一种复杂电网下省间、省内电力市场耦合出清方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种复杂电网下省间、省内电力市场耦合出清方法和装置，属于电力市场调度出清技术领域。方法包括：获取参与省间电力市场交易的市场成员的电价申报数据；利用预先构建的省间交易资源优化配置模型，以新能源消纳与社会福利之和最大化为优化目标，求解省间联络线关口的出清电量和电价；对于参与省间电力市场交易的各省：基于省间联络线关口的出清电量和电价，利用预先构建的省内平衡市场优化出清模型，以省内总购电成本最小为优化目标，求解使得省内供需平衡且电网安全运行的，省内各市场成员的出清价格及成交电量。本发明专利技术能够在提高能源利用率的同时，减少省内电力购入成本，保障电网安全运行。保障电网安全运行。保障电网安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂电网下省间、省内电力市场耦合出清方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力调度
，特别是一种复杂电网下省间、省内电力市场耦合出清方法和装置。

技术介绍

[0002]目前我国跨区跨省电力通道规模不断扩大，特高压交、直流通道并存，导致跨省电力输送网络环境日趋复杂；另一方面，我国省间电力交易量加速增长，各省市场模式差异较大，而与之相适应的省间、省内市场耦合机制尚不健全。《关于全国统一电力市场深化建设的报告》提出：建设全国统一电力市场，需要着力把握的关键环节之一即为统筹省间与省内交易，确定好省间、省内市场的定位，处理好发电企业、电网公司等市场主体在省内、省间两个市场上的衔接问题。对于省内、省间交易的功能定位，省间交易定位于落实国家能源战略，促进能源消纳和能源资源大范围优化配置；省内交易定位于优化省内资源配置，确保电力供需平衡和电网安全运行。因此，要同时实现能源的高效应用、资源的优化配置以及保障电网安全运行，如何实现省间、省内市场的耦合出清是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种复杂电网下省间、省内电力市场耦合出清方法和装置，在提高能源利用率的同时，减少省内电力购入成本，保障电网安全运行。本专利技术采用的技术方案如下。
[0004]一方面，本专利技术提供一种复杂电网下省间、省内电力市场耦合出清方法，包括：
[0005]获取参与省间电力市场交易的市场成员的电价申报数据；
[0006]基于获取到的电价申报数据，利用预先构建的省间交易资源优化配置模型，以新能源消纳和社会福利之和最大化为优化目标，求解省间联络线关口的出清电量和电价；
[0007]对于参与省间电力市场交易的各省：基于省间联络线关口的出清电量和电价，利用预先构建的省内平衡市场优化出清模型，以省内总购电成本最小为优化目标，求解使得省内供需平衡且电网安全运行的，省内各市场成员的出清价格及成交电量；
[0008]按照求得的各省市场成员的出清价格及成交电量，进行跨省电力市场出清。
[0009]可选的，所述参与交易的市场成员包括购电侧成员和售电侧成员，所述购电侧成员的电价申报数据包括每小时的电价和电量，所述售电侧成员的电价申报数据包括分段电量及对应的分段价格。
[0010]可选的，售电侧成员的参与省间交易的电价申报数据中，分段电量
‑
电价曲线为在正常出力范围内的、覆盖全天24h的一条非递减量
‑
价曲线，曲线中的分段最多为10段。也即，本专利技术的跨省出清方法，能够适用于：购电侧成员采用小时报价，售电侧成员采用分段报价，这种组合报价方式。
[0011]可选的，所述省间交易资源优化配置模型的目标函数为：
[0012]可选的，所述省间交易资源优化配置模型的目标函数为：
[0013]minF＝aF1+bF2[0014]其中：a、b分别为F1、F2的权重系数；F1为新能源消纳量；F2为社会福利；
[0015]F1表达式为：
[0016][0017]其中：d为第d个省间交易通道；D为省间交易通道总数；为第d个省间交易通道的新能源消纳量。
[0018]F2为社会福利，社会福利指的是所有买方购电总成本(包括输电损耗费用)减去卖方售电总成本和输电成本所产生的收益，表达式为：
[0019][0020]其中：T为交易时段数；M为第d个省间交易通道内购电方数量；N为第d个省间交易通道内售电方数量；为购电方m在第d个省间交易通道t时段购电价格；为第d个省间交易通道t时段输电损耗；为第d个省间交易通道t时段输电价格；为购电方m在第d个省间交易通道t时段购电电量；为售电方n在第d个省间交易通道t时段售电价格；为售电方n在第d个省间交易通道t时段售电电量。
[0021]可选的，省间交易资源优化配置模型的目标函数求解约束条件包括：
[0022](1)发电平衡约束：
[0023][0024]其中：L为省间交流联络线集合，为线路损耗；
[0025](2)新能源发电约束：
[0026][0027]其中：为参与交易的新能源在第d个省间交易通道的预测总量。
[0028](3)输电通道最大可用容量约束
[0029]q
t,d,min
≤r
t,d
+q
t,d
≤q
t,d,max
[0030]其中：q
t,d,min
与q
t,d,max
分别为t时段输电通道d的最小和最大输电功率；r
t,d
为t时段输电通道d的初始输电功率计划值；q
t,d
为t时段输电通道d的成交电力。
[0031](4)输电通道爬坡约束
[0032]|(r
t,d
+q
t,d
)
‑
(r
t
‑
1,d
+q
t
‑
1,d
)|≥q
t,d,c,min
[0033]|(r
t,d
+q
t,d
)
‑
(r
t
‑
1,d
+q
t
‑
1,d
)|≤q
t,d,c,max
[0034]其中：q
t,d,c,min
和q
t,d,c,max
分别为t时段输电通道d的最小和最大爬坡功率。
[0035]可选的，所述省内平衡市场优化出清模型的目标函数为：
[0036][0037]其中，T表示所考虑的时段总数；N表示机组总台数；P
i,t
表示机组i在t时段的出力；C
i,t
(P
i,t
)、分别为机组i在时段t的运行费用、启动费用、空载费用；M为用于市场出清优化的网络潮流约束松弛罚因子；分别为断面s的正、反向潮流松弛变量；NS为断面总数。
[0038]以上省内平衡市场优化出清模型的目标函数中，机组运行费用C
i,t
(P
i,t
)是与机组申报的各段出力区间和对应能量价格有关的多段线性函数；机组启动费用是与机组停机时间有关的函数，表示机组在不同状态(冷态/温态/热态)下的启动费用；机组运行空载费用表示机组在运行状态下空载成本(包括开停机过程)。
[0039]可选的，省内平衡市场优化出清模型的目标函数的求解约束包括：
[0040](1)系统负荷平衡约束：
[0041][0042]其中，P
i,t
表示机组i在时段t的出力，T
j,t
表示联络线j在时段t的计划功率，送入为正，输出为负，NT为联络线总数，D
t
为时段t的系统负荷；
[0043](2)系统正备用容量约束：
[0044][0045]其中，α
i,t
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂电网下省间、省内电力市场耦合出清方法，其特征是，包括：获取参与省间电力市场交易的市场成员的电价申报数据；基于获取到的电价申报数据，利用预先构建的省间交易资源优化配置模型，以新能源消纳与社会福利之和最大化为优化目标，求解省间联络线关口的出清电量和电价；对于参与省间电力市场交易的各省：基于省间联络线关口的出清电量和电价，利用预先构建的省内平衡市场优化出清模型，以省内总购电成本最小为优化目标，求解使得省内供需平衡且电网安全运行的，省内各市场成员的出清价格及成交电量；按照求得的各省市场成员的出清价格及成交电量，进行跨省电力市场出清。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述参与交易的市场成员包括购电侧成员和售电侧成员，所述购电侧成员的电价申报数据包括每小时的电价和电量，所述售电侧成员的电价申报数据包括分段电量及对应的分段价格。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，售电侧成员参与省间交易的电价申报数据中，分段电量
‑
电价曲线为在正常出力范围内的、覆盖全天24h的一条非递减量
‑
价曲线，曲线中的分段最多为10段。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述省间交易资源优化配置模型的目标函数为：min F＝aF1+bF2其中：a、b分别为F1、F2的权重系数；F1为新能源消纳量；F2为社会福利；F1表达式为：其中：d表示第d个省间交易通道；D为省间交易通道总数；为第d个省间交易通道的新能源消纳量；F2表达式为：其中：T为交易时段数；M为第d个省间交易通道内购电方数量；N为第d个省间交易通道内售电方数量；为购电方m在第d个省间交易通道t时段购电价格；为第d个省间交易通道t时段输电损耗；为第d个省间交易通道t时段输电价格；为购电方m在第d个省间交易通道t时段购电电量；为售电方n在第d个省间交易通道t时段售电价格；为售电方n在第d个省间交易通道t时段售电电量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，省间交易资源优化配置模型的目标函数求解约束条件包括：(1)发电平衡约束：
其中：L为省间交流联络线集合，为线路损耗；(2)新能源发电约束：其中：为参与交易的新能源在第d个省间交易通道的预测总量；(3)输电通道最大可用容量约束：q
t,d,min
≤r
t,d
+q
t,d
≤q
t,d,max
其中：q
t,d,min
与q
t,d,max
分别为t时段输电通道d的最小和最大输电功率；r
t,d
为t时段输电通道d的初始输电功率计划值；q
t,d
为t时段输电通道d的成交电力；(4)输电通道爬坡约束：|(r
t,d
+q
t,d
)
‑
(r
t
‑
1,d
+q
t
‑
1,d
)|≥q
t,d,c,min
|(r
t,d
+q
t,d
)
‑
(r
t
‑
1,d
+q
t
‑
1,d
)|≤q
t,d,c,max
其中：q
t,d,c,min
和q
t,d,c,max
分别为t时段输电通道d的最小和最大爬坡功率。6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，所述省内平衡市场优化出清模型的目标函数为：其中，T表示所考虑的时段总数；N表示机组总台数；P
i,t
表示机组i在t时段的出力；C
i,t
(P
i,t
)、分别为机组i...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丹丹，徐帆，冯丽，刘波，曹荣章，刘国平，郭琳，昌力，涂孟夫，张彦涛，鲁文，冷月，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司国家电网有限公司国网电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：