【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源电网优化领域，尤其涉及一种考虑新能源消纳的多级电力市场风光火储打捆外送方法。
技术介绍
1、近年来，我国新能源发展迅猛。为解决新能源消纳问题，我国先后出台了多种市场政策。扩大省间现货市场的交易主体有利于开展省间电力余缺互济，加大新能源跨省跨区的全国范围消纳。目前跨省跨区输送主要采用“网对网”交易模式，即由送端电网确定省内外送电力组合，送至受端电网。当前外送电量由送端电网根据机组上网电价进行收购，上网电价固定，保障性收购的机组由统一计划确定，不利于激发跨省跨区外送交易主体积极性，从而不能有效利用新能源发电资源以及升级电力余缺互济。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种考虑新能源消纳的多级电力市场风光火储打捆外送方法，提高送端省份整体收益、提高新能源外送消纳比例。本专利技术方法包括如下步骤：
2、以送端电网企业的年度收益最大化为目标构建第一目标函数，计算得到中长期外送计划中的长期供电型火电机组、光伏机组和风电机组相应的中标电量；
3、基于各所述中标电量，以收购成本最小为目标构建第二目标函数计算得到日前阶段调节型火电机组、储能机组每小时的调节电量；
4、基于长期供电型火电机组的所述中标电量和调节型火电机组所述每小时的调节电量，以调节成本最小为目标构建第三目标函数计算得到实时阶段每15分钟所有火电机组和储能机组的调节电量。
5、进一步的，基于各季度外送电量需求、外送合约价格以及各季度的长期供电型火电机组
6、
7、其中，k表示季度序号；l为各类型发电主体的出力分段序号，其中第1出力分段表示稳定出力分段，第2出力分段表示波动出力分段；分别为第k季度外送电量需求与外送合约价格；n表示长期供电型火电机组的数量；分别为第k季度第l分段长期供电型火电机组n的申报电量与申报价格；分别为第k季度第l分段光伏机组申报电量与价格；别为第k季度第l分段风电机组申报电量与价格。
8、进一步的，所述长期供电型火电机组n的申报价格基于该火电机组的报价函数确定，所述报价函数表示为：
9、
10、其中，为报价函数；分别表示将火电机组n的出力区间划分为五个功率段后，分别在功率段1、2、3、4、5时在t时段内火电机组n出力为的发电成本；表示火电机组n在t时段结算电价最小值；表示t时段的结算电价尺度；表示火电机组n出力区间的最小值。
11、进一步的，基于各主体发电量约束、季度电量平衡约束、新能源优先出清约束、火电机组运行约束对所述第一目标函数求解计算得到中长期外送计划中各季度长期供电型火电机组、光伏、风电机组相应的中标电量；所述新能源出清约束包括新能源中标电量占比大于等于新能源机组申报电量与总申报电量的比值；所述新能源机组包括所述光伏机组和风电机组。
12、进一步的，基于日前阶段的调节型火电机组和储能机组每小时的调节出力计算送端电网企业的收购成本，以送端电网企业的收购成本最小为目标构建所述第二目标函数，表示为：
13、
14、其中，t’表示小时数；n'为日前阶段调节型火电机组数量；分别为调节型火电机组n’在日前阶段第t’小时的向上调节电量及价格；分别为储能机组在日前阶段第t’小时向上调节电量及价格；分别为储能机组日前申报的第t’小时向下调节电量及价格；u1、u2为0-1变量，u1＝1时，表示系统需要向上调节电量，u2＝1时，表示系统需要向下调节电量。
15、进一步的，所述基于各所述中标电量，以收购成本最小为目标构建第二目标函数计算得到日前阶段调节型火电机组、储能机组每小时的调节电量包括：
16、基于所述各季度相应的中标电量构建新能源中长期计划量约束；
17、基于新能源中长期计划量约束、火电机组运行约束、储能电站运行约束、调节状态约束对所述第二目标函数求解，计算得到日前阶段调节型火电机组、储能机组每小时的调节电量。
18、进一步的，所述新能源中长期计划量约束表示为：
19、
20、其中，分别为运行日第t’小时风电、光伏机组预测出力；分别为风电、光伏机组相应中标电量中第2出力分段电量分解到运行日每小时的发电量；分别为日前风电、光伏机组预测出力相应中标电量中第2出力分段电量分解至第t’小时的差值。
21、进一步的，基于中长期火电机组、调节型火电机组和储能机组实时阶段的每15分钟的调节出力计算送端电网企业的调节成本，以调节成本最小为目标构建第三目标函数，表示为：
22、
23、其中，i表示一天内的第i个15分钟；n”表示所有中长期火电机组和调节型火电机组的总数；表示火电机组n”在第i个15分钟的向下调节电量；为火电机组n”向下调节价格；m表示储能机组的个数，分布为储能机组m在第i个15分钟放电电量和放电价格；分别为储能机组m在第i个15分钟充电电量和充电价格。
24、进一步的，所述基于长期供电型火电机组的所述中标电量和调节型火电机组所述每小时的调节电量，以调节成本最小为目标构建第三目标函数计算得到实时阶段每15分钟所有火电机组和储能的调节电量包括：
25、基于长期供电型火电机组的所述中标电量和调节型火电机组所述每小时的调节电量构建调节电量约束；
26、基于调节电量约束、火电机组运行约束、储能机组运行约束和需求电量约束对所述第三目标函数求解，得到实时阶段每15分钟火电机组和储能的调节电量。
27、进一步的，所述调节电量约束表示为：
28、
29、其中，为长期供电型火电机组的所述中标电量中第二段电量分解到运行日每小时的发电量；为调节型火电机组在日前阶段每小时中标向上调节电量。
30、本专利技术至少可以实现下述之一的有益效果：
31、通过基于新能源最大出力情况下，考虑电网的中长期-日前-实时阶段各类型发电主体的出力情况，以送端电网企业的年度收益最大化为中长期目标，以日前阶段和实时阶段的调节成本最小为目标，分别计算出各发电主体在电网电量外送过程中的中长期电量规划、日前阶段和实施阶段各类型发电主体的调节电量，能够指导跨省跨区分钟级电力外送计划制定，达到提高送端省份整体收益、提高新能源外送消纳比例的效果。
32、通过对新能源机组出力进行分段描述，精确刻画了新能源发电主体在电力外送的出力情况，进而制定出送端电网企业的中长期外送计划。
33、通过在中长期外送计划的基础上对于日前、日内基于各发电主体的出力变动，减少了发电计划和发电调节的计算量，解决了现有技术中关于电力外送仅考虑日前和日内时间尺度而需要每天重新大量计算的问题，提升了对日前日内发电计划的计算效率。
34、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑新能源消纳的多级电力市场风光火储打捆外送方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的外送方法，其特征在于，基于各季度外送电量需求、外送合约价格以及各季度的长期供电型火电机组、光伏机组、风电机组在各出力分段的申报电量与申报价格计算送端电网企业的年度收益，以送端电网企业的年度收益最大化为目标构建第一目标函数，表示为：
3.根据权利要求2所述的外送方法，其特征在于，所述长期供电型火电机组n的申报价格基于该火电机组的报价函数确定，所述报价函数表示为：
4.根据权利要求2所述的外送方法，其特征在于，基于各主体发电量约束、季度电量平衡约束、新能源优先出清约束、火电机组运行约束对所述第一目标函数求解计算得到中长期外送计划中各季度长期供电型火电机组、光伏、风电机组相应的中标电量；所述新能源出清约束包括新能源中标电量占比大于等于新能源机组申报电量与总申报电量的比值；所述新能源机组包括所述光伏机组和风电机组。
5.根据权利要求2-4任一项所述的外送方法，其特征在于，基于日前阶段的调节型火电机组和储能机组每小时的调节出力计算送端
6.根据权利要求5所述的外送方法，其特征在于，所述基于各所述中标电量，以收购成本最小为目标构建第二目标函数计算得到日前阶段调节型火电机组、储能机组每小时的调节电量包括：
7.根据权利要求6所述的外送方法，其特征在于，所述新能源中长期计划量约束表示为：
8.根据权利要求7所述的外送方法，其特征在于，基于中长期火电机组、调节型火电机组和储能机组实时阶段的每15分钟的调节出力计算送端电网企业的调节成本，以调节成本最小为目标构建第三目标函数，表示为：
9.根据权利要求8所述的外送方法，其特征在于，所述基于长期供电型火电机组的所述中标电量和调节型火电机组所述每小时的调节电量，以调节成本最小为目标构建第三目标函数计算得到实时阶段每15分钟所有火电机组和储能的调节电量包括：
10.根据权利要求9所述的外送方法，其特征在于，所述调节电量约束表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑新能源消纳的多级电力市场风光火储打捆外送方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的外送方法，其特征在于，基于各季度外送电量需求、外送合约价格以及各季度的长期供电型火电机组、光伏机组、风电机组在各出力分段的申报电量与申报价格计算送端电网企业的年度收益，以送端电网企业的年度收益最大化为目标构建第一目标函数，表示为：
3.根据权利要求2所述的外送方法，其特征在于，所述长期供电型火电机组n的申报价格基于该火电机组的报价函数确定，所述报价函数表示为：
4.根据权利要求2所述的外送方法，其特征在于，基于各主体发电量约束、季度电量平衡约束、新能源优先出清约束、火电机组运行约束对所述第一目标函数求解计算得到中长期外送计划中各季度长期供电型火电机组、光伏、风电机组相应的中标电量；所述新能源出清约束包括新能源中标电量占比大于等于新能源机组申报电量与总申报电量的比值；所述新能源机组包括所述光伏机组和风电机组。
5.根据权利要求2-4任一项所述的外送方法，其特征在于，基于日前阶...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜光伟，王盼盼，李帆琪，吕硕硕，谭青博，
申请(专利权)人：国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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