计划体制下不太可能出现的负荷中心向电源基地送电、转圈循环送电等方式，而在市场的作用下都有可能发生。集中式现货市场的运行会对整个电力业产生广泛和深刻影响，集中式现货市场机制下的系统运行特性更趋多变。根据集中式现货市场的运行模式与机制，针对不同源网荷特点、不同市场成员报价策略构建典型场景库，用于分析集中式现货市场的运行特性及构建市场模拟多场景比较分析技术是非常有必要的，有助于在电力市场化改革过程中确保电网安全，保障现货市场建设的稳步推进，为调度计划专业提供更丰富的、市场化的手段和工具，有利于提升电网安全运行裕度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种集中式现货市场的典型场景库构建方法，采用先按序组合再缩减的场景生成方法获得典型场景库，为研究集中式现货市场运行特性提供技术支撑。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下。第一方面，本专利技术提供了一种集中式现货市场的典型场景库构建方法，包括以下过程：基于集中式现货市场发电商分段投标模型，计算获得投标容量和投标价格的概率分布模型；基于投标容量和投标价格的概率分布模型，对每个发电商投标行为进行独立抽样，使得每个发电商独立生成N个市场竞价典型场景；基于集中式现货市场的边界数据进行组合，生成N个市场边界典型场景；对N个市场边界典型场景和每个发电商独立生成的N个市场竞价典型场景，先按序组合再缩减后，形成集中式现货市场的典型场景库。可选的，所述集中式现货市场发电商分段投标模型的计算过程包括：分析发电商投标行为的影响因素，包括影响发电商投标行为的外界因素和发电商自身因素；从外界因素和自身因素两个维度分析发电商的投标行为，建立集中式现货市场发电商分段投标曲线基本模型。可选的，所述外界因素包括负荷大小和供需比；自身因素包括机组特性、投标倾向和最大可用容量。可选的，所述从外界因素和自身因素两个维度分析发电商的投标行为，建立集中式现货市场发电商分段投标曲线基本模型，包括：集中式现货市场发电商分段投标模型采用三段投标模型，具体公式如下：式中，i为机组编号；ty为机组类型；n为投标段；为ty机组类型的第i个机组第n段投标容量；为ty机组类型的第i个机组第n段投标价格。可选的，所述基于集中式现货市场发电商分段投标模型，计算获得投标容量和投标价格的概率分布模型，包括：分段投标曲线的第n段投标容量服从取值在范围内的截断正态分布投标容量的概率密度函数的具体形式为：其中分段投标曲线的第n段投标价格服从取值在范围内的截断正态分布投标价格的概率密度函数的具体形式为：其中式中，Lt为时段t的负荷；Ci为机组i的最大可用容量；Rt为时段t的供需比；PS为投标倾向；kq1、kq2、kq3为计算机组投标容量的权重因子；kp1、kp2、kp3为计算机组投标价格的权重因子；分别为ty机组类型的机组第n段投标容量初始值的上、下限，基于发电商投标历史数据获得；分别为ty机组类型的机组第n段投标价格初始值的上、下限，基于发电商投标历史数据获得；分别为ty机组类型的机组第n段投标容量上、下限；分别为ty机组类型的机组第n段投标价格上、下限；期望值μ和标准差σ基于发电商投标历史数据获得；φ(ξ)为均值为0，方差为1的标准正态分布；Φ(x)为标准正态分布的累积分布函数。可选的，所述对N个市场边界典型场景和每个发电商独立生成的N个市场竞价典型场景，先按序组合再缩减后，形成集中式现货市场的典型场景库，包括：1)针对每个发电商生成的N个市场竞价典型场景，将各发电商场景序列以N维向量形式表示如下S1、S2、…、SM，其中M为发电商个数；针对N个市场边界典型场景，将市场边界典型场景序列以N维向量形式表示为B；2)将各发电商的N个场景及N个市场边界典型场景按顺序组合，形成N个综合场景序列，每个综合场景包含各发电商的市场竞价典型场景和市场边界典型场景；并构造场景序列S，S也是N维向量，使得S＝S1+S2…+SM+B；3)利用场景缩减技术对场景序列S进行缩减，保留指定个数的典型场景，形成集中式现货市场的典型场景库。可选的，所述将各发电商的N个场景及N个市场边界典型场景按顺序组合，形成N个综合场景序列，包括：将所有发电商的第一个市场竞价典型场景和第一个市场边界典型场景构成第一个综合场景、所有发电商的第二个市场竞价典型场景和第二个市场边界典型场景构成第二个综合场景，依此类推，最终形成N个综合场景序列。可选的，所述场景缩减技术为模糊C均值聚类方法。第二方面，本专利技术还提供了一种集中式现货市场的典型场景库构建装置，包括：概率分布计算模块，用于基于集中式现货市场发电商分段投标模型，计算获得投标容量和投标价格的概率分布模型；竞价场景生成模块，用于基于投标容量和投标价格的概率分布模型，对每个发电商投标行为进行独立抽样，使得每个发电商独立生成N个市场竞价典型场景；边界场景生成模块，用于基于集中式现货市场的边界数据进行组合，生成N个市场边界典型场景；典型场景库生成模块，用于对N个市场边界典型场景和每个发电商独立生成的N个市场竞价典型场景，先按序组合再缩减后，形成集中式现货市场的典型场景库。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集中式现货市场的典型场景库构建方法，其特征是，包括以下过程：/n基于集中式现货市场发电商分段投标模型，计算获得投标容量和投标价格的概率分布模型；/n基于投标容量和投标价格的概率分布模型，对每个发电商投标行为进行独立抽样，使得每个发电商独立生成N个市场竞价典型场景；/n基于集中式现货市场的边界数据进行组合，生成N个市场边界典型场景；/n对N个市场边界典型场景和每个发电商独立生成的N个市场竞价典型场景，先按序组合再缩减后，形成集中式现货市场的典型场景库。/n

【技术特征摘要】
1.一种集中式现货市场的典型场景库构建方法，其特征是，包括以下过程：
基于集中式现货市场发电商分段投标模型，计算获得投标容量和投标价格的概率分布模型；
基于投标容量和投标价格的概率分布模型，对每个发电商投标行为进行独立抽样，使得每个发电商独立生成N个市场竞价典型场景；
基于集中式现货市场的边界数据进行组合，生成N个市场边界典型场景；
对N个市场边界典型场景和每个发电商独立生成的N个市场竞价典型场景，先按序组合再缩减后，形成集中式现货市场的典型场景库。


2.根据权利要求1所述的一种集中式现货市场的典型场景库构建方法，其特征是，所述集中式现货市场发电商分段投标模型的计算过程包括：
分析发电商投标行为的影响因素，包括影响发电商投标行为的外界因素和发电商自身因素；
从外界因素和自身因素两个维度分析发电商的投标行为，建立集中式现货市场发电商分段投标曲线基本模型。


3.根据权利要求2所述的一种集中式现货市场的典型场景库构建方法，其特征是，所述外界因素包括负荷大小和供需比；自身因素包括机组特性、投标倾向和最大可用容量。


4.根据权利要求2所述的一种集中式现货市场的典型场景库构建方法，其特征是，所述从外界因素和自身因素两个维度分析发电商的投标行为，建立集中式现货市场发电商分段投标曲线基本模型，包括：
集中式现货市场发电商分段投标模型采用三段投标模型，具体公式如下：



式中，i为机组编号；ty为机组类型；n为投标段；为ty机组类型的第i个机组第n段投标容量；为ty机组类型的第i个机组第n段投标价格。


5.根据权利要求4所述的一种集中式现货市场的典型场景库构建方法，其特征是，所述基于集中式现货市场发电商分段投标模型，计算获得投标容量和投标价格的概率分布模型，包括：
分段投标曲线的第n段投标容量服从取值在范围内的截断正态分布投标容量的概率密度函数的具体形式为：



其中



分段投标曲线的第n段投标价格服从取值在范围内的截断正态分布投标价格的概率密度函数的具体形式为：



其中



式中，Lt为时段t的负荷；Ci为机组i的最大可用容量；Rt为时段t的供需比；PS为投标倾向；kq1、kq2、kq3为计算机组投标容量的权重因子；kp1、kp2、kp3为计算机组投标价格的权重因子；分别为ty机组类型的机组第n段投标容量初始值的上、下限...

【专利技术属性】
技术研发人员：冷月，李利利，丁恰，陆承宇，邓晖，周子青，涂孟夫，曹荣章，昌力，吴烁民，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司，南瑞集团有限公司，国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32