CN111476410B - 一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法、装置 - Google Patents

一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法、装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法，步骤包括：获取包括系统数据、机组数据、联络线计划数据、负荷数据、灵敏度数据的基础数据；根据所述基础数据同时建立同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型；分别求解所述同台竞价出清模型和所述清洁能源机组优先出清模型，得到出清模型各自对应的各机组出力数据和系统节点电价；根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量。本发明提供了一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法、装置，能够准确地计算出各类发电机组的结算电量，从而协调常规能源机组和可再生能源机组。

Description

一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法、 装置
技术领域
本发明涉及电力调度自动化技术领域，尤其是涉及一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法、装置。
背景技术
随着电力市场化改革的发展，电力现货市场的建设不断面临新的挑战。为了促进可持续发展，应尽可能多地消纳可再生能源。传统的电力现货市场出清机制设计中，通常是各类机组同台竞价，并采用边际统一出清和边际节点电价结算方法。考虑到常规能源机组与可再生能源机组的边际成本差异较大且可再生能源机组短期边际成本几乎为零，这种出清方式虽可以尽可能消纳清洁能源，但可能造成结算电量不准确，按较高的火电边际价格结算，导致增加用户用电成本，可再生能源挤压火电发电空间而对火电机组的不公平性等问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法、装置，能够准确地计算出各类发电机组的结算电量，从而协调常规能源机组和可再生能源机组。所述技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法，步骤包括：
获取包括系统数据、机组数据、联络线计划数据、负荷数据、灵敏度数据的基础数据；
根据所述基础数据同时建立同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型；
分别求解所述同台竞价出清模型和所述清洁能源机组优先出清模型，得到出清模型各自对应的各机组出力数据和系统节点电价；
根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量。
在本发明第一方面的第一种可能的实现方式中，计算得到火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁能源机组同台竞价出清电量、清洁能源机组受保障出清电量后，还包括步骤：
根据所述系统节点电价，分别计算火电机组和清洁能源机组的收益。
在本发明第一方面的第二种可能的实现方式中，求解所述同台竞价出清模型时，以购电成本最小化为目标，求解同台竞价优化目标函数，所述同台竞价优化目标函数如下：
Figure BDA0002433733760000021
其中，
Figure BDA0002433733760000022
为无调节能力的水电站j第n段电能申报段的报价，
Figure BDA0002433733760000023
为无调节能力的水电站j第n段电能申报段在时段t的功率中标量，
Figure BDA0002433733760000024
为有调节能力的水电站h第n段电能申报段的报价，
Figure BDA0002433733760000025
为有调节能力的水电站h出力特性曲线的系数，
Figure BDA0002433733760000026
为有调节能力的水电站h在时段t的水库水量，
Figure BDA0002433733760000027
为有调节能力的水电站h在时段t的用于发电的水量，
Figure BDA0002433733760000028
为火电机组k第n段电能申报段的报价，
Figure BDA0002433733760000029
为火电机组k第n段电能申报段在时段t的功率中标量。
在本发明第一方面的第三种可能的实现方式中，求解所述清洁能源机组优先出清模型时，利用清洁能源机组优先出清优化函数，计算出在保障最大程度的清洁能源机组消纳的情况下的购电成本最小值，所述清洁能源机组优先出清优化函数为：
Figure BDA00024337337600000210
其中，MH为清洁能源机组弃电惩罚因子，
Figure BDA00024337337600000211
为清洁能源机组i在时段t的弃电功率，
Figure BDA00024337337600000212
为火电机组k第n段电能申报段的报价，
Figure BDA00024337337600000213
为火电机组k第n段电能申报段在时段t的功率中标量。
在本发明第一方面的第四种可能的实现方式中，所述根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量，包括：
计算所述火电机组价差补偿电量如下：
Figure BDA0002433733760000031
其中，Qh,bc,q,j,t表示火电机组j在t时段按照一轮出清价格与二轮出清价格差价补偿的电量；Ph,b,j,t表示火电机组j在保障可再生资源消纳出清中t时段的出力；Ph,s,j,t表示火电机组j在同台竞价中t时段的出力。
在本发明第一方面的第五种可能的实现方式中，所述根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量，包括：
计算所述清洁机组受保障出清电量如下：
Figure BDA0002433733760000032
其中，Qc,b,q,j,t表示清洁能源机组受保障出清电量，Pc,s,j,t表示清洁能源机组j在同台竞价中t时段的中标出力，Pc,b,j,t表示清洁能源机组j在促进清洁能源消纳竞价中t时段的中标出力。
在本发明第一方面的第六种可能的实现方式中，所述根据所述基础数据同时建立同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型，需要考虑有调节能力水电站水库容量上下限约束，所述有调节能力水电站水库容量上下限约束设置如下：
Figure BDA0002433733760000033
Figure BDA0002433733760000034
其中，
Figure BDA0002433733760000035
为有调节能力的水电站h在时段t的水库水量，
Figure BDA0002433733760000036
为有调节能力的水电站h所允许的最小库存，
Figure BDA0002433733760000037
为有调节能力的水电站h所允许的最大库存。
第二方面，本发明实施例提供了一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法。
第三方面，本发明实施例提供了一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算装置，包括：
数据采集模块，用于获取包括系统数据、机组数据、联络线计划数据、负荷数据、灵敏度数据的基础数据；
模型构建模块，用于根据所述基础数据同时建立同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型；
出清模块，用于分别求解所述同台竞价出清模型和所述清洁能源机组优先出清模型，得到出清模型各自对应的各机组出力数据和系统节点电价；
结算模块，用于根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量。
在本发明第三方面的第一种可能的实现方式中，所述的保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算装置，还包括：
收益计算模块，用于根据所述系统节点电价，分别计算火电机组和清洁能源机组的收益。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明提供一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法、装置，输入获取到的基础数据，通过同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型模拟出清运算，得到出清模型各自对应的各机组出力数据和系统节点电价，使清洁能源机组和火电能源机组同台竞价同时避免按照边际成本统一出清；根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量，从而更准确、详细地计算出各类发电机组的结算电量，既保证清洁能源消纳又能协调火电能源机组和清洁能源机组同台竞价。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例中的一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法的具体数据处理过程示意图；
图3是本发明实施例中的一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算装置的架构模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，本发明提供一种示例性实施例，一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法，步骤包括：
S101、获取包括系统数据、机组数据、联络线计划数据、负荷数据、灵敏度数据的基础数据；
详细地，所述系统数据包括时段信息、系统负荷、系统备用要求；所述机组数据包括机组基本信息、机组计算参数、机组启动报价、机组能量报价、机组初始状态、机组电力约束、机组爬坡速率等；所述联络线计划数据包括联络线基本信息、联络线计划功率；所述负荷数据包括母线负荷预测；所述灵敏度数据包括机组、负荷注入功率对线路、断面潮流的发电转移分布因子。
S102、根据所述基础数据同时建立同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型；
S103、分别求解所述同台竞价出清模型和所述清洁能源机组优先出清模型，得到出清模型各自对应的各机组出力数据和系统节点电价；可以理解的是，出力数据通常以曲线图形式显示；
S104、根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量。
所述保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法，计算得到火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁能源机组同台竞价出清电量、清洁能源机组受保障出清电量后，还包括步骤：
根据所述系统节点电价，分别计算火电机组和清洁能源机组的收益。
请参见图2，图示一种数据处理装置运行所述保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法。
在具体实施时，所述同台竞价出清模型，以购电成本最小化为目标，求解同台竞价优化目标函数，所述同台竞价优化目标函数如下：
Figure BDA0002433733760000061
其中，
Figure BDA0002433733760000062
为无调节能力的水电站j第n段电能申报段的报价，
Figure BDA0002433733760000063
为无调节能力的水电站j第n段电能申报段在时段t的功率中标量，
Figure BDA0002433733760000064
为有调节能力的水电站h第n段电能申报段的报价，
Figure BDA0002433733760000065
为有调节能力的水电站h出力特性曲线的系数，
Figure BDA0002433733760000066
为有调节能力的水电站h在时段t的水库水量，
Figure BDA0002433733760000067
为有调节能力的水电站h在时段t的用于发电的水量，
Figure BDA0002433733760000068
为火电机组k第n段电能申报段的报价，
Figure BDA0002433733760000069
为火电机组k第n段电能申报段在时段t的功率中标量。
所述清洁能源机组优先出清模型，利用清洁能源机组优先出清优化函数，计算出在保障最大程度的清洁能源机组消纳的情况下的购电成本最小值，所述清洁能源机组优先出清优化函数为：
Figure BDA00024337337600000610
其中，MH为清洁能源机组弃电惩罚因子，
Figure BDA00024337337600000611
为清洁能源机组i在时段t的弃电功率，
Figure BDA00024337337600000612
为火电机组k第n段电能申报段的报价，
Figure BDA00024337337600000613
为火电机组k第n段电能申报段在时段t的功率中标量。即将式(1)中的无调节能力与有调节能力的水电报价置为0。
建立所述同台竞价出清模型和所述清洁能源机组优先出清模型时，需要考虑约束条件，因此，同时为模型设定约束条件如下：
(1)负荷平衡约束：
Figure BDA0002433733760000071
其中，Ph t,n为有调节能力的水电站h第n段电能申报段在时段t的功率中标量，Dt为时段t系统的总负荷。
(2)线路有功潮流约束：
Figure BDA0002433733760000072
Figure BDA0002433733760000073
其中，GjL为无调节能力的水电站j所在节点对线路L的转移分布因子，GhL为有调节能力的水电站h所在节点对线路L的转移分布因子，GkL为火电机组k所在节点对线路L的转移分布因子，Db,t为节点b在时段t的负荷需求，GbL为节点b对线路L的转移分布因子。
(3)无调节能力水电站出力约束：
Figure BDA0002433733760000074
其中，
Figure BDA0002433733760000075
为无调节能力的水电站j在时段t的预测出力。
(4)有调节能力水电站水库容量上下限约束：
Figure BDA0002433733760000076
Figure BDA0002433733760000077
其中，
Figure BDA0002433733760000078
为有调节能力的水电站h所允许的最小库存，
Figure BDA0002433733760000079
为有调节能力的水电站h所允许的最大库存。
(5)有调节能力水电站水库动态平衡方程
Figure BDA00024337337600000710
其中，
Figure BDA0002433733760000081
为有调节能力的水电站h在时段t的来水量。
(6)梯级水电站耦合约束
Figure BDA0002433733760000082
其中，
Figure BDA0002433733760000083
为有调节能力水电站
Figure BDA0002433733760000084
在时段
Figure BDA0002433733760000085
的来水量，
Figure BDA0002433733760000086
表示第p组梯级水电站中的第i级水电机组，
Figure BDA0002433733760000087
为第p组梯级水电站中的第i级水电机组与第i+1级水电机组之间的时间耦合量，即第i级水电机组放水后经过多长时间到达第i+1级水电机组，
Figure BDA0002433733760000088
为第p组梯级水电站中的第i级水电机组在时段t用于发电的水量，
Figure BDA0002433733760000089
为第p组梯级水电站中的第i级水电机组在时段t的弃水水量。
(7)火电机组出力上下限约束：
Figure BDA00024337337600000810
Figure BDA00024337337600000811
其中，
Figure BDA00024337337600000812
为火电机组k申报的最小出力或物理合同分配出力，
Figure BDA00024337337600000813
为火电机组k最大出力。
(8)火电机组爬坡约束：
Figure BDA00024337337600000814
其中，
Figure BDA00024337337600000815
为火电机组k的最大爬坡能力。
(9)火电机组最小连续开机时间约束：
Figure BDA00024337337600000816
其中，
Figure BDA00024337337600000817
为火电机组k的最小连续开机时间。
(10)火电机组最小连续停机时间约束：
Figure BDA00024337337600000818
其中，
Figure BDA00024337337600000819
为火电机组k的最小连续停机时间。
(11)火电机组日最大开机次数约束：
Figure BDA0002433733760000091
其中，
Figure BDA0002433733760000092
为火电机组k的最大开机次数。
(12)整数变量之间耦合约束：
Figure BDA0002433733760000093
Figure BDA0002433733760000094
(13)火电机组启动成本约束：
Figure BDA0002433733760000095
其中，Ck为火电机组k申报的开机成本。
(14)物理合同火电机组必开约束：
Figure BDA0002433733760000096
其中，若火电机组有物理合同，pk为1；若没有，pk为0。
由式(1)所述的目标函数和式(3)至式(20)约束条件构成同台竞价出清模型，由式(2)所述的目标函数和式(3)至式(20)约束条件构成清洁能源机组优先出清模型；
求解所述同台竞价出清模型时，求解式(1)所述的目标函数和式(3)至式(20)约束条件；
求解所述清洁能源机组优先出清模型时，求解式(2)所述的目标函数和式(3)至式(20)约束条件；
可以理解的是，所述同台竞价出清模型是一个线性规划模型，所述清洁能源机组优先出清模型是一个混合整数线性规划模型，可以调用成熟的优化算法软件包(例如CPLEX)进行求解，得到各机组的出力曲线以及系统的节点电价并保存。
计算所述火电机组实际出清电量，具体为：
火电机组实际出清电量等于在保障清洁能源消纳竞价中出清的电量，计算在保障清洁能源消纳竞价中出清的电量如下：
Figure BDA0002433733760000101
其中，Qh,r,q,j,t表示火电机组j在t时段的实际出清电量，T为每小时的出清频次，Ph,b,j,t表示火电机组j在保障可再生资源消纳出清中t时段的出力。
计算所述火电机组价差补偿电量，具体计算如下：
Figure BDA0002433733760000102
其中，Qh,bc,q,j,t表示火电机组j在t时段按照一轮出清价格与二轮出清价格差价补偿的电量；Ph,b,j,t表示火电机组j在保障可再生资源消纳出清中t时段的出力；Ph,s,j,t表示火电机组j在同台竞价中t时段的出力。
可以理解的是，火电机组价差补偿电量为在同台竞价已出清，但在保障清洁能源消纳竞价阶段退出出清的电量，可补偿火电机组为促进清洁能源消纳而少发的电量。
计算所述清洁机组同台竞价出清电量，具体为：
清洁能源机组同台竞价出清电量等于清洁能源机组在同台竞价中所出清的电量，计算清洁能源机组在同台竞价中所出清的电量如下：
Figure BDA0002433733760000103
其中，Qc,s,q,j,t表示清洁能源机组同台竞价的出清电量，Pc,s,j,t表示清洁能源机组j在同台竞价中t时段的中标出力。
计算所述清洁机组受保障出清电量，具体为：
所述清洁机组受保障出清电量等于清洁能源机组在保障清洁能源机组消纳竞价中相较于同台竞价多出清的电量，计算如下：
Figure BDA0002433733760000111
其中，Qc,b,q,j,t表示清洁能源机组受保障出清电量，Pc,s,j,t表示清洁能源机组j在同台竞价中t时段的中标出力，Pc,b,j,t表示清洁能源机组j在促进清洁能源消纳竞价中t时段的中标出力。
计算火电机组的收益，可通过以下方式计算：
Rh,,j＝Plmp,s,t×Qh,r,q,j,t+(Plmp,s,t-Plmp,b,t)×Qh,bc,q,j,t (25)
其中，Rh,,j为火电机组j的收益，Plmp,s,t为同台竞价的边际节点价格，Plmp,b,t为促进清洁能源消纳出清的边际节点价格，Qh,r,q,j,t表示火电机组j在t时段的实际出清电量，Qh,bc,q,j,t表示火电机组j在t时段按照一轮出清价格与二轮出清价格差价补偿的电量。
火电机组在两轮出清中，可以获得实际发电量收益，以及为促进清洁能源消纳少发电量的补偿收入。
计算清洁能源机组的收益，可通过以下方式计算：
Rc,j＝Plmp,s,t×Qc,s,q,j,t+Plmp,b,t×Qc,b,q,j,t (26)
式中，Rc,j为清洁能源机组j的收益，Plmp,s,t为同台竞价的边际节点价格，Plmp,b,t为促进清洁能源消纳出清的边际节点价格，Qc,s,q,j,t表示清洁能源机组同台竞价的出清电量，Qc,b,q,j,t表示清洁能源机组受保障出清电量。
清洁能源机组可获得发电收益，同台竞价所出清的电量按照同台竞价出清的价格结算，被保障出清的电量按照促进可再生消纳竞价出清的价格结算。
本发明还提供一种实施例，一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法。
请参见图3，本发明提供一种示例性实施例，一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算装置，包括：
数据采集模块201，用于获取包括系统数据、机组数据、联络线计划数据、负荷数据、灵敏度数据的基础数据；
模型构建模块202，用于根据所述基础数据同时建立同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型；
出清模块203，用于分别求解所述同台竞价出清模型和所述清洁能源机组优先出清模型，得到出清模型各自对应的各机组出力数据和系统节点电价；
结算模块204，用于根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量。
所述的保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算装置，还包括：
收益计算模块，用于根据所述系统节点电价，分别计算火电机组和清洁能源机组的收益。
所述模型构建模块，以购电成本最小化为目标，求解同台竞价优化目标函数，所述同台竞价优化目标函数如下：
Figure BDA0002433733760000121
其中，
Figure BDA0002433733760000122
为无调节能力的水电站j第n段电能申报段的报价，
Figure BDA0002433733760000123
为无调节能力的水电站j第n段电能申报段在时段t的功率中标量，
Figure BDA0002433733760000124
为有调节能力的水电站h第n段电能申报段的报价，
Figure BDA0002433733760000125
为有调节能力的水电站h出力特性曲线的系数，
Figure BDA0002433733760000126
为有调节能力的水电站h在时段t的水库水量，
Figure BDA0002433733760000127
为有调节能力的水电站h在时段t的用于发电的水量，
Figure BDA0002433733760000128
为火电机组k第n段电能申报段的报价，
Figure BDA0002433733760000129
为火电机组k第n段电能申报段在时段t的功率中标量。
所述模型构建模块，利用清洁能源机组优先出清优化函数，计算出在保障最大程度的清洁能源机组消纳的情况下的购电成本最小值，所述清洁能源机组优先出清优化函数为：
Figure BDA0002433733760000131
其中，MH为清洁能源机组弃电惩罚因子，
Figure BDA0002433733760000132
为清洁能源机组i在时段t的弃电功率，
Figure BDA0002433733760000133
为火电机组k第n段电能申报段的报价，
Figure BDA0002433733760000134
为火电机组k第n段电能申报段在时段t的功率中标量。即将式(1)中的无调节能力与有调节能力的水电报价置为0。
所述模型构建模块为模型设定约束条件如下：
(1)负荷平衡约束：
Figure BDA0002433733760000135
其中，Ph t,n为有调节能力的水电站h第n段电能申报段在时段t的功率中标量，Dt为时段t系统的总负荷。
(2)线路有功潮流约束：
Figure BDA0002433733760000136
Figure BDA0002433733760000137
其中，GjL为无调节能力的水电站j所在节点对线路L的转移分布因子，GhL为有调节能力的水电站h所在节点对线路L的转移分布因子，GkL为火电机组k所在节点对线路L的转移分布因子，Db,t为节点b在时段t的负荷需求，GbL为节点b对线路L的转移分布因子。
(3)无调节能力水电站出力约束：
Figure BDA0002433733760000138
其中，
Figure BDA0002433733760000139
为无调节能力的水电站j在时段t的预测出力。
(4)有调节能力水电站水库容量上下限约束：
Figure BDA0002433733760000141
Figure BDA0002433733760000142
其中，
Figure BDA0002433733760000143
为有调节能力的水电站h所允许的最小库存，
Figure BDA0002433733760000144
为有调节能力的水电站h所允许的最大库存。
(5)有调节能力水电站水库动态平衡方程
Figure BDA0002433733760000145
其中，
Figure BDA0002433733760000146
为有调节能力的水电站h在时段t的来水量。
(6)梯级水电站耦合约束
Figure BDA0002433733760000147
其中，
Figure BDA0002433733760000148
为有调节能力水电站
Figure BDA0002433733760000149
在时段
Figure BDA00024337337600001410
的来水量，
Figure BDA00024337337600001411
表示第p组梯级水电站中的第i级水电机组，
Figure BDA00024337337600001412
为第p组梯级水电站中的第i级水电机组与第i+1级水电机组之间的时间耦合量，即第i级水电机组放水后经过多长时间到达第i+1级水电机组，
Figure BDA00024337337600001413
为第p组梯级水电站中的第i级水电机组在时段t用于发电的水量，
Figure BDA00024337337600001414
为第p组梯级水电站中的第i级水电机组在时段t的弃水水量。
(7)火电机组出力上下限约束：
Figure BDA00024337337600001415
Figure BDA00024337337600001416
其中，
Figure BDA00024337337600001417
为火电机组k申报的最小出力或物理合同分配出力，
Figure BDA00024337337600001418
为火电机组k最大出力。
(8)火电机组爬坡约束：
Figure BDA00024337337600001419
其中，
Figure BDA00024337337600001420
为火电机组k的最大爬坡能力。
(9)火电机组最小连续开机时间约束：
Figure BDA0002433733760000151
其中，
Figure BDA0002433733760000152
为火电机组k的最小连续开机时间。
(10)火电机组最小连续停机时间约束：
Figure BDA0002433733760000153
其中，
Figure BDA0002433733760000154
为火电机组k的最小连续停机时间。
(11)火电机组日最大开机次数约束：
Figure BDA0002433733760000155
其中，
Figure BDA0002433733760000156
为火电机组k的最大开机次数。
(12)整数变量之间耦合约束：
Figure BDA0002433733760000157
Figure BDA0002433733760000158
(13)火电机组启动成本约束：
Figure BDA0002433733760000159
其中，Ck为火电机组k申报的开机成本。
(14)物理合同火电机组必开约束：
Figure BDA00024337337600001510
其中，若火电机组有物理合同，pk为1；若没有，pk为0。
所述出清模块用于根据上述模型进行出清运算。
可以理解的是，所述同台竞价出清模型是一个线性规划模型，所述清洁能源机组优先出清模型是一个混合整数线性规划模型，可以调用成熟的优化算法软件包(例如CPLEX)进行求解，得到各机组的出力曲线以及系统的节点电价并保存。
所述结算模块，用于计算所述火电机组实际出清电量，具体为：
火电机组实际出清电量等于在保障清洁能源消纳竞价中出清的电量，计算在保障清洁能源消纳竞价中出清的电量如下：
Figure BDA0002433733760000161
其中，Qh,r,q,j,t表示火电机组j在t时段的实际出清电量，T为每小时的出清频次，Ph,b,j,t表示火电机组j在保障可再生资源消纳出清中t时段的出力。
所述结算模块，用于计算所述火电机组价差补偿电量，具体计算如下：
Figure BDA0002433733760000162
式中，Qh,bc,q,j,t表示火电机组j在t时段按照一轮出清价格与二轮出清价格差价补偿的电量；Ph,b,j,t表示火电机组j在保障可再生资源消纳出清中t时段的出力；Ph,s,j,t表示火电机组j在同台竞价中t时段的出力。
可以理解的是，火电机组价差补偿电量为在同台竞价已出清，但在保障清洁能源消纳竞价阶段退出出清的电量，可补偿火电机组为促进清洁能源消纳而少发的电量。
所述结算模块，用于计算所述清洁机组同台竞价出清电量，具体为：
清洁能源机组同台竞价出清电量等于清洁能源机组在同台竞价中所出清的电量，计算清洁能源机组在同台竞价中所出清的电量如下：
Figure BDA0002433733760000163
其中，Qc,s,q,j,t表示清洁能源机组同台竞价的出清电量，Pc,s,j,t表示清洁能源机组j在同台竞价中t时段的中标出力。
所述结算模块，用于计算所述清洁机组受保障出清电量，具体为：
所述清洁机组受保障出清电量等于清洁能源机组在保障清洁能源机组消纳竞价中相较于同台竞价多出清的电量，计算如下：
Figure BDA0002433733760000171
其中，Qc,b,q,j,t表示清洁能源机组受保障出清电量，Pc,s,j,t表示清洁能源机组j在同台竞价中t时段的中标出力，Pc,b,j,t表示清洁能源机组j在促进清洁能源消纳竞价中t时段的中标出力。
所述收益计算模块，用于计算火电机组的收益，可通过以下方式计算：
Rh，，j＝Plmp,s,t×Qh,r,q,j,t+(Plmp,s,t-Plmp,b,t)×Qh,bc,q,j,t (25)
其中，Rh,,j为火电机组j的收益，Plmp,s,t为同台竞价的边际节点价格，Plmp,b,t为促进清洁能源消纳出清的边际节点价格，Qh,r,q,j,t表示火电机组j在t时段的实际出清电量，Qh,bc,q,j,t表示火电机组j在t时段按照一轮出清价格与二轮出清价格差价补偿的电量。
火电机组在两轮出清中，可以获得实际发电量收益，以及为促进清洁能源消纳少发电量的补偿收入。
所述收益计算模块，用于计算清洁能源机组的收益，可通过以下方式计算：
Rc,j＝Plmp,s,t×Qc,s,q,j,t+Plmp,b,t×Qc,b,q,j,t (26)
式中，Rc,j为清洁能源机组j的收益，Plmp,s,t为同台竞价的边际节点价格，Plmp,b,t为促进清洁能源消纳出清的边际节点价格，Qc,s,q,j,t表示清洁能源机组同台竞价的出清电量，Qc,b,q,j,t表示清洁能源机组受保障出清电量。
清洁能源机组可获得发电收益，同台竞价所出清的电量按照同台竞价出清的价格结算，被保障出清的电量按照促进可再生消纳竞价出清的价格结算。
本发明提供一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法、装置，输入获取到的基础数据，通过同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型模拟出清运算，得到出清模型各自对应的各机组出力数据和系统节点电价，使清洁能源机组和火电能源机组同台竞价同时避免按照边际成本统一出清；根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量，从而更准确、详细地计算出各类发电机组的结算电量，既保证清洁能源消纳又能协调火电能源机组和清洁能源机组同台竞价。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)等。

Claims (8)

1.一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法，其特征在于，步骤包括：
获取包括系统数据、机组数据、联络线计划数据、负荷数据、灵敏度数据的基础数据；
根据所述基础数据同时建立同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型，包括：求解所述同台竞价出清模型时，以购电成本最小化为目标，求解同台竞价优化目标函数，所述同台竞价优化目标函数如下：
Figure FDA0003740940580000011
其中，
Figure FDA0003740940580000012
为无调节能力的水电站j第n段电能申报段的报价，
Figure FDA0003740940580000013
为无调节能力的水电站j第n段电能申报段在时段t的功率中标量，
Figure FDA0003740940580000014
为有调节能力的水电站h第n段电能申报段的报价，
Figure FDA0003740940580000015
为有调节能力的水电站h出力特性曲线的系数，
Figure FDA0003740940580000016
为有调节能力的水电站h在时段t的水库水量，
Figure FDA0003740940580000017
为有调节能力的水电站h在时段t的用于发电的水量，
Figure FDA0003740940580000018
为火电机组k第n段电能申报段的报价，
Figure FDA0003740940580000019
为火电机组k第n段电能申报段在时段t的功率中标量；求解所述清洁能源机组优先出清模型时，利用清洁能源机组优先出清优化函数，计算出在保障最大程度的清洁能源机组消纳的情况下的购电成本最小值，所述清洁能源机组优先出清优化函数为：
Figure FDA00037409405800000110
其中，MH为清洁能源机组弃电惩罚因子，
Figure FDA00037409405800000111
为清洁能源机组i在时段t的弃电功率，
Figure FDA00037409405800000112
为火电机组k第n段电能申报段的报价，
Figure FDA00037409405800000113
为火电机组k第n段电能申报段在时段t的功率中标量；
分别求解所述同台竞价出清模型和所述清洁能源机组优先出清模型，得到出清模型各自对应的各机组出力数据和系统节点电价；
根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量。
2.如权利要求1所述的保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法，其特征在于，计算得到火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁能源机组同台竞价出清电量、清洁能源机组受保障出清电量后，还包括步骤：
根据所述系统节点电价，分别计算火电机组和清洁能源机组的收益。
3.如权利要求1所述的保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法，其特征在于，所述根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量，包括：
计算所述火电机组价差补偿电量如下：
Figure FDA0003740940580000021
其中，Qh,bc,q,j,t表示火电机组j在t时段按照一轮出清价格与二轮出清价格差价补偿的电量；Ph,b,j,t表示火电机组j在保障可再生资源消纳出清中t时段的出力；Ph,s,j,t表示火电机组j在同台竞价中t时段的出力。
4.如权利要求1所述的保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法，其特征在于，所述根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量，包括：
计算所述清洁机组受保障出清电量如下：
Figure FDA0003740940580000022
其中，Qc,b,q,j,t表示清洁能源机组受保障出清电量，Pc,s,j,t表示清洁能源机组j在同台竞价中t时段的中标出力，Pc,b,j,t表示清洁能源机组j在促进清洁能源消纳竞价中t时段的中标出力。
5.如权利要求1所述的保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法，其特征在于，所述根据所述基础数据同时建立同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型，需要考虑有调节能力水电站水库容量上下限约束，所述有调节能力水电站水库容量上下限约束设置如下：
Figure FDA0003740940580000031
Figure FDA0003740940580000032
其中，Vt h为有调节能力的水电站h在时段t的水库水量，
Figure FDA0003740940580000033
为有调节能力的水电站h所允许的最小库存，
Figure FDA0003740940580000034
为有调节能力的水电站h所允许的最大库存。
6.一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算装置，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算方法。
7.一种保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算装置，其特征在于，包括：
数据采集模块，用于获取包括系统数据、机组数据、联络线计划数据、负荷数据、灵敏度数据的基础数据；
模型构建模块，用于根据所述基础数据同时建立同台竞价出清模型和清洁能源机组优先出清模型，具体用于：求解所述同台竞价出清模型时，以购电成本最小化为目标，求解同台竞价优化目标函数，所述同台竞价优化目标函数如下：
Figure FDA0003740940580000035
其中，
Figure FDA0003740940580000036
为无调节能力的水电站j第n段电能申报段的报价，
Figure FDA0003740940580000037
为无调节能力的水电站j第n段电能申报段在时段t的功率中标量，
Figure FDA0003740940580000038
为有调节能力的水电站h第n段电能申报段的报价，
Figure FDA0003740940580000039
为有调节能力的水电站h出力特性曲线的系数，
Figure FDA00037409405800000310
为有调节能力的水电站h在时段t的水库水量，
Figure FDA0003740940580000041
为有调节能力的水电站h在时段t的用于发电的水量，
Figure FDA0003740940580000042
为火电机组k第n段电能申报段的报价，
Figure FDA0003740940580000043
为火电机组k第n段电能申报段在时段t的功率中标量；求解所述清洁能源机组优先出清模型时，利用清洁能源机组优先出清优化函数，计算出在保障最大程度的清洁能源机组消纳的情况下的购电成本最小值，所述清洁能源机组优先出清优化函数为：
Figure FDA0003740940580000044
其中，MH为清洁能源机组弃电惩罚因子，
Figure FDA0003740940580000045
为清洁能源机组i在时段t的弃电功率，
Figure FDA0003740940580000046
为火电机组k第n段电能申报段的报价，
Figure FDA0003740940580000047
为火电机组k第n段电能申报段在时段t的功率中标量；
出清模块，用于分别求解所述同台竞价出清模型和所述清洁能源机组优先出清模型，得到出清模型各自对应的各机组出力数据和系统节点电价；
结算模块，用于根据所述各机组出力数据计算火电机组实际出清电量、火电机组价差补偿电量、清洁机组同台竞价出清电量、清洁机组受保障出清电量。
8.如权利要求7所述的保障清洁能源消纳及机组公平竞价的电量结算装置，其特征在于，还包括：
收益计算模块，用于根据所述系统节点电价，分别计算火电机组和清洁能源机组的收益。
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