一种电能量现货与运行备用联合交易出清方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种电能量现货与运行备用联合交易出清方法，包括获取电网中常规电源发电机组台数、新能源电站数、负荷节点数和优化时段数，并利用无网络约束下的电力现货市场出清模型，求解各常规电源发电机组各时段的发电计划及对应的出清价格；根据出清价格，计算出各常规电源发电机组各时段的运行备用虚拟报价；结合各常规电源发电机组各时段的出清价格及运行备用虚拟报价，对电网运行类及常规电源运行约束下的电能量与运行备用联合出清模型求最小解，所求最小解为最终成本。实施本发明专利技术，能在电能量交易出清结果基础上根据虚拟报价确定各发电机组的运行备用出清结果，解决现有联合出清模式所存在串谋报价难以监管的问题。合出清模式所存在串谋报价难以监管的问题。合出清模式所存在串谋报价难以监管的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电能量现货与运行备用联合交易出清方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能电网
和电力市场与调度运行交叉
，尤其涉及一种电能量现货与运行备用联合交易出清方法及系统。

技术介绍

[0002]电能量现货交易、运行备用交易是电力市场交易体系中的不同交易品种。2015年我国启动新一轮电力体制改革。电能量中长期交易机制逐步建立完善。电能量现货交易和电力辅助服务市场交易成为当前市场交易领域研究的重点。运行备用交易即是电力辅助服务市场交易的主要交易品种。交易出清则是电力市场交易中根据市场需求，确定服务提供方及出清价格的过程。
[0003]电能量与运行备用之间具有较为紧密的耦合关系，体现在对任一发电机组所能提供的电能量服务和运行备用服务总量由其总发电能力决定。这一特性决定了发电机组电能量服务和运行备用服务具有替代效应，即任一单位发电能力用于提供电能量服务时就不能提供运行备用服务，同样当用于提供运行备用服务时就不能提供电能量服务。
[0004]当前研究和实际应用中，电能量现货交易和运行备用交易主要有两种出清模式，包括分步出清模式和联合出清模式。其中，在分步出清模式中，电能量现货交易、运行备用交易依次进行交易出清，一般优先开展运行备用交易出清，其出清结果作为电能量现货交易的边界条件；在联合出清模式中，电能量现货交易与运行备用交易将联合出清，主要特点在于市场主体同时申报电能量现货交易价格和运行备用交易价格，市场运营机构将同步开展两个品种的交易出清。
[0005]然而，由于分步出清模式存在机会成本问题，可能造成市场主体收益受损，因此联合出清模式成为当前主要研究和应用方向。但随着电力市场交易体系日趋复杂，上述联合出清模式也会面临如下问题：市场主体串谋可能更加复杂，提高了监管难度；由于电能量现货市场和运行备用市场之间存在紧密的耦合关系，市场主体价格申报组合形式更为丰富，也将导致市场主体的串谋行为更难以被发现，对市场运营机构来说准确辨识市场主体适度博弈和串谋报价之间的难度较高，成为市场监管的主要难题。因此，有必要对现有的联合出清模式进行改进，用以解决当前联合出清模式所存在的上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电能量现货与运行备用联合交易出清方法及系统，能在电能量交易出清结果基础上根据虚拟报价确定各发电机组的运行备用出清结果，用以解决现有联合出清模式所存在串谋报价难以监管的问题，降低了市场复杂度。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种电能量现货与运行备用联合交易出清方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]获取电网中常规电源发电机组台数、新能源电站数、负荷节点数和优化时段数，并
利用预先定义的无网络约束下的电力现货市场出清模型，求解出各常规电源发电机组各时段的发电计划，且进一步测算出各常规电源发电机组各时段的出清价格；
[0009]根据各常规电源发电机组各时段的出清价格，计算出各常规电源发电机组各时段的运行备用虚拟报价；
[0010]结合各常规电源发电机组各时段的出清价格及运行备用虚拟报价，对预先定义的电网运行类及常规电源运行约束下的电能量与运行备用联合出清模型求最小解，所求最小解即为最终所需的全网购电综合成本。
[0011]其中，所述无网络约束下的电力现货市场出清模型为以电力平衡约束、常规电源发电机组发电能力约束和常规电源发电机组爬坡能力约束为约束条件，以购电成本最低为优化目标构建的函数。
[0012]其中，所述无网络约束下的电力现货市场出清模型通过以下公式(1)～(4)来表达：
[0013][0014][0015][0016][0017]其中，式(1)为优化目标；式(2)～(4)分别为电力平衡约束、常规电源发电机组发电能力约束和常规电源发电机组爬坡能力约束；N
G
、N
N
、N
B
、N
T
分别对应为电网中常规电源发电机组台数、新能源电站数、负荷节点数和优化时段数；ΔT为优化时段间隔；为常规电源发电机组g时段t发电计划；为常规电源g电力现货市场申报价格函数；为新能源电站n时段t的发电功率预测；为负荷节点b时段t的负荷需求预测；分别为常规电源发电机组g的发电能力上限、下限；分别为常规电源发电机组g的爬坡能力上限、下限；为常规电源发电机组g时段t的出清价格。
[0018]其中，通过公式计算出各常规电源发电机组各时段的运行备用虚拟报价其中，
[0019][0019]为t时段的系统电能量现货市场边际出清价格，为取所有常规电源发电机组的出清价格最大值。
[0020]其中，若则认定该t时段常规电源发电机组g的无网络约束下电能量交易出清价格低于系统电能量现货市场边际出清价格运行备用市场
应将该机会成本补足；若则认定该t时段因其他原因限制发电导致高于系统电能量现货市场边际出清价格使得运行备用虚拟报价为0。
[0021]其中，所述电能量与运行备用联合出清模型为以电网运行类约束及常规电源运行约束为约束条件，以全网购电综合成本最低为优化目标构建的函数；其中，
[0022]所述电网运行类约束包括电力平衡约束、网络传输约束和运行备用容量约束；所述常规电源运行约束包括发电能力约束、爬坡能力约束和运行备用约束。
[0023]其中，所述电能量与运行备用联合出清模型通过以下公式(7)～(13)来表达：
[0024][0025][0026][0027][0028][0029][0030][0031]其中，式(7)为优化目标；F
T
为全网购电综合成本；为常规电源发电机组g时段t运行备用计划；
[0032]式(8)～(10)分别为电网运行类约束中的电力平衡约束、网络传输约束和运行备用容量约束；G
os,g
、G
os,n
、G
os,b
分别为常规电源发电机组g、新能源电站n、负荷节点b与运行断面os的功率转移分布因子；分别为运行断面os的传输能力上限、下限；R
set
为电网运行备用容量要求；
[0033]式(11)～(13)分别为常规电源运行约束中的发电能力约束、爬坡能力约束和运行备用约束；min{}表示取各数据的最小值。
[0034]本专利技术实施例还提供了一种电能量现货与运行备用联合交易出清系统，包括：
[0035]出清价格计算单元，用于获取电网中常规电源发电机组台数、新能源电站数、负荷节点数和优化时段数，并利用预先定义的无网络约束下的电力现货市场出清模型，求解出各常规电源发电机组各时段的发电计划，且进一步测算出各常规电源发电机组各时段的出清价格；
[0036]备用虚拟报价计算单元，用于根据各常规电源发电机组各时段的出清价格，计算出各常规电源发电机组各时段的运行备用虚拟报价；
[0037]全网购电综合成本计算单元，用于结合各常规电源发电机组各时段的出清价格及
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能量现货与运行备用联合交易出清方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取电网中常规电源发电机组台数、新能源电站数、负荷节点数和优化时段数，并利用预先定义的无网络约束下的电力现货市场出清模型，求解出各常规电源发电机组各时段的发电计划，且进一步测算出各常规电源发电机组各时段的出清价格；根据各常规电源发电机组各时段的出清价格，计算出各常规电源发电机组各时段的运行备用虚拟报价；结合各常规电源发电机组各时段的出清价格及运行备用虚拟报价，对预先定义的电网运行类及常规电源运行约束下的电能量与运行备用联合出清模型求最小解，所求最小解即为最终所需的全网购电综合成本。2.如权利要求1所述的电能量现货与运行备用联合交易出清方法，其特征在于，所述无网络约束下的电力现货市场出清模型为以电力平衡约束、常规电源发电机组发电能力约束和常规电源发电机组爬坡能力约束为约束条件，以购电成本最低为优化目标构建的函数。3.如权利要求2所述的电能量现货与运行备用联合交易出清方法，其特征在于，所述无网络约束下的电力现货市场出清模型通过以下公式(1)～(4)来表达：网络约束下的电力现货市场出清模型通过以下公式(1)～(4)来表达：网络约束下的电力现货市场出清模型通过以下公式(1)～(4)来表达：网络约束下的电力现货市场出清模型通过以下公式(1)～(4)来表达：其中，式(1)为优化目标；式(2)～(4)分别为电力平衡约束、常规电源发电机组发电能力约束和常规电源发电机组爬坡能力约束；N
G
、N
N
、N
B
、N
T
分别对应为电网中常规电源发电机组台数、新能源电站数、负荷节点数和优化时段数；ΔT为优化时段间隔；为常规电源发电机组g时段t发电计划；为常规电源g电力现货市场申报价格函数；为新能源电站n时段t的发电功率预测；为负荷节点b时段t的负荷需求预测；分别为常规电源发电机组g的发电能力上限、下限；分别为常规电源发电机组g的爬坡能力上限、下限；为常规电源发电机组g时段t的出清价格。4.如权利要求3所述的电能量现货与运行备用联合交易出清方法，其特征在于，通过公式计算出各常规电源发电机组各时段的运行备用虚拟报价其中，其中，为t时段的系统电能量现货市场边际出清价格，为取
所有常规电源发电机组的出清价格最大值。5.如权利要求4所述的电能量现货与运行备用联合交易出清方法，其特征在于，若则认定该t时段常规电源发电机组g的无网络约束下电能量交易出清价格低于系统电能量现货市场边际出清价格运行备用市场应将该机会成本补足；若则认定该t时段因其他原因限制发电导致高于系统电能量现货市场边际出清价格使得运行备用虚拟报价为0。6.如权利要求5所述的电能量现货与运行备用联合交易出清方法，其特征在于，所述电能量与运行备用联合出清模型为以电网运行类约束及常规电源运行约束为约束条件，以全网购电综合成本最低为优化目标构建的函数；其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘岩，叶振豪，王冬，张宗包，武婕，张夕佳，陈栋，柳乐怡，詹隽，于洋洋，张蕾，李雨森，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：