CN110322115A - 一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解方法及系统，基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解；根据出清分解获得的各出清阶段电厂的成交电力，确定调度区域内电厂的成交总额；其中，所述出清分解包括：日前竞价中标量分解出清、日前余量分解出清和日内现货分解出清。

Description

一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统调度计划领域，具体涉及一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解方法及系统。

背景技术

目前，以安全约束调度为核心技术的短期调度计划编制方法在不同区域等级下的各区域之间的电力调度控制中心已经广泛应用，短期调度计划通过日前安全校核对电力计划进行校核调整，保证系统运行安全稳定。

随着电力市场的快速发展，各类交易电量逐步增多，这有助于发挥市场机制在资源配置中的决定性作用，促进各地区风电和光伏等可再生能源的跨区消纳，缓解弃风、弃光、弃水问题。

然而，跨区间现货市场中各级调度电力市场出清分解方法还比较少。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解方法及系统，能够定量地解决跨区域间现货市场中各级调度电力现货市场出清分解的问题。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解方法，所述方法包括：

基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解；

根据出清分解获得的各出清阶段电厂的成交电力，确定调度区域内电厂的成交总额；

其中，所述出清分解包括：日前竞价中标量分解出清、日前余量分解出清和日内现货分解出清。

优选的，所述有效申报电力和电价的获取包括：

获取实时的电力报价信息，剔除电力报价信息中的错误数据和空数据；

将剔除错误数据和空数据的电力报价信息作为申报数据；

基于可再生能源类型，对所述申报数据进行合理性校验和有效性校验，获得有效申报电力和电价；

所述电力报价信息包括：最大发电能力、现货交易电力和交易电价信息。

优选的，所述基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解包括：

基于预先获取的有效申报电力和电价，确定调度区域内各时段的总成交电力和加权平均成交电价；

基于调度区域各时段的总成交电力和加权平均成交电价绘制调度区域的报价曲线；

结合调度区域的报价曲线，对调度区域内各时段的总成交电力进行出清分解，确定调度区域各时段的边际电价，并根据所述边际电价和报价信息，计算不同出清阶段电厂的成交电力。

进一步地，所述根据出清分解获得的各出清阶段电厂的成交电力，确定调度区域内电厂的成交总额包括：

将各出清阶段电厂的成交电力总和与对应的调度区域的加权平均成交电价相乘，获得调度区域内电厂的成交总额。

进一步地，，通过下式确定调度区域各时段的总成交电力：

式中，表示t时段调度区域的总成交电力，为有效申报电力，N表示调度区域的电厂总量，i表示第i个电厂。

进一步地，通过下式确定调度区域的加权平均成交电价：

式中，V_t ^prov表示t时段调度区域的加权平均成交电价，为有效申报电价。

进一步地，所述确定调度区域各时段的边际电价包括：

按照调度区域内报价曲线的价格从低到高顺序进行排序，获得报价信息；其中，所述报价信息包括与预设报价档位对应的各时段交易双方电价；

根据所述报价信息，对调度区域的总成交电力进行出清分解；

当出清后的电厂成交电力不满足预先定义的约束条件时，则调度区域的成交电力出清分解结束，将不满足所述约束条件的交易双方电价定义为边际电价。

进一步地，通过下式确定预先定义的约束条件：

式中，k表示第k个报价档位，表示t时段调度区域的总成交电力，表示电厂i在时段t的交易双方电价。

进一步地，当处于日前竞价中标量分解出清阶段时，通过下式确定电厂的成交电力：

式中，为电厂i在时段t的成交电力，表示边际电价，F_t为时段t的分配因子，k+1表示对应的报价档位，表示电厂i在时段t的交易双方电价。

进一步地，当处于日前余量出清阶段或者日内分解出清阶段时，通过下式确定电厂的成交电力：

式中，表示电厂i在时段t的成交电力，F_t为时段t的分配因子，表示t时段调度区域的总成交电力，P_t ^bid为调度区域的报价总量。

一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解系统，所述系统包括：

出清模块，用于基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解；

确定模块，用于根据出清分解获得的各出清阶段电厂的成交电力，确定调度区域内电厂的成交总额。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出的一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解方法及系统，首先基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解，包括：日前竞价中标量分解出清、日前余量分解出清和日内现货分解出清。提出日前竞价中标量出清分解方法，各区域调度可按本发明方法开展日前竞价中标量出清分解。提出区域内调度的余量出清方法，各调度区域可按照本发明方法开展余量出清。提出区域内调度日内出清分解方法，各调度区域可安本发明方法开展日内出清分解，从而满足现有跨调度区域间的现货市场中各级调度对电力现货市场出清的要求。

其次根据出清分解获得的各出清阶段电厂的成交电力，确定调度区域内电厂的成交总额；能够定量地解决跨区域间现货市场中各级调度电力现货市场出清分解的问题。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中提供一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

本发明提供的一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解方法，包括：

S1基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解；

S2根据出清分解获得的各出清阶段电厂的成交电力，确定调度区域内电厂的成交总额；

其中，所述出清分解包括：日前竞价中标量出清分解、日前余量出清分解和日内现货出清分解。

步骤S1中有效申报电力和电价的获取包括：

获取实时的电力报价信息，剔除电力报价信息中的错误数据和空数据；

将剔除错误数据和空数据的电力报价信息作为申报数据；

基于可再生能源类型，对所述申报数据进行合理性校验和有效性校验，获得有效申报电力和电价。

其中，电力报价信息包括最大发电能力、现货交易电力和交易电价信息。

步骤S1中，基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解包括：

a，基于预先获取的有效申报电力和电价，确定调度区域内各时段的总成交电力和加权平均成交电价；

b，基于调度区域各时段的总成交电力和加权平均成交电价绘制调度区域的报价曲线；

c，结合调度区域的报价曲线，对调度区域内各时段的总成交电力进行出清分解，确定调度区域各时段的边际电价；

d，根据边际电价和报价信息，计算不同出清阶段电厂的成交电力；

其中，通过下式确定调度区域各时段的总成交电力：

式中，表示t时段调度区域的总成交电力，为有效申报电力，N表示调度区域的电厂总量，i表示第i个电厂。

其中，通过下式确定调度区域的加权平均成交电价：

式中，V_t ^prov表示t时段调度区域的加权平均成交电价，为有效申报电价。

步骤c，确定调度区域各时段的边际电价包括：

按照调度区域内报价曲线的价格从低到高顺序进行排序，获得报价信息；其中，所述报价信息包括与预设报价档位对应的各时段交易双方电价；

根据所述报价信息，对调度区域的总成交电力进行出清分解；

当出清分解后的电厂成交电力不满足预先定义的约束条件时，则调度区域的成交电力出清分解结束，将不满足所述约束条件的交易双方电价定义为边际电价。

通过下式确定预先定义的约束条件：

式中，k表示第k个报价档位，表示t时段调度区域的总成交电力，表示电厂i在时段t的交易双方电价。

当处于日前竞价中标量出清分解阶段时，通过下式确定电厂的成交电力：

式中，为电厂i在时段t的成交电力，表示边际电价，F_t为时段t的分配因子，k+1表示对应的报价档位，表示电厂i在时段t的交易双方电价。

当处于日前余量出清阶段或者日内出清分解阶段时，通过下式确定电厂的成交电力：

式中，表示电厂i在时段t的成交电力，F_t为时段t的分配因子，表示t时段调度区域的总成交电力，P_t ^bid为调度区域的报价总量。

步骤S2中，根据出清分解获得的各出清阶段电厂的成交电力，确定调度区域内电厂的成交总额包括：将各出清阶段电厂的成交电力总和与对应的调度区域的加权平均成交电价相乘，获得调度区域内电厂的成交总额。

在步骤S2获得调度区域内电厂的成交总额之后还包括：当电厂由于网络安全原因或自身原因实际出力无法达到计划电力时，若可发电力超过跨调度区域内电厂的成交总额，则优先保障调度区域内交易结果的执行，对计划部分进行优先削减。

基于同一种技术构思，本发明还提出了一种跨区域调度电力现货市场出清分解系统，包括：

出清模块，用于基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解；

第一确定模块，用于根据获得的出清分解结果，确定调度区域内电厂的成交总额；

第一确定模块，用于将所述调度区域内电厂的成交总额输入预先建立的网络安全约束模型，通过求解所述网络安全约束模型，确定发电计划。

实施例：

本实施例以中国为例，将中国设为第一级；中国下设五大区域，为第二级；每个区域对应多个省，为第三级；其中第二级的区域包括：华北区域、华中区域、华东区域、西北区域和东北区域。以第二级的华东区域为例，第三级包括江苏、安徽、浙江、福建和上海。

本实施例虽以中国为例，但是本发明不仅仅局限于中国，提到的省，对应的是电网中的第三级也就是本发明提到的调度区域。

一种跨区域省间电力现货市场中省级调度电力现货出清分解的方法流程。该方法流程也同样适用于其他国家，例如美国，可提出一种跨区域各州之间的现货市场州级调度电力的现货出清分解。其具体实施的内容包括：

获取报价信息阶段：获取实时的电力报价信息。

数据清洗阶段：排除错误数据以及空数据的干扰。

数据合理性校验阶段：申报数据的合理性校验主要是结合电厂单厂申报原始数据的有效性校验。电厂在跨区省间富余可再生能源现货市场中申报各时段的最大发电能力和现货交易电力以及交易电价等信息。由于可再生能源类型的不同，电厂申报数据的有效性校验方法也有一定的差异。对于风电、光伏等类型能源，其最大发电能力主要取决于实时来风、光照等自然信息，而对于水电，除实时来水的影响外，还包括流域梯级耦合、水库容量等相关约束。因此，跨区省间富余可再生能源现货市场的数据有效性校验功能需要针对不同类型能源分别讨论。

日前竞价中标量出清分解阶段：利用买方卖方价格高低匹配的规则，进行出清分解，并且得到最终出清的买卖双方电价作为边际电价。

1)日前竞价中标量出清分解

国调中心在日前竞价出清流程中，根据各购售电报价信息进行集中撮合出清，并将成交结果下发给各省级调度中心。对于送端省份，假设成交路径共有N条(包含购电成分和输电通道)，各路径的成交电力、成交电价如表1所示。

表5-1全省报价报价信息

按照表5-1中数据，汇总成全省的成交电力和成交电价曲线。对于时段t，全省成交电力为：

全省成交电价以加权平均电价计算方式，对于时段t，全省加权平均成交电价V_t ^pro^v为：

对全省成交电力进行分解，以各电厂经合理性校验和安全校核后确定的有效申报电力和电价为依据进行出清分解。由于全省成交电价为竞价撮合过程得到的电价，及竞价撮合中，最后一对匹配的购售电价的平均值为成交电价。因此不能以全省成交电价为判断依据进行出清匹配。

出清分解中，首先应当结合全省报价曲线确定全省各时段的边际电价。首先，按照全省报价档位进行排序，从价格从低到高进行排序，得到报价信息如表2所示。

表5-2全省报价报价信息

表中，有

B₁＜B₂＜…＜B_s (5-3)

对于时段t边际电价的计算流程如下：

由第一档报价开始累加，累加至第k档，若满足下式，则继续累加。

若累加至k档满足式(5-4)且累加至k+1档导致不等式不满足，则说明到k+1档时，全省成交电力已经分解完毕，对应的k+1档的价格B_k+1即为对应时段的

按照各时段的边际电价，结合电厂的报价信息，电厂i在时段t的成交电力为：

其中：

其中F_t为时段t的分配因子，假设对应报价档位是k+1，则F_t可由下式确定。

以上，即可确定各电厂的成交电力。电厂的成交电力乘以对应的全省加权平均电价即为电厂的成交总额。

日前余量出清阶段：对于日前撮合交易中未能交易的电量，该阶段中可选择报量不报价的方式进行出清。

日内出清分解阶段：日内出清分解是在日前出清价格的基础上，进行报量不报价的出清方式。

余量出清与日内现货都采用报量不报价的方式。假设时段t全省的报价总量为P_t ^bid，全省成交电力为则分解因子F_t为：

则电厂i在时段t的成交电力为：

网络约束安全校核阶段：校核最终出清结果是否满足网络安全约束的要求，假如不满足，则调整成交结果，按照报价从高到低调整知道满足网络安全约束要求为止。

具体地，当电厂由于网络安全原因或自身原因实际出力无法达到计划电力时，若可发电力超过跨区省间富余可再生能源现货市场成交总量(日前+日内)，则优先保障跨省区现货交易结果的执行，对计划部分进行优先削减。

若可发电电力达不到现货市场成交总量，则优先调用其他可再生能源代替该电厂进行发电；若无可替代可再生能源电厂，则调用火电厂等资源，保障现货交易结果的执行。此种情况下，需要其他电厂替代发电产生的额外购电成本，由该电厂承担。

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。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (11)

1.一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解方法，其特征在于，所述方法包括：

基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解；

根据出清分解获得的各出清阶段电厂的成交电力，确定调度区域内电厂的成交总额；

其中，所述出清分解包括：日前竞价中标量分解出清、日前余量分解出清和日内现货分解出清。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效申报电力和电价的获取包括：

获取实时的电力报价信息，剔除电力报价信息中的错误数据和空数据；

将剔除错误数据和空数据的电力报价信息作为申报数据；

基于可再生能源类型，对所述申报数据进行合理性校验和有效性校验，获得有效申报电力和电价；

所述电力报价信息包括：最大发电能力、现货交易电力和交易电价信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解包括：

基于预先获取的有效申报电力和电价，确定调度区域内各时段的总成交电力和加权平均成交电价；

基于调度区域各时段的总成交电力和加权平均成交电价绘制调度区域的报价曲线；

结合调度区域的报价曲线，对调度区域内各时段的总成交电力进行出清分解，确定调度区域各时段的边际电价，并根据所述边际电价和报价信息，计算不同出清阶段电厂的成交电力。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据出清分解获得的各出清阶段电厂的成交电力，确定调度区域内电厂的成交总额包括：

将各出清阶段电厂的成交电力总和与对应的调度区域的加权平均成交电价相乘，获得调度区域内电厂的成交总额。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过下式确定调度区域各时段的总成交电力：

式中，表示t时段调度区域的总成交电力，为有效申报电力，N表示调度区域的电厂总量，i表示第i个电厂。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过下式确定调度区域的加权平均成交电价：

式中，V_t ^prov表示t时段调度区域的加权平均成交电价，为有效申报电价。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定调度区域各时段的边际电价包括：

按照调度区域内报价曲线的价格从低到高顺序进行排序，获得报价信息；其中，所述报价信息包括与预设报价档位对应的各时段交易双方电价；

根据所述报价信息，对调度区域的总成交电力进行出清分解；

当出清后的电厂成交电力不满足预先定义的约束条件时，则调度区域的成交电力出清分解结束，将不满足所述约束条件的交易双方电价定义为边际电价。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过下式确定预先定义的约束条件：

式中，k表示第k个报价档位，表示t时段调度区域的总成交电力，表示电厂i在时段t的交易双方电价。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，当处于日前竞价中标量分解出清阶段时，通过下式确定电厂的成交电力：

式中，为电厂i在时段t的成交电力，表示边际电价，F_t为时段t的分配因子，k+1表示对应的报价档位，表示电厂i在时段t的交易双方电价。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，当处于日前余量出清阶段或者日内分解出清阶段时，通过下式确定电厂的成交电力：

式中，表示电厂i在时段t的成交电力，F_t为时段t的分配因子，表示t时段调度区域的总成交电力，为调度区域的报价总量。

11.一种跨区域调度电力现货市场的电力出清分解系统，其特征在于，所述系统包括：

出清模块，用于基于预先获取的有效申报电力和电价，对调度区域的成交电力进行出清分解；

确定模块，用于根据出清分解获得的各出清阶段电厂的成交电力，确定调度区域内电厂的成交总额。