热电联产发电机组在电-热-气联合市场中的竞价方法技术

本发明专利技术公开了热电联产发电机组在电

【技术实现步骤摘要】
热电联产发电机组在电
‑
热
‑
气联合市场中的竞价方法


[0001]本专利技术涉及多能市场的市场运行机制和最优竞价领域，具体涉及热电联产发电机组在电
‑
热
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气联合市场中的竞价方法。

技术介绍

[0002]当今社会能源需求日益增长，能源供需矛盾日益突出，环境污染日趋严峻，如何缓解能源危机、提高能源综合利用效率，降低污染气体排放已经成为我国乃至世界范围内亟需解决的社会难题。针对此问题，美国早在2001年就已提出集成能源系统的发展计划，要求电力和天然气协同规划；加拿大在2009年颁布实施了综合能源系统指导意见，将此政策上升为国家战略；欧洲诸国在欧盟第7框架(FP7)中，提出泛欧网络(Trans
‑
EuropeanNetworks)和智能能源(Intelligent Energy)。在我国，关于进一步深化电力体制改革的若干意见中，提出要大力发展热电联供、热电冷三联供技术。可见，突破传统能源体系架构，发展多能互补系统，实现多能源高效清洁利用，已成为世界能源领域的必然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.热电联产发电机组在电
‑
热
‑
气联合市场中的竞价方法，其特征在于该方法包括：构建电力市场潮流线性化出清模型；构建热力市场出清模型；构建天然气市场出清模型；构建燃气型CHP机组最优竞价模型，并基于二进制拓展和原
‑
对偶互补条件，推导最优竞价的等价转换模型。2.根据权1所述的热电联产发电机组在电
‑
热
‑
气联合市场中的竞价方法，其特征在于：收集、汇总能源生产商的分段竞价曲线，表示机组g投标曲线在第b段的价格，p
g，b
表示机组g在第b段的中标量，竞价曲线以多组价格
‑
数量对表示。3.根据权2所述的热电联产发电机组在电
‑
热
‑
气联合市场中的竞价方法，其特征在于：以线性化潮流约束为条件构建电力市场潮流线性化出清模型；原始的交流潮流模型：式中，V
i
是母线i的节点电压，θ
ij
表示母线i和母线j之间的电压相位差，r
ij
和x
ij
分别表示线路电阻和电抗，将上式拆分成实部和虚部两部分：S
ij
＝p
ij
+jq
ijij
式中，p
ij
/q
ij
分别表示流经线路ij的有功和无功功率，有功损耗表示为线路两端的电压相角差幅值控制在0.5
‑
1.5p.u之间，以V
i
≈1p.u.，θ
ij
≈sinθ
ij
，功损耗可由下式计算：将上式放入直流潮流中，可以得到带入表示的分段竞价曲线：E
‑
ISO在满足需求和安全的前提下要最小化电力采购成本
节点有功平衡约束：节点无功平衡约束：其中，中表示母线i上的有功和无功负荷，分别表示有功平衡约束和无功平衡约束的拉格朗日乘子；有功和无功线路潮流的约束有功和无功线路潮流的约束有功和无功线路潮流的约束其中，对应的拉格朗日乘子分别是和分别是线路ij的最大有功容量和无功容量；中标量大小的约束，对应的乘子是对应的乘子是限制了机组g的无功出力范围，分别表示机组的最小/最大无功出力，对应的乘子是ω
qg
和和限制了母线电压的幅值其中，V
imin
/V
imax
分别表示电压幅值的最小值和最大值，对应的乘子是ω
Vi
和上述式组中Bus表示母线集合，Bus
i
表示与母线i相连的母线集合，Line表示线路集合，B
g
表示机组g的投标段集合，G表示能源供应商集合，G
i
表示与母线i相连的能源供应商集合；即为母线i上的节点电价，对进行线性化，增量线性化方法对进行处理，若相角差所在的区间是将其分成SN
E
段，得到针对构建的增量线性化模型如下：构建的增量线性化模型如下：0≤d
ij,k
≤1,k＝1,2,...,SN
E
其中，d
ij
＝[d
ij，1
，d
ij，2
，...，d
ij，SN
]，d
ij，k
是取值范围在[0,1]之间的连续辅助变量；填充约束，引入了0
‑
1辅助变量Bin
ij，k
：d
ij,k+1
≤Bin
ij,k
≤d
ij,k
,k＝1,2,...,SN
E
‑
1Bin
ij,k
∈{0,1},k＝1,2,...,SN
E
‑
1对线性化之后，可以得到电力最优潮流优化模型：可以得到电力最优潮流优化模型：可以得到电力最优潮流优化模型：可以得到电力最优潮流优化模型：可以得到电力最优潮流优化模型：ε表示正数，通过在目标函数中增加惩罚项的方式。4.根据权1所述的热电联产发电机组在电
‑
热
‑
气联合市场中的竞价方法，其特征在于：以安全运行约束为条件构建热力市场出清模型，包括：热力系统采用质调节的方式，汇总能源生产商的竞价曲线，竞价曲线由多组价格
‑
数量对组成，表示机组g热力竞价曲线中第b段的价格，单位是$/MWh，表示机组组g热力竞价曲线中第b段的数量，单位是MWh，求解如下热力最优潮流问题：求解如下热力最优潮流问题：偶乘子是节点热力功率平衡：节点热力功率平衡：对偶乘子是φ
n，l
，式中，h
g，b
表示机组g在第b段里的中标热量，限制中标量h
g，b
必须小于投标量GG表示燃气型CHP机组的集合，GG
n
表示与节点n连接的燃气型CHP机组的集合，HS表示除燃气型CHP机组之外其他的热源的集合，HS
n
表示除燃气型CHP机组之外其他连接在节点n上的热源集合，B
g
表示机组g的投标段集合，HN表示区域供热管网的节点集合，其对偶乘子即为节点热价，分别表示流出节点n的管道集合和流入节点n的管道集合，G
l
表示管道l内热水的比热容和质流量的乘积，T
n
表示从节点n流出的热水温度，T
lout
表示管道末端的水温
温度，表示节点n上的热负荷，Len
l
表示管道l的长度的损耗因子，ζ
l
表示管道温度的损耗因子，表示热水在管道l中的温度变化，对偶乘子是ω
Tn
和和分别表示节点n的最小/最大温度，5.根据权1所述的热电联产发电机组在电
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热
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气联合市场中的竞价方法，其特征在于：以安全运行约束为条件构建热力市场出清模型：计算最优天然气潮流并出清，保障民用负荷的基础上，逐步增加燃气发电负荷，从而计算天然气的分段价格，构建如下的关联矩阵A，内部元素a
mn
的赋值如下：式中，inpipe(m)和outpipe(m)分别表示流入节点m和流出节点m的天然气管道集合，基于关联矩阵A可以进一步得到方向矩阵：于关联矩阵A可以进一步得到方向矩阵：确定天然气气源单价，明确发电型燃气负荷的中标气量和气价，最优天然气潮流计算模型如下：s.t.GS
‑
GL
‑
GC
‑
GP＝A
MN
F
MN
+A
NM
F
NM
:λ
gggggggg
式中，目标函数是最小化系统购气成本，表示t时段从气源i购入天然气的单价，SW
i，t
表示气源i被购买的天然气量，G
gas
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晨雨，顾伟，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：