CN109447370B - 面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统 - Google Patents

面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统，包括：电厂滚动上报年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据；建立多电厂集中式电量安全分析优化模型；基于电厂上报的数据建立电厂的多成分电量平衡约束及分成分电量调整范围约束模型；在目标函数中对电厂的多成分电量计划设置不同的调整成本；计算出机组在各时段的启停状态以及电厂的多成分电量计划偏差；将中长期电量安全分析结论发布给电厂。本发明针对发电企业中长期物理交易，提供交易前的安全分析服务，给出多电厂多成分电量分散交易的安全分析结论和调整建议，提供市场交易参考，引导市场成员不断修正中长期物理交易，保障各类电力交易的可执行性。

Description

面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装 置及系统
技术领域
本发明属于电力系统调度自动化技术领域，具体涉及一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统。
背景技术
新一轮电力体制改革明确了我国电力市场建设目标：逐步建立以中长期交易规避风险，以现货市场发现价格，交易品种齐全、功能完善的电力市场。在现阶段电力现货市场尚未建立的情况下，电力交易的主要形式是中长期电量交易。中长期市场的交易品种不断丰富，引入了电力直接交易、合同电量转让交易等品种，每一个交易品种都可采用双边协商、集中竞价、市场挂牌等交易方式。目前各类中长期交易以电量进行交割，交易合同为实物合同，需要物理执行。随着电力市场化改革的推进，市场交易规模持续增大，分散交易的不确定性导致电网运行方式与传统有较大的差异，电网安全运行风险加大，电量合同刚性执行的难度加大。
中长期市场交易电量逐步替代年度计划电量，量化分析交易电量可能对电网运行带来的安全风险，是电力市场化对调度计划提出的新任务和新要求。在调度机构与交易机构职能分离的背景下，交易机构负责组织各类电量交易但不具备精细化安全校核的能力，调度机构在交易完成后开展安全校核。中长期市场分散交易背景下的电量交易结果可能会产生极端的电网运行方式，导致部分输电断面重载或者越限。电力调度机构针对发电企业的中长期物理交易，如何提供交易前的安全分析服务，引导市场成员合理开展各类市场交易，进而控制电网运行风险、提升市场交易效率，是当前凾需解决的问题。
针对电力市场分散交易的安全可行性问题，调度机构一般通过对交易结果进行校核使其满足电网安全约束。但安全校核是保障电网安全性的分散交易结果事后调整环节，交易电量的调整会影响市场成员的生产计划，频繁的交易调整会引发市场公平性的问题。同时，中长期电量校核主要是基于运行人员的经验，通过断面传输电量限值预估的方式来判断交易的可行性，该方法已经难以满足日益复杂的电网运行方式。进一步，电厂各成分交易电量的完成进度要求不一，当交易电量无法满足电网安全约束时，电厂电量调整需要考虑多成分交易电量之间的协调，而目前缺乏相应的支撑技术。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统，针对发电企业中长期物理交易，提供交易前的安全分析服务，给出多电厂多成分电量分散交易的安全分析结论和调整建议，提供市场交易参考，引导市场成员不断修正中长期物理交易，保障各类电力交易的可执行性。
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供了一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，包括：
获取电厂上报的年度电量分月安排计划数据、月度电量市场交易计划数据和多种成分电量合同；
获取多电厂集中式电量安全分析优化模型，所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件包括：系统运行约束、机组运行约束和电网安全约束；优化目标为：最小化电厂总发电量与总计划电量之间的电量正偏差与电量负偏差之和最小；
基于电厂上报的年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，生成分成分的电量调整范围约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；
基于电厂的多种成分电量合同，生成电厂的多成分电量平衡约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；
基于电厂的多种成分电量合同调整的优先级顺序，设定不同的电量偏差惩罚成本，修改所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的优化目标为最小化多电厂多成分电量偏差惩罚成本，获得优化过的优化目标；
求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型，计算出机组在各时段的启停状态、支路潮流以及电厂的多成分电量计划偏差；
根据电厂的多成分电量偏差计算结果，获得中长期电量安全分析结论，完成面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析。
优选地，所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的目标函数的表达式为：
Figure BDA0001863262420000021
所述系统运行约束包括：系统电量平衡等式约束、系统有功平衡等式约束和系统旋转备用约束；
所述系统电量平衡等式约束的表达式为：
Figure BDA0001863262420000022
所述系统有功平衡等式约束的表达式为：
Figure BDA0001863262420000031
所述系统旋转备用约束的表达式为：
Figure BDA0001863262420000032
所述机组运行约束包括：机组出力上下限约束、机组最小开机时间约束和机组最小停机时间约束；
所述机组出力上下限约束的表达式为：
Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t
所述机组最小开机时间约束的表达式为：
Figure BDA0001863262420000033
所述机组最小停机时间约束的表达式为：
Figure BDA0001863262420000034
所述电网安全约束为：
Figure BDA0001863262420000035
式中，F为系统中的电厂个数，ωf为电厂f的电量偏差惩罚成本，Mf为电厂f的电量正偏差，Nf为电厂f的电量负偏差，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Af为电厂f的发电机组集合，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力，Ef为电厂f的电量计划，Lt为系统在时段t的负荷需求，Rt为系统在时段t的旋转备用需求，Pi,max和Pi,min分别为机组i输出功率的上下限，ui,t为机组i在时段t的启停状态，yi,t为机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志，zi,t为机组i在时段t是否有开机到停机状态变化的标志，UTi和DTi分别为机组i的最小开机时间和最小停机时间，
Figure BDA0001863262420000036
和pij 分别表示支路ij的潮流上下限，pij,t为支路ij在t时段的潮流。
优选地，所述电厂多成分电量平衡约束的表达式为：
Ea,f+Eb,f+Ec,f+Ed,f＝Ef
Ma,f+Mb,f+Mc,f+Md,f＝Mf
Na,f+Nb,f+Nc,f+Nd,f＝Nf
式中：Ea,f、Eb,f、Ec,f、Ed,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划、年度直接交易电量分月计划、月度直接交易电量计划、月度发电权交易电量计划；Ma,f、Mb,f、Mc,f、Md,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划正偏差、年度直接交易电量分月计划正偏差、月度直接交易电量计划正偏差、月度发电权交易电量计划正偏差；Na,f、Nb,f、Nc,f、Nd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划负偏差、年度直接交易电量分月计划负偏差、月度直接交易电量计划负偏差、月度发电权交易电量计划负偏差。
优选地，所述分成分的电量调整范围约束的表达式为：
Ma,f+Na,f≤Ha,f
Mb,f+Nb,f≤Hb,f
Mc,f+Nc,f≤Hc,f
Md,f+Nd,f≤Hd,f
式中：Ha,f、Hb,f、Hc,f、Hd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划调整上限、年度直接交易电量分月计划调整上限、月度直接交易电量计划调整上限、月度发电权交易电量计划调整上限。
优选地，所述优化过的优化目标表达为：
Figure BDA0001863262420000041
式中：ωa,f、ωb,f、ωc,f、ωd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划偏差惩罚成本、年度直接交易电量分月计划偏差惩罚成本、月度直接交易电量计划偏差惩罚成本、月度发电权交易电量计划偏差惩罚成本；Ma,f、Mb,f、Mc,f、Md,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划正偏差、年度直接交易电量分月计划正偏差、月度直接交易电量计划正偏差、月度发电权交易电量计划正偏差；Na,f、Nb,f、Nc,f、Nd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划负偏差、年度直接交易电量分月计划负偏差、月度直接交易电量计划负偏差、月度发电权交易电量计划负偏差；
多种成分电量调整的优先级顺序为：先调整年度基数电量分月计划，然后调整月度发电权交易电量计划，再调整年度直接交易电量分月计划，最后调整月度直接交易电量计划；多种成分电量偏差惩罚成本的设定具有如下关系：
ωa,f<ωd,f<ωb,f<ωc,f。
优选地，所述求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型，具体为：采用混合整数规划法求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型。
优选地，所述中长期电量安全分析结论包括：多成分电量计划的可行性结论，以及电量计划不可行时的影响原因和多成分调整建议。
优选地，所述多成分电量计划的可行性结论具体为：
如果电厂的多成分电量偏差结果为零，则表示多成分电量计划通过安全校核，具有可行性；如果电厂的多成分电量偏差结果不为零，则表示多成分电量计划未通过安全校核，电量计划不可行；
所述电量计划不可行时的影响原因和多成分调整建议具体为：
根据输电线路在各时段的线路潮流，获得影响电量计划可行性的相关阻塞断面；
根据多成分电量偏差结果，包括各种成分的电量正偏差与负偏差，形成多成分电量的调整建议。
第二方面，本发明提供了一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取电厂上报的年度电量分月安排计划数据、月度电量市场交易计划数据和多种成分电量合同；
第二获取模块，用于获取多电厂集中式电量安全分析优化模型，所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件包括：系统运行约束、电网安全约束和机组运行约束；优化目标为：最小化电厂总发电量与总计划电量之间的电量正偏差与电量负偏差之和最小；
第一生成模块，用于基于电厂上报的年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，生成分成分的电量调整范围约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；
第二生成模块，用于基于电厂上报的多种成分电量合同，生成电厂的多成分电量平衡约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；
模型建立模块，用于基于电厂的多种成分电量合同调整的优先顺序，设定不同的电量偏差惩罚成本，修改所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的优化目标为最小化多电厂多成分电量偏差惩罚成本；
求解模块，用于求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型，计算出机组在各时段的启停状态、支路潮流以及电厂的多成分电量计划偏差；
分析模块，用于根据电厂的多成分电量偏差计算结果，获得中长期电量安全分析结论，完成面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析。
第三方面，本发明提供了一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析系统，其特征在于，包括：
处理器，适于实现各指令；以及
存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行第一方面中任一项所述的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明针对市场分散交易结果与电网安全运行的矛盾，建立考虑多成分交易耦合约束及有序调整的电量安全分析优化模型，开展基于市场成员申报多成分交易意愿的全电量一体化安全分析，有助于提升市场环境下中长期电网安全运行保障能力，引导市场成员不断修正中长期物理交易，避免交易的无序开展，进而合理控制市场成员中长期生产经营风险，实现市场运作与电网运行相协调，保障电网安全稳定运行和电力可靠供应，具体包括：
(1)本发明基于市场成员的交易意愿，综合考虑系统运行约束、电网安全约束、机组运行约束等，按月进行年度分月滚动优化计算，给出安全分析结论和调整建议，引导市场成员在此范围内组织交易，有助于中长期交易的有序开展。
(2)本发明建立精细的电量安全分析优化模型，对多种成分的全电量计划进行集中式校核分析，给出电量计划的可行性结论，以及电量计划不可行时的调整建议，有助于实现市场分散运作与电网一体运行的协调。
(3)本发明建立多成分交易电量的耦合约束及有序调整模型，对不同成分交易电量设置不同的惩罚成本，当交易电量无法满足电网安全约束时，电厂电量调整需要考虑多成分交易电量之间的协调，实现对多成分电量调整的有序控制。
附图说明
图1为本发明一种实施例的面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
现有技术中调度机构一般通过对交易结果进行校核使其满足电网安全约束。但安全校核是保障电网安全性的分散交易结果事后调整环节，交易电量的调整会影响市场成员的生产计划，频繁的交易调整会引发市场公平性的问题。同时，中长期电量校核主要是基于运行人员的经验，通过断面传输电量限值预估的方式来判断交易的可行性，该方法已经难以满足日益复杂的电网运行方式。进一步，电厂各成分交易电量的完成进度要求不一，当交易电量无法满足电网安全约束时，电厂电量调整需要考虑多成分交易电量之间的协调，而目前缺乏相应的支撑技术；为此，本发明提供了一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法、装置及系统，建立考虑多成分交易耦合约束及有序调整的电量安全分析优化模型，开展基于市场成员申报多成分交易意愿的全电量一体化安全分析，有助于提升市场环境下中长期电网安全运行保障能力，引导市场成员不断修正中长期物理交易，避免交易的无序开展，进而合理控制市场成员中长期生产经营风险，实现市场运作与电网运行相协调，保障电网安全稳定运行和电力可靠供应。
实施例1
本发明实施例中提供了一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其针对的区域范围为省级电网；在中长期市场交易过程中，电力调度机构需要针对发电企业的中长期电量交易，提供交易前的安全分析服务，判断交易电量是否能够执行、电量越限后的原因定位、越限后如何合理调整电量交易。
本发明实施例中的面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，主要基于发电企业滚动上报的电厂滚动上报年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，根据系统负荷预测、检修计划、联络线计划等数据，综合考虑系统运行约束、分区平衡约束、电网安全约束、机组运行约束等，建立考虑多成分交易耦合约束及有序调整的电量安全分析优化模型，进行年度分月滚动计算，给出安全分析结论和调整建议，提供市场交易参考，引导市场成员在此范围内组织交易。
具体地，所述面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法包括以下步骤：
(1)在政府电力主管部门分配的各电厂年度基数电量的基础上，电厂和大用户在年度的时间尺度进行市场双边交易，签订中长期电量合约，达成下一年的年度交易电量；电厂以年度基数电量和年度交易电量为基础，结合后续月份的电网负荷预测、关键通道输电能力、关键设备检修计划等电网运行相关信息，滚动提出年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，上报调度机构；
(2)调度机构根据实际电网数据，综合考虑系统运行约束、电网安全约束、机组运行约束等，建立多电厂集中式电量安全分析优化模型，对系统中全部电厂进行一体化的安全校核分析；
所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的目标函数表达式为：
Figure BDA0001863262420000071
优化目标是最小化电厂总发电量与总计划电量之间的偏差，并通过电量正偏差与电量负偏差之和最小来实现。
所述系统运行约束包括：
Figure BDA0001863262420000081
Figure BDA0001863262420000082
Figure BDA0001863262420000083
所述机组运行约束包括：
Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t
Figure BDA0001863262420000084
Figure BDA0001863262420000085
所述电网安全约束包括：
Figure BDA0001863262420000086
其中，F为系统中的电厂个数，ωf为电厂f的电量偏差惩罚成本，Mf为电厂f的电量正偏差，Nf为电厂f的电量负偏差，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Af为电厂f的发电机组集合，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力，Ef为电厂f的电量计划，Lt为系统在时段t的负荷需求，Rt为系统在时段t的旋转备用需求，Pi,max和Pi,min分别为机组i输出功率的上下限，ui,t为机组i在时段t的启停状态，yi,t为机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志，zi,t为机组i在时段t是否有开机到停机状态变化的标志，UTi和DTi分别为机组i的最小开机时间和最小停机时间，
Figure BDA0001863262420000087
和pij 分别表示支路ij的潮流上下限，pij,t为支路ij在t时段的潮流；
(3)以电厂的多种成分电量合同作为安全分析对象，基于多成分电量合同总加来计算各电厂的电量总合同，建立电厂的多成分电量平衡约束，将其作为约束条件添加到步骤(2)中的多电厂集中式电量安全分析优化模型；
所述电厂多成分电量平衡约束表达式为：
Ea,f+Eb,f+Ec,f+Ed,f＝Ef
Ma,f+Mb,f+Mc,f+Md,f＝Mf
Na,f+Nb,f+Nc,f+Nd,f＝Nf
式中：Ea,f、Eb,f、Ec,f、Ed,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划、年度直接交易电量分月计划、月度直接交易电量计划、月度发电权交易电量计划；Ma,f、Mb,f、Mc,f、Md,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划正偏差、年度直接交易电量分月计划正偏差、月度直接交易电量计划正偏差、月度发电权交易电量计划正偏差；Na,f、Nb,f、Nc,f、Nd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划负偏差、年度直接交易电量分月计划负偏差、月度直接交易电量计划负偏差、月度发电权交易电量计划负偏差；
(4)基于年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，建立分成分的电量调整范围约束，将其作为约束条件添加到步骤(2)中的多电厂集中式电量安全分析优化模型；
所述分成分电量调整范围约束表达式为：
Ma,f+Na,f≤Ha,f
Mb,f+Nb,f≤Hb,f
Mc,f+Nc,f≤Hc,f
Md,f+Nd,f≤Hd,f
式中：Ha,f、Hb,f、Hc,f、Hd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划调整上限、年度直接交易电量分月计划调整上限、月度直接交易电量计划调整上限、月度发电权交易电量计划调整上限；
(5)基于电厂的多种成分电量合同调整的优先级顺序，设定不同的电量偏差惩罚成本，修改所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的优化目标为最小化多电厂多成分电量偏差惩罚成本，获得优化过的优化目标；
所述优化过的优化目标表达式为：
Figure BDA0001863262420000091
式中：ωa,f、ωb,f、ωc,f、ωd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划偏差惩罚成本、年度直接交易电量分月计划偏差惩罚成本、月度直接交易电量计划偏差惩罚成本、月度发电权交易电量计划偏差惩罚成本；多种成分电量调整的优先级顺序为：先调整年度基数电量分月计划，然后调整月度发电权交易电量计划，再调整年度直接交易电量分月计划，最后调整月度直接交易电量计划；多种成分电量偏差惩罚成本的设定具有如下关系：
ωa,f<ωd,f<ωb,f<ωc,f
(6)采用混合整数规划法求解电量安全分析模型，计算出机组在各时段的启停状态、有功出力，输电线路在各时段的线路潮流，以及电厂的多成分电量计划偏差；
(7)根据电厂的多成分电量偏差计算结果，获得中长期电量安全分析结论，包括多成分电量计划的可行性结论，以及电量计划不可行时的影响原因合多成分调整建议；
如果电厂的多成分电量偏差结果为零，则表示多成分电量计划通过安全校核，具有可行性；如果电厂的多成分电量偏差结果不为零，则表示多成分电量计划未通过安全校核，电量计划不可行；进一步，根据输电线路在各时段的线路潮流，获得影响电量计划可行性的相关阻塞断面；根据多成分电量偏差的具体计算结果，包括各种成分的电量正偏差与负偏差，形成多成分电量的调整建议。
(8)调度中心将中长期电量安全分析结论发布给电厂，供电厂开展市场交易参考，安全分析结束。
实施例2
基于与实施例1相同的发明构思，本发明实施例中提供了一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析装置，包括：
第一获取模块，用于获取电厂上报的年度电量分月安排计划数据、月度电量市场交易计划数据和多种成分电量合同；
第二获取模块，用于获取多电厂集中式电量安全分析优化模型，所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件包括：系统运行约束、电网安全约束和机组运行约束；优化目标为：最小化电厂总发电量与总计划电量之间的电量正偏差与电量负偏差之和最小；
第一生成模块，用于基于电厂上报的年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，生成分成分的电量调整范围约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；
第二生成模块，用于基于电厂上报的多种成分电量合同，生成电厂的多成分电量平衡约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；
模型建立模块，用于基于电厂的多种成分电量合同调整的优先顺序，设定不同的电量偏差惩罚成本，修改所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的优化目标为最小化多电厂多成分电量偏差惩罚成本；
求解模块，用于求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型，计算出机组在各时段的启停状态、支路潮流以及电厂的多成分电量计划偏差；
分析模块，用于根据电厂的多成分电量偏差计算结果，获得中长期电量安全分析结论，完成面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析。
实施例3
基于与实施例1相同的发明构思，本发明实施例中提供了一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析系统，包括：
处理器，适于实现各指令；以及
存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行实施例1中任一项所述的步骤。
本发明的系统包括年度、月度、日前、日内、实时等多个周期的电网安全分析功能，年度、月度安全分析作为中长期时间尺度的功能，是多个周期电网安全分析的基础，它指导中长期电量交易的开展，并为日前安全分析提供系统的计算边界。中长期安全分析是电力调度机构根据电网运行信息及发电企业申报交易信息，进行后续月份的安全分析计算，得到电网安全越限结果，进而对多成分电量进行安全调整计算，形成调整建议，并得到机组组合结果。
对计算结果进行分析，受电网安全约束的影响，部分电厂的电量计划不可行，安全分析结果存在电量偏差，需要进行电量计划的调整。同时，多成分电量计划调整的顺序为优先调整基数电量,再调整发电权交易电量,再调整月度集中交易电量,最后调整年度直接交易分月计划电量。多电厂多成分电量的安全分析结果与实际运行状况相一致。
本方法在实际电网数据下开展的面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析的研究和尝试。该方法基于电厂上报的交易意愿，建立考虑多成分交易耦合约束及有序调整的电量安全分析优化模型，进行年度分月滚动计算，获得更加合理的安全分析结论和调整建议，有助于提升市场环境下中长期电网安全运行保障能力，引导市场成员不断-修正中长期物理交易，实现市场运作与电网运行相协调。该方法不需要大量人力的参与，计算速度可以满足实际应用的需要，有效地解决了传统的中长期交易电量安全校核需要大量人力，依靠经验，效率低，难以有效考虑多电厂及多成分电量的弊病，具有广泛的推广前景。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于，包括：
获取电厂上报的年度电量分月安排计划数据、月度电量市场交易计划数据和多种成分电量合同；
获取多电厂集中式电量安全分析优化模型，所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件包括：系统运行约束、机组运行约束和电网安全约束；优化目标为：最小化电厂总发电量与总计划电量之间的电量正偏差与电量负偏差之和最小；
基于电厂上报的年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，生成分成分的电量调整范围约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；
基于电厂的多种成分电量合同，生成电厂的多成分电量平衡约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；
基于电厂的多种成分电量合同调整的优先级顺序，设定不同的电量偏差惩罚成本，修改所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的优化目标为最小化多电厂多成分电量偏差惩罚成本，获得优化过的优化目标；
求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型，计算出机组在各时段的启停状态、支路潮流以及电厂的多成分电量计划偏差；
根据电厂的多成分电量偏差计算结果，获得中长期电量安全分析结论，完成面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析。
2.根据权利要求1所述的一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于：所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的目标函数的表达式为：
Figure FDA0002989207290000011
所述系统运行约束包括：系统电量平衡等式约束、系统有功平衡等式约束和系统旋转备用约束；
所述系统电量平衡等式约束的表达式为：
Figure FDA0002989207290000012
所述系统有功平衡等式约束的表达式为：
Figure FDA0002989207290000013
所述系统旋转备用约束的表达式为：
Figure FDA0002989207290000021
所述机组运行约束包括：机组出力上下限约束、机组最小开机时间约束和机组最小停机时间约束；
所述机组出力上下限约束的表达式为：
Pi,minui,t≤Pi,t≤Pi,maxui,t
所述机组最小开机时间约束的表达式为：
Figure FDA0002989207290000022
所述机组最小停机时间约束的表达式为：
Figure FDA0002989207290000023
所述电网安全约束为：
Figure FDA0002989207290000024
式中，F为系统中的电厂个数，ωf为电厂f的电量偏差惩罚成本，Mf为电厂f的电量正偏差，Nf为电厂f的电量负偏差，T为系统调度周期所含时段数，I为系统中发电机组总个数，Af为电厂f的发电机组集合，Pi,t为发电机组i在时段t的有功出力，Ef为电厂f的电量计划，Lt为系统在时段t的负荷需求，Rt为系统在时段t的旋转备用需求，Pi,max和Pi,min分别为机组i输出功率的上下限，ui,t为机组i在时段t的启停状态，yi,t为机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志，zi,t为机组i在时段t是否有开机到停机状态变化的标志，UTi和DTi分别为机组i的最小开机时间和最小停机时间，
Figure FDA0002989207290000025
和pij 分别表示支路ij的潮流上下限，pij,t为支路ij在t时段的潮流。
3.根据权利要求1所述的一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于：所述电厂多成分电量平衡约束的表达式为：
Ea,f+Eb,f+Ec,f+Ed,f＝Ef
Ma,f+Mb,f+Mc,f+Md,f＝Mf
Na,f+Nb,f+Nc,f+Nd,f＝Nf
式中：Ea,f、Eb,f、Ec,f、Ed,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划、年度直接交易电量分月计划、月度直接交易电量计划、月度发电权交易电量计划；Ma,f、Mb,f、Mc,f、Md,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划正偏差、年度直接交易电量分月计划正偏差、月度直接交易电量计划正偏差、月度发电权交易电量计划正偏差；Na,f、Nb,f、Nc,f、Nd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划负偏差、年度直接交易电量分月计划负偏差、月度直接交易电量计划负偏差、月度发电权交易电量计划负偏差。
4.根据权利要求1所述的一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于：所述分成分的电量调整范围约束的表达式为：
Ma,f+Na,f≤Ha,f
Mb,f+Nb,f≤Hb,f
Mc,f+Nc,f≤Hc,f
Md,f+Nd,f≤Hd,f
式中：Ha,f、Hb,f、Hc,f、Hd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划调整上限、年度直接交易电量分月计划调整上限、月度直接交易电量计划调整上限、月度发电权交易电量计划调整上限。
5.根据权利要求1所述的一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于：所述优化过的优化目标表达为：
Figure FDA0002989207290000031
式中：ωa,f、ωb,f、ωc,f、ωd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划偏差惩罚成本、年度直接交易电量分月计划偏差惩罚成本、月度直接交易电量计划偏差惩罚成本、月度发电权交易电量计划偏差惩罚成本；Ma,f、Mb,f、Mc,f、Md,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划正偏差、年度直接交易电量分月计划正偏差、月度直接交易电量计划正偏差、月度发电权交易电量计划正偏差；Na,f、Nb,f、Nc,f、Nd,f分别为电厂f的年度基数电量分月计划负偏差、年度直接交易电量分月计划负偏差、月度直接交易电量计划负偏差、月度发电权交易电量计划负偏差；
多种成分电量调整的优先级顺序为：先调整年度基数电量分月计划，然后调整月度发电权交易电量计划，再调整年度直接交易电量分月计划，最后调整月度直接交易电量计划；多种成分电量偏差惩罚成本的设定具有如下关系：
ωa,f＜ωd,f＜ωb,f＜ωc,f。
6.根据权利要求1所述的一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于：所述求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型，具体为：采用混合整数规划法求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型。
7.根据权利要求1所述的一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于：所述中长期电量安全分析结论包括：多成分电量计划的可行性结论，以及电量计划不可行时的影响原因和多成分调整建议。
8.根据权利要求7所述的一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析方法，其特征在于：所述多成分电量计划的可行性结论具体为：
如果电厂的多成分电量偏差结果为零，则表示多成分电量计划通过安全校核，具有可行性；如果电厂的多成分电量偏差结果不为零，则表示多成分电量计划未通过安全校核，电量计划不可行；
所述电量计划不可行时的影响原因和多成分调整建议具体为：
根据输电线路在各时段的线路潮流，获得影响电量计划可行性的相关阻塞断面；
根据多成分电量偏差结果，包括各种成分的电量正偏差与负偏差，形成多成分电量的调整建议。
9.一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取电厂上报的年度电量分月安排计划数据、月度电量市场交易计划数据和多种成分电量合同；
第二获取模块，用于获取多电厂集中式电量安全分析优化模型，所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件包括：系统运行约束、电网安全约束和机组运行约束；优化目标为：最小化电厂总发电量与总计划电量之间的电量正偏差与电量负偏差之和最小；
第一生成模块，用于基于电厂上报的年度电量分月安排计划数据和月度电量市场交易计划数据，生成分成分的电量调整范围约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；
第二生成模块，用于基于电厂上报的多种成分电量合同，生成电厂的多成分电量平衡约束，并添加到所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的约束条件中；
模型建立模块，用于基于电厂的多种成分电量合同调整的优先顺序，设定不同的电量偏差惩罚成本，修改所述多电厂集中式电量安全分析优化模型的优化目标为最小化多电厂多成分电量偏差惩罚成本；
求解模块，用于求解所述多电厂集中式电量安全分析优化模型，计算出机组在各时段的启停状态、支路潮流以及电厂的多成分电量计划偏差；
分析模块，用于根据电厂的多成分电量偏差计算结果，获得中长期电量安全分析结论，完成面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析。
10.一种面向多电厂多成分电量分散交易的集中式安全分析系统，其特征在于，包括：
处理器，适于实现各指令；以及
存储设备，适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1～8中任一项所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111612270B (zh) * 2020-05-28 2022-04-12 国家电网公司西南分部 考虑龙头水库适应性的清洁能源外送规划及运行优化方法
CN111798277A (zh) * 2020-07-15 2020-10-20 江苏电力交易中心有限公司 适用于储能用户参与电力市场交易的一键申报方法及系统
CN111898272B (zh) * 2020-07-31 2024-08-16 国网青海省电力公司电力科学研究院 电量分解方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102156815A (zh) * 2011-04-07 2011-08-17 国电南瑞科技股份有限公司 年度电量进度跟踪调度模式下发电计划优化方法
CN103617473A (zh) * 2013-09-09 2014-03-05 国家电网公司 一种中长期电量计划的安全校核方法
CN107196349A (zh) * 2017-05-04 2017-09-22 国电南瑞科技股份有限公司 一种电力市场环境下发电权交易的新能源有功控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102156815A (zh) * 2011-04-07 2011-08-17 国电南瑞科技股份有限公司 年度电量进度跟踪调度模式下发电计划优化方法
CN103617473A (zh) * 2013-09-09 2014-03-05 国家电网公司 一种中长期电量计划的安全校核方法
CN107196349A (zh) * 2017-05-04 2017-09-22 国电南瑞科技股份有限公司 一种电力市场环境下发电权交易的新能源有功控制方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Security Correction for Medium and Long-term Electricity Energy Transaction based on Security-Constrained Unit Commitment;Lili Li,ET AL;《2018 International Conference on Power System Technology》;20181108;全文 *
中长期安全约束机组组合优化研究;曹帅;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20170215;全文 *
基于特征时段提取的月度发电计划与安全校核模型;张传成等;《电网技术》;20161130;第40卷(第11期);全文 *
适应月度直接交易的电量安全校核模型及方法;刘思捷等;《广东电力》;20170331;第30卷(第3期);全文 *
适应电力市场多成分直接交易的日内发电计划模型和方法;蔡秋娜等;《广东电力》;20170531;第30卷(第5期);全文 *

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