一种水电参与的灵活性爬坡市场交易的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种水电参与灵活性爬坡市场的方法和系统，方法包括以下步骤：获取电网的基本数据和负荷、新能源预测误差数据，所述电网的基本数据包括水电机组数据、火电机组数据、负荷数据和新能源数据；根据负荷、新能源预测误差数据，计算电力系统的灵活性需求；根据电网的基本数据及负荷、新能源预测误差数据，建立考虑水电参与的灵活性爬坡市场交易模型。本发明专利技术在灵活性爬坡市场交易中考虑了水电资源，提升水电资源参与灵活性爬坡市场的积极性，保障了系统中的灵活性充裕度，有利于系统的安全稳定运行。的安全稳定运行。的安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种水电参与的灵活性爬坡市场交易的方法和系统


[0001]本专利技术属于电力领域，尤其涉及一种水电参与的灵活性爬坡市场交易的方法和系统。

技术介绍

[0002]随着光伏并网比例的增加，“鸭子曲线”对快速爬坡需求越高，亟需通过机组快速爬坡或者资源快速启停，来应对净负荷的急速升降。然而，目前各地在辅助服务市场建设过程中，缺乏对水电等灵活性爬坡资源特性及灵活性爬坡产品交易机制的研究，因此，有必要建立考虑水电参与的灵活性爬坡市场交易模型，并建立适应快速爬坡资源参与的灵活性爬坡产品交易机制，促进系统中水电等快速爬坡资源参与系统调度，从而保障系统中的灵活性充裕度。

技术实现思路

[0003]为解决现有模型中未充分考虑水电等快速爬坡资源参与灵活性爬坡产品交易的问题，本专利技术提供一种水电参与的灵活性爬坡市场交易的方法和系统，用以建立水电等爬坡资源的数学模型，确定火电机组和水电机组作为灵活性资源在被调度时的备用承担情况，以应对不确定的灵活性需求。
[0004]本专利技术采用的一种技术方案为：一种水电参与的灵活性爬坡市场交易的方法，其包括步骤：
[0005]1)获取电网的基本数据和负荷、新能源预测误差数据，所述电网的基本数据包括水电机组数据、火电机组数据、负荷数据和新能源数据；
[0006]2)根据负荷、新能源预测误差数据，计算电力系统的灵活性需求；
[0007]3)根据电网的基本数据及负荷、新能源预测误差数据，建立考虑水电参与的灵活性爬坡市场交易模型。
[0008]进一步地，步骤3)中，所述考虑水电参与的灵活性爬坡市场交易模型的目标函数为最小化火电机组成本与水电机组成本的加和，其中火电机组成本包括启停成本、运行成本和灵活性资源调度成本，所述火电机组的运行约束包括启停约束、出力约束及爬坡约束，所述水电机组的运行约束包括水量平衡约束、蓄水量约束、出库流量约束、出力约束、出力特性约束、周期性条件约束及爬坡约束。
[0009]进一步地，步骤3)中建立的考虑水电参与的灵活性爬坡市场交易模型的目标函数具体为：
[0010]minf＝C
G,str
+C
G,ope
+C
G,adj
+C
H
[0011]式中，C
G,str
、C
G,ope
、C
G,adj
分别为火电机组的启停成本、运行成本和灵活性资源调度成本，C
H
表示水电的总运行成本。
[0012]进一步地，步骤3)中，模型约束条件包括预测净负荷平衡约束、火电运行约束、水电运行约束、灵活性资源调度平衡约束、火电机组灵活性备用出力约束和水电机组灵活性
备用约束。
[0013]进一步地，步骤3)中，模型约束条件的具体内容如下：
[0014]1)预测净负荷平衡约束
[0015][0016]式中：为时刻t火电机组i的出力水平，为时刻t水电站k的出力水平，为时刻t预测净负荷；N
G
为火电机组的数量；N
H
表示水电机组的数量；N
T
表示调度时间；
[0017]2)火电运行约束
[0018]a.火电机组最小启停时间约束
[0019][0020]式中：T
i,on
、T
i,off
分别表示火电机组i的最小开机/停机时段数，分别表示火电机组i在t
‑
1时段已连续开机/停机时段数，表示机组i在t时段和t
‑
1时段的开停状态，0表示停机，1表示开机；
[0021]b.火电机组出力约束
[0022][0023]式中：P
G,i,max
、P
G,i,min
分别表示火电机组i出力上、下限；
[0024]c.火电机组爬坡约束
[0025][0026]式中，分别表示火电机组i向上、向下爬坡速率；
[0027]3)水电运行约束
[0028]a.水量平衡
[0029][0030]式中：分别为水库k在t时段、t+1的初蓄水量，为区间径流，为出库流量，τ
j
为j水库到其下游邻近水库的流量到达时间，Ω
k
为k电站上游邻近水库的集合；表示为上游邻近水库j的出库流量；
[0031]b.蓄水量约束
[0032][0033]式中：分别为水电站k的蓄水量最小值和最大值；
[0034]c.出库流量约束
[0035][0036]式中：分别为水电站k出库流量上、下限；
[0037]d.水电机组出力约束
[0038][0039]式中：为t时段水电站k的出力，P
H,k,max
、P
H,k,min
分别为水电站k出力上、下限；
[0040]e.水电站出力特性
[0041][0042]式中：α为流量发电转化系数；
[0043]f.周期性条件，即调度期末水位控制：
[0044][0045]式中：T
‑
t
c
为一个理想运行周期，t
c
为水电调度起始时间，T为水电调度终止时间；
[0046]g.电站爬坡能力约束：
[0047][0048]式中：分别为水电爬坡上、下限，与出库流量上、下限有关；
[0049]4)灵活性资源调度平衡约束
[0050][0051][0052]式中：分别为时刻t火电机组i提供的向上、向下灵活性备用出力，分别为时刻t水电机组k提供的上、下灵活性备用出力，FUS
t
、FDS
t
分别为时刻t向上、向下灵活性需求；
[0053]5)火电机组灵活性备用出力约束
[0054]包括火电机组灵活性备用出力的容量约束、爬坡约束
[0055][0056][0057][0058][0059]6)水电机组灵活性备用约束
[0060][0061][0062][0063][0064]本专利技术采用的另一种技术方案为：一种水电参与的灵活性爬坡市场交易系统，其
包括：
[0065]数据获取模块，用于获取电网的基本数据和负荷、新能源预测误差数据，所述电网的基本数据包括水电机组数据、火电机组数据、负荷数据和新能源数据；
[0066]灵活性需求计算模块，根据负荷、新能源预测误差数据，计算电力系统灵活性需求；
[0067]模型建立模块，根据电网的基本数据和负荷、新能源预测误差数据，建立考虑水电参与的灵活性爬坡市场交易模型。
[0068]本专利技术具有的有益效果如下：本专利技术以含传统火电、水电、风电、光伏的电力系统为研究对象，以最小化火电机组成本与水电机组成本的加和为目标，建立考虑水电参与的灵活性爬坡市场交易模型，得出应对不确定的灵活性需求时火电机组与水电机组的备用承担情况，为水电等快速爬坡资源参与灵活性爬坡产品交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水电参与的灵活性爬坡市场交易的方法，其特征在于，包括步骤：1)获取电网的基本数据和负荷、新能源预测误差数据，所述电网的基本数据包括水电机组数据、火电机组数据、负荷数据和新能源数据；2)根据负荷、新能源预测误差数据，计算电力系统的灵活性需求；3)根据电网的基本数据和负荷、新能源预测误差数据，建立考虑水电参与的灵活性爬坡市场交易模型。2.根据权利要求1所述的水电参与的灵活性爬坡市场交易的方法，其特征在于：步骤3)中，所述考虑水电参与的灵活性爬坡市场交易模型的目标函数为最小化火电机组成本与水电机组成本的加和，其中火电机组成本包括启停成本、运行成本和灵活性资源调度成本，所述火电机组的运行约束包括启停约束、出力约束及爬坡约束，所述水电机组的运行约束包括水量平衡约束、蓄水量约束、出库流量约束、出力约束、出力特性约束、周期性条件约束及爬坡约束。3.根据权利要求2所述的水电参与的灵活性爬坡市场交易的方法，其特征在于：步骤3)中建立的考虑水电参与的灵活性爬坡市场交易模型的目标函数具体为：minf＝C
G,str
+C
G,ope
+C
G,adj
+C
H
式中，C
G,str
、C
G,ope
、C
G,adj
分别为火电机组的启停成本、运行成本和灵活性资源调度成本，C
H
表示水电的总运行成本。4.根据权利要求3所述的水电参与的灵活性爬坡市场交易的方法，其特征在于：步骤3)中，模型约束条件包括预测净负荷平衡约束、火电运行约束、水电运行约束、灵活性资源调度平衡约束、火电机组灵活性备用出力约束和水电机组灵活性备用约束。5.根据权利要求4所述的水电参与的灵活性爬坡市场交易的方法，其特征在于：步骤3)中，模型约束条件的具体内容如下：1)预测净负荷平衡约束式中：为时刻t火电机组i的出力水平，为时刻t水电站k的出力水平，为时刻t预测净负荷；N
G
为火电机组的数量；N
H
表示水电机组的数量；N
T
表示调度时间；2)火电运行约束a.火电机组最小启停时间约束式中：T
i,on
、T
i,off
分别表示火电机组i的最小开机/停机时段数，分别表示火电机组i在t
‑
1时段已连续开机/停机时段数，表示机组i在t时段和t
‑
1时段的开停状态，0表示停机，1表示开机；b.火电机组出力约束
式中：P
G,i,max
、P
G,i,min
分别表示火电机组i出力上、下限；c.火电机组爬坡约束式中，分别表示火电机组i向上、向下爬坡速率；为火电机组最大出力；3)水电运行约束a.水量平衡式中：分别为水库k在t时段、t+1的初蓄水量，为区间径流，为出库流量，τ
j
为j水库到其下游邻近水库的流量到达时间，Ω
k
为k电站上游邻近水库的集合；为上游邻近水库j的出库流量；b.蓄水量约束式中：分别为水电站k的蓄水量最小值和最大值；c.出库流量约束式中：分别为水电站k出库流量上、下限；d.水电机组出力约束式中：为t时段水电站k的出力，P
H,k,max
、P
H,k,min
分别为水电站k出力上、下限；e.水电站出力特性式中：α为流量发电转化系数；f.周期性条件，即调度期末水位控制：式中：T
‑
t
c
为一个理想运行周期，t
c
为水电调度起始时间，T为水电调度终止时间；g.电站爬坡能力约束：式中：分别为水电爬坡上、下限，与出库流量上、下限有关；4)灵活性资源调度平衡约束
式中：分别为时刻t火电机组i提供的向上、向下灵活性备用出力，分别为时刻t水电机组k提供的上、下灵活性备用出力，FUS
t
、FDS
t
分别为时刻t向上、向下灵活性需求；5)火电机组灵活性备用出力约束包括火电机组灵活性备用出力的容量约束、爬坡约束量约束、爬坡约束量约束、爬坡约束量约束、爬坡约束6)水电机组灵活性备用约束6)水电机组灵活性备用约束6)水电机组灵活性备用约束6)水电机组灵活性备用约束6.一种水电参与的灵活性爬坡市场交易系统，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐琦雯，王蓓蓓，邓晖，胡嘉骅，苏宜靖，房乐，章枫，王一铮，周子青，黄启航，亢丽君，
申请(专利权)人：东南大学国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：