一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法及系统，该方法包括以下步骤：获取现货市场出清基础数据及背靠背直流数据；基于现货市场出清基础数据构建安全约束机组组合模型；基于背靠背直流数据为安全约束机组组合模型增加约束，得到现货市场出清模型，以对断面潮流进行调控；求解现货市场出清模型，获取求解结果并基于求解结果实现现货市场出清。本发明专利技术提供的一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法，通过对背靠背直流建模以对断面潮流进行调控，可以有效缓解断面潮流的过载，保证机组组合与功率计划的合理性与可靠性，提升电力系统的网络安全。提升电力系统的网络安全。提升电力系统的网络安全。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力调度自动化
，尤其是涉及一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法及系统。

技术介绍

[0002]背靠背直流输电系统(back to back DC transmission system)是输电线路长度为零的直流输电系统。这种类型的直流输电系统主要用于两个非同步运行(不同频率或相同频率但非同步)的交流电力系统之间的联网或送电，也称为非同步联络站。背靠背直流输电的整流站设备和逆变站设备通常装在一个换流站内，也称为背靠背换流站。整流站和逆变站的直流侧由平波电抗器相连，交流测分别与两个电网相联，实现异步联网。被联电网间交换功率的大小和方向均由控制系统快速控制。背靠背直流输电系统的构建在现货结算运行时在现货中参与优化，在投产对维护网络安全可以起到积极作用。
[0003]现有现货市场出清过程的断面潮流主要是由机组的发电功率来进行调控的，机组发电功率会受限于机组自身物理特性，如机组爬坡速率、机组出力上下限或最大最小开机台数等，所以在出清结算后，断面潮流过载以及阻塞的情况会频繁发生，会出现机组为了保证断面过载而优化出极端机组组合与发电功率的情况，无法保障电力系统的安全性。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法及系统，以解决上述技术问题，通过对背靠背直流建模以对断面潮流进行调控，可以有效缓解断面潮流的过载，保证了机组组合与功率计划的合理性与可靠性，提升了电力系统的网络安全。/>[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法，包括以下步骤：
[0006]获取现货市场出清基础数据及背靠背直流数据；
[0007]基于现货市场出清基础数据构建安全约束机组组合模型；
[0008]基于背靠背直流数据为安全约束机组组合模型增加约束，得到现货市场出清模型，以对断面潮流进行调控；
[0009]求解现货市场出清模型，获取求解结果并基于求解结果实现现货市场出清。
[0010]上述方案通过对背靠背直流建模以对断面潮流进行调控，可以有效缓解断面潮流的过载，保证了机组组合与功率计划的合理性与可靠性，提升了电力系统的网络安全。
[0011]进一步地，在所述基于现货市场出清基础数据构建安全约束机组组合模型中，所述安全约束机组组合模型的目标函数具体为：
[0012][0013]式中，N表示机组的总台数，包括A类机组与B类机组；T表示所考虑的总时段数；P
i,t
表示机组i在时段t的出力；C
i,t
(P
i,t
)表示机组i在时段t的运行费用，其是与机组申报的各
段出力区间和对应能量价格有关的多段线性函数；表示机组i在时段t的启动费用，其是与机组停机时间有关的函数，以表示机组在不同状态下的启动费用；表示机组i在时段t的最小技术出力成本，其是机组处于最小技术出力下的成本，当机组处于开停机过程中时，最小技术出力成本则按开停机过程中机组的出力占最小技术出力的比例折算；M为用于市场出清优化的网络潮流约束松弛罚因子；NS为潮流断面总数；分别为断面s的正、反向潮流松弛变量；
[0014]所述目标函数需满足的约束条件包括：系统负荷平衡约束、系统正备用容量约束、系统负备用容量约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、断面潮流约束。
[0015]进一步地，在所述获取现货市场出清基础数据及背靠背直流数据中，所述背靠背直流数据包括：背靠背直流基本数据、背靠背直流阀组数据、背靠背直流送受端数据和背靠背直流传输模式数据。
[0016]进一步地，所述基于背靠背直流数据为安全约束机组组合模型增加约束，得到现货市场出清模型，以对断面潮流进行调控，具体为：
[0017]基于背靠背直流数据为安全约束机组组合模型增加约束，包括：直流两端功率关系约束、直流功率上下限约束、直流功率调节速率约束、直流功率相邻时段不可反向调整约束、直流设备停机时间保持约束、直流设备翻转开机时间保持约束、直流设备最大翻转开机次数约束和直流设备传输约束；
[0018]为安全约束机组组合模型增加约束，得到考虑了背靠背直流约束的现货市场出清模型，以对断面潮流进行调控。
[0019]进一步地，所述基于背靠背直流数据为安全约束机组组合模型增加约束，包括：直流两端功率关系约束、直流功率上下限约束、直流功率调节速率约束、直流功率相邻时段不可反向调整约束、直流设备停机时间保持约束、直流设备翻转开机时间保持约束、直流设备最大翻转开机次数约束和直流设备传输约束，具体为：
[0020]所述直流两端功率关系约束为：将直流在第一系统中等值为发电机D1，在第二系统中等值为发电机D2，有：
[0021]P
D1
+P
D2
＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0022]式中，P
D1
表示发电机D1的功率，P
D2
表示发电机D2的功率；
[0023]所述直流功率上下限约束，即直流在不同方向时的功率上下限约束为：
[0024][0025]0≤α
d,t
+β
d,t
≤1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0026]式中，α
d,t
、β
d,t
为0
‑
1整数变量，分别表示正向与反向；u
d,t
表示直流设备d在时段t时阀组的数量；表示直流的下调节速率下限值和上调节速率下限值；P
d,max
为直流单个阀组的容量；P
d,t
为直流设备的优化功率，当直流设备功率方向为正时，α
d,t
为1，β
d,t
为0，反之则α
d,t
为0，β
d,t
为1，两个0
‑
1变量不可同时为1；在α
d,t
为1，β
d,t
为0时，式(2)将变换为：
[0027][0028]在α
d,t
为0，β
d,t
为1时，式(2)将变换为：
[0029][0030]所述直流功率调节速率约束为：直流设备在优化过程中根据边界条件进行上调节或者下调节以寻找最优功率方案，具体表示为：
[0031][0032][0033]x
l,t
+x
r,t
≤1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0034][0035]式(6)与(7)表示直流调节速率限制约束，其中x
r,t
与x
l,t
是直流上调节与下调节方向的0
‑
1变量；M为一个极大数；
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法，其特征在于，包括以下步骤：获取现货市场出清基础数据及背靠背直流数据；基于现货市场出清基础数据构建安全约束机组组合模型；基于背靠背直流数据为安全约束机组组合模型增加约束，得到现货市场出清模型，以对断面潮流进行调控；求解现货市场出清模型，获取求解结果并基于求解结果实现现货市场出清。2.根据权利要求1所述的一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法，其特征在于，在所述基于现货市场出清基础数据构建安全约束机组组合模型中，所述安全约束机组组合模型的目标函数具体为：式中，N表示机组的总台数，包括A类机组与B类机组；T表示所考虑的总时段数；P
i,t
表示机组i在时段t的出力；C
i,t
(P
i,t
)表示机组i在时段t的运行费用，其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；表示机组i在时段t的启动费用，其是与机组停机时间有关的函数，以表示机组在不同状态下的启动费用；表示机组i在时段t的最小技术出力成本，其是机组处于最小技术出力下的成本，当机组处于开停机过程中时，最小技术出力成本则按开停机过程中机组的出力占最小技术出力的比例折算；M为用于市场出清优化的网络潮流约束松弛罚因子；NS为潮流断面总数；分别为断面s的正、反向潮流松弛变量；所述目标函数需满足的约束条件包括：系统负荷平衡约束、系统正备用容量约束、系统负备用容量约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、断面潮流约束。3.根据权利要求1或2所述的一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法，其特征在于，在所述获取现货市场出清基础数据及背靠背直流数据中，所述背靠背直流数据包括：背靠背直流基本数据、背靠背直流阀组数据、背靠背直流送受端数据和背靠背直流传输模式数据。4.根据权利要求3所述的一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法，其特征在于，所述基于背靠背直流数据为安全约束机组组合模型增加约束，得到现货市场出清模型，以对断面潮流进行调控，具体为：基于背靠背直流数据为安全约束机组组合模型增加约束，包括：直流两端功率关系约束、直流功率上下限约束、直流功率调节速率约束、直流功率相邻时段不可反向调整约束、直流设备停机时间保持约束、直流设备翻转开机时间保持约束、直流设备最大翻转开机次数约束和直流设备传输约束；为安全约束机组组合模型增加约束，得到考虑了背靠背直流约束的现货市场出清模型，以对断面潮流进行调控。5.根据权利要求4所述的一种考虑背靠背直流建模的现货市场出清方法，其特征在于，所述基于背靠背直流数据为安全约束机组组合模型增加约束，包括：直流两端功率关系约束、直流功率上下限约束、直流功率调节速率约束、直流功率相邻时段不可反向调整约束、
直流设备停机时间保持约束、直流设备翻转开机时间保持约束、直流设备最大翻转开机次数约束和直流设备传输约束，具体为：所述直流两端功率关系约束为：将直流在第一系统中等值为发电机D1，在第二系统中等值为发电机D2，有：P
D1
+P
D2
＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，P
D1
表示发电机D1的功率，P
D2
表示发电机D2的功率；所述直流功率上下限约束，即直流在不同方向时的功率上下限约束为：0≤α
d,t
+β
d,t
≤1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中，α
d,t
、β
d,t
为0
‑
1整数变量，分别表示正向与反向；u
d,t
表示直流设备d在时段t时阀组的数量；表示直流的下调节速率下限值和上调节速率下限值；P
d,max
为直流单个阀组的容量；P
d,t
为直流设备的优化功率，当直流设备功率方向为正时，α
d,t
为1，β
d,t
为0，反之则α
d,t
为0，β
d,t
为1，两个0
‑
1变量不可同时为1；在α
d,t
为1，β
d,t
为0时，式(2)将变换为：在α
d,t
为0，β
d,t
为1时，式(2)将变换为：所述直流功率调节速率约束为：直流设备在优化过程中根据边界条件进行上调节或者下调节以寻找最优功率方案，具体表示为：下调节以寻找最优功率方案，具体表示为：x
l,t
+x
r,t
≤1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)式(6)与(7)表示直流调节速率限制约束，其中x
r,t
与x
l,t
是直流上调节与下调节方向的0
‑
1变量；M为一个极大数；式中，与分别表示设备向下调节与向上调节速率的最大值；在上调节变量x
r,t
等于1，下调节变量x
l,t
等于0时，式(6)不等式两边的极大数生效，相当于式(6)不生效，直流设备执行上调整动作；在上调节变量x
r,t
等于0，下调节变量x
l,t
等于1时，式(7)不生效，
直流设备执行下调整动作；在上调节变量x
r,t
等于0，下调节变量x
l,t
等于0时，极大数不生效且不等式(6)与(7)两边均等于0，直流设备维持当前功率，不进行任何调整动作；式(8)用于规定同一时刻点的上下调节变量之和必须小于等于1，防止出现即可上调节又可下调节的错误状态；式(9)表示了设备上下调整次数的约束，设备在一天当中不能进行频繁的上下调节，必须要在最大调整次数N
max
之内；所述直流功率相邻时段不可反向调整约束为：为了防止直流功率在优化过程中出现尖峰，所以相邻时段不允许出现反向调节的情况，即当设备在时段t进行了上调节后，不允许在t
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵越，蔡秋娜，董锴，王龙，余珏，龚超，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：