考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法。本发明专利技术通过在低碳背景下充分考虑虚拟电厂参与碳电融合市场时的不同交易信用行为，并以此为基础进行市场交易匹配决策，提高了交易信用值和低碳程度高型虚拟电厂在碳电融合市场中的交易优势，扩大了其经济效益，提高了市场运行效率，加速实现双碳目标。实现双碳目标。实现双碳目标。

【技术实现步骤摘要】
考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法


[0001]本专利技术涉及电力市场和碳市场融合交易领域，具体说是一种考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法。

技术介绍

[0002]虚拟电厂(VPP)作为一种分布式能源聚合的集成调控形式，通过先进的控制、计量、通信等技术将分布式电源、储能、柔性负荷等不同类型的设备聚合为一个整体，并通过统一的调控中心参与到电力市场和电网运行中，因此，聚合了多类型能源的虚拟电厂将进入电力市场交易阶段。同时，在低碳背景下，我国的低碳环保、绿色发展之路提升到新的高度，电力行业作为主要的二氧化碳排放源，是碳市场交易的主力军，且随着碳电市场的快速发展，两市场的相互作用也正在受到电力行业越来越多的重视。
[0003]为促进虚拟电厂快速融入碳电融合市场的运营中，亟需建立与之相匹配的虚拟电厂参与碳电融合市场交易策略。虚拟电厂响应行为的不确定性不仅会给电网安全运行带来困难，影响交易双方的经济利益，而且还会导致对促进环境低碳发展程度不同的问题产生。因此，无论是在电力市场还是碳市场中，交易主体和市场总是倾向于交易信用行为良好的参与者。可见，如何在低碳背景下充分考虑虚拟电厂参与碳电融合市场时不同交易信用行为，并将之纳入到市场交易匹配决策的考虑因素中，从而提高交易信用值和低碳程度高型虚拟电厂在碳电融合市场中的交易优势、扩大其经济效益、提高市场运行效率和加速实现双碳目标，成为亟待解决的问题。
[0004]关于虚拟电厂参与电力市场和碳市场方面的研究，当前研究或侧重于虚拟电厂在电力市场中的优化调度和竞价策略，或是将碳交易成本引入到虚拟电厂的运行成本中从而实现经济运行，在电力市场或碳市场交易匹配方法方面的研究较少且不成体系。
[0005]针对电力市场和碳市场的交易匹配问题，现有研究多是以交易主体的市场报价作为唯一的交易匹配决策条件，将市场交易主体的信用评分和碳排放情况纳入到电力市场和碳市场交易匹配决策的考虑因素中的研究还尚未出现，而在碳市场和电力市场融合交易方面的研究则更少，因此开展考虑多种因素影响下的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法的研究则显得尤为必要，从而有利于建设良好的市场交易环境，促进虚拟电厂低碳减排的积极性，推动碳电市场的快速融合发展。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法。本专利技术通过在低碳背景下充分考虑虚拟电厂参与碳电融合市场时的不同交易信用行为，并以此为基础进行市场交易匹配决策，提高了交易信用值和低碳程度高型虚拟电厂在碳电融合市场中的交易优势，扩大了其经济效益，提高了市场运行效率，加速实现双碳目标。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0009]步骤1、基于虚拟电厂在电力市场和一级碳市场交易量与协议量的偏差容量，在电力市场和一级碳市场分别建立交易信用值评估模型；
[0010]步骤2、建立虚拟电厂参与电力市场和一级碳市场交易容量评估模型；
[0011]步骤3、以虚拟电厂与电力市场之间、虚拟电厂与一级碳市场之间的总交易满意度最大为目标函数，在所述目标函数上加载约束条件完成虚拟电厂参与电力市场和一级碳市场的双边交易匹配模型构建；
[0012]步骤4、按照步骤3所述的目标函数和约束条件，构建虚拟电厂和二级碳市场的双边交易匹配模型；
[0013]步骤5、使用步骤3虚拟电厂参与电力市场和一级碳市场的双边交易匹配模型、步骤4建立的虚拟电厂和二级碳市场的双边交易匹配模型进行交易匹配出清。
[0014]在上述方案的基础上，
[0015]步骤1所述电力市场交易信用值评估模型如下式(1)
‑
(3)所示：
[0016][0017][0018][0019]上述各式中，；F
iEL,K
为电力市场中本交易季前K次交易结束后虚拟电厂i的累计交易信用值，即累计历史K次交易情况的评估值，K 为交易次数累计值；F
iEL,k
为电力市场中第k次交易结束后虚拟电厂i 的单次交易信用值；ω
EL,k
为虚拟电厂第k次交易信用值F
iEL,k
所占的权重，∑ω
EL,k
＝1；T
ik
为虚拟电厂i在第k次交易时交易的总时段数；为第k次交易时虚拟电厂i在时段t的交易信用值；分别为第k次交易时虚拟电厂i在时段t的实际执行电量和协议电量；
[0020]步骤1所述一级碳市场交易信用值评估模型如下式(4)所示：
[0021][0022]上式中，为一级碳市场中本交易季前K次交易结束后虚拟电厂i的累计交易信用值，即累计历史K次交易情况的评估值；为一级碳市场中第k次交易结束后虚拟电厂i的单次交易信用值；为虚拟电厂第k次交易信用值所占的权重，
[0023]在上述方案的基础上，
[0024]当虚拟电厂i作为碳权供应方时，一级碳市场交易信用值评估模型如下式(5)所
示：
[0025][0026]上式中，为虚拟电厂i作为碳权供应方时在第k次交易的单次交易信用值；分别为虚拟电厂i第k次交易时的实际可交易碳权和协议碳权；
[0027]当虚拟电厂i作为碳权需求方时，一级碳市场交易信用值评估模型如下式(6)所示：
[0028][0029]上式中，为虚拟电厂i作为碳权需求方时在第k次交易的协议碳权达成度影响因子。
[0030]在上述方案的基础上，
[0031]步骤2所述虚拟电厂参与电力市场交易容量评估模型如下式(7) 所示：
[0032][0033]上式中，N
gas
、N
wt
、N
pv
、N
ess
、N
il
分别为可控机组、风电机组、光伏机组、储能单元和柔性负荷的数量；为正值和负值时分别表示t时段虚拟电厂参与电力市场的最大售出电量和最大购入电量； P
gas,t,q
、P
wt,t,q
、P
pv,t,q
分别为t时刻第q个燃气轮机、风机和光伏的发电功率；为t时刻第q个蓄电池储能的放电功率，当为负值时表示充电功率；P
load,t
、DP
il,t,q
分别为t时刻虚拟电厂的总负荷用电功率以及第q种柔性负荷的削减功率；Dt为运行时段时长；
[0034]步骤2所述虚拟电厂参与碳市场交易容量评估模型如下式(8)
ꢀ‑
(10)所示：
[0035][0036]上式(8)为虚拟电厂的碳排放权配额分配量计算公式，式中E
c,t
为t时刻虚拟电厂的碳配额分配量；δ
b
、δ
z
分别为外购电的碳排放权配额系数和燃气轮机及可再生能源机组的...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、基于虚拟电厂在电力市场和一级碳市场交易量与协议量的偏差容量，在电力市场和一级碳市场分别建立交易信用值评估模型；步骤2、建立虚拟电厂参与电力市场和一级碳市场交易容量评估模型；步骤3、以虚拟电厂与电力市场之间、虚拟电厂与一级碳市场之间的总交易满意度最大为目标函数，在所述目标函数上加载约束条件完成虚拟电厂参与电力市场和一级碳市场的双边交易匹配模型构建；步骤4、按照步骤3所述的目标函数和约束条件，构建虚拟电厂和二级碳市场的双边交易匹配模型；步骤5、使用步骤3虚拟电厂参与电力市场和一级碳市场的双边交易匹配模型、步骤4建立的虚拟电厂和二级碳市场的双边交易匹配模型进行交易匹配出清。2.如权利要求1所述的考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法，其特征在于：步骤1所述电力市场交易信用值评估模型如下式(1)
‑
(3)所示：(3)所示：(3)所示：上述各式中，；为电力市场中本交易季前K次交易结束后虚拟电厂i的累计交易信用值，即累计历史K次交易情况的评估值，K为交易次数累计值；为电力市场中第k次交易结束后虚拟电厂i的单次交易信用值；ω
EL,k
为虚拟电厂第k次交易信用值所占的权重，∑ω
EL,k
＝1；为虚拟电厂i在第k次交易时交易的总时段数；为第k次交易时虚拟电厂i在时段t的交易信用值；分别为第k次交易时虚拟电厂i在时段t的实际执行电量和协议电量；步骤1所述一级碳市场交易信用值评估模型如下式(4)所示：上式中，为一级碳市场中本交易季前K次交易结束后虚拟电厂i的累计交易信用值，即累计历史K次交易情况的评估值；为一级碳市场中第k次交易结束后虚拟电厂i的单次交易信用值；为虚拟电厂第k次交易信用值所占的权重，3.如权利要求2所述的考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法，
其特征在于：当虚拟电厂i作为碳权供应方时，一级碳市场交易信用值评估模型如下式(5)所示：上式中，为虚拟电厂i作为碳权供应方时在第k次交易的单次交易信用值；分别为虚拟电厂i第k次交易时的实际可交易碳权和协议碳权；当虚拟电厂i作为碳权需求方时，一级碳市场交易信用值评估模型如下式(6)所示：上式中，为虚拟电厂i作为碳权需求方时在第k次交易的协议碳权达成度影响因子。4.如权利要求1所述的考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法，其特征在于：步骤2所述虚拟电厂参与电力市场交易容量评估模型如下式(7)所示：上式中，N
gas
、N
wt
、N
pv
、N
ess
、N
il
分别为可控机组、风电机组、光伏机组、储能单元和柔性负荷的数量；为正值和负值时分别表示t时段虚拟电厂参与电力市场的最大售出电量和最大购入电量；P
gas,t,q
、P
wt,t,q
、P
pv,t,q
分别为t时刻第q个燃气轮机、风机和光伏的发电功率；为t时刻第q个蓄电池储能的放电功率，当为负值时表示充电功率；P
load,t
、DP
il,t,q
分别为t时刻虚拟电厂的总负荷用电功率以及第q种柔性负荷的削减功率；Dt为运行时段时长；步骤2所述虚拟电厂参与碳市场交易容量评估模型如下式(8)
‑
(10)所示：上式(8)为虚拟电厂的碳排放权配额分配量计算公式，式中E
c,t
为t时刻虚拟电厂的碳配额分配量；δ
b
、δ
z
分别为外购电的碳排放权配额系数和燃气轮机及可再生能源机组的碳排放权配额系数；Q
en,t
为t时刻虚拟电厂的售电量；
上式(9)为虚拟电厂的碳排放量计算公式，式中E
p,t
为t时刻虚拟电厂的碳排放量；e
gas
、e
b
分别为燃气轮机和外购电的碳排放系数，其中e
b
取区域电网火电机组碳排放系数；上式(10)为虚拟电厂在碳交易市场中最多能交易的碳排放权计算公式，式中为正值时表示虚拟电厂最多可售出的碳排放权，当其为负值时表示最多需要购入的碳排放权；T为虚拟电厂全天的运行时段数；E
c,t
、E
p,t
分别为t时段虚拟电厂的碳配额和碳排放。5.如权利要求2所述的考虑交易信用值的虚拟电厂参与碳电融合市场交易匹配方法，其特征在于：步骤3中所述目标函数表达为下式(11)：上式中，ψ为考虑的满意度因素个数，I
K+1
、J
K+1
分别为当前第K+1次交易时参与一级碳市场或电力市场交易的供给方和需求方虚拟电厂总个数；为第种交易满意度因素所占的权重，由一级碳市场或电力市场交易平台指定；为第K+1次交易时虚拟电厂i和虚拟电厂j交易的第种交易满意度因素；表示第K+1次交易时虚拟电厂i和虚拟电厂j是否达成交易，当时表示双方未达成交易，当h
ij
＝1时表示双方达成交易；式(11)中，ψ＝3时，虚拟电厂在一级碳市场或电力市场交易中的各交易满意度因素如下式(12)
‑
(14)所示：上式(12)中，为当前第K+1次交易时双方交易信用值；为当前第K+1次交易时双方交易信用值；分别为市场中前K次交易结束后虚拟电厂i和虚拟电厂j的累计交易信用值；其中：上式(13)中，为当前第K+1次交易时双方交易价格满意度；分别为第K+1次交易时虚拟电厂i对虚拟电厂j的交易价格满意度和虚拟电厂j对虚拟电厂i的交易价格满意度；为当前第K+1次交易时容量需求方虚拟电厂j发布的购买...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛焕娜，窦伟，李宗晟，薛佳炜，井天军，王江波，葛绪伍，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：