CN111598719A - 一种现货电力市场新能源卖方交易方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种现货电力市场新能源卖方交易方法及系统,属于电力现货市场技术领域。该方法首先采集日前市场及平衡市场出清电价数据、发电机组实时发电能量、计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统中的发电成本与储能成本;以新能源系统在日前市场收益总额最大化为目标函数,构建新能源系统参与日前市场的日前决策模型;以新能源系统在平衡市场中的收益总额最大化为目标函数,构建新能源系统参与第t个平衡市场的平衡决策模型;将日前决策模型和平衡决策模型作为联合模型进行求解,按照求解结果进行申报和出力。本发明能够辅助新能源系统在复杂的现货市场环境下进行出力及申报,易于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于电力现货市场技术领域,具体涉及一种现货电力市场新能源卖方交易方法及系统。
背景技术
在欧美国家,电力市场体系经过长时间的发展已经形成较为完善的体系,现货电力市场是平衡市场功率,保证电力系统运行稳定性等的重要影响因素。因此,近年来,现货电力市场越来越成为一国或一个地区电力市场体系建设相对完善的重要标志。当市场规模较大时,由于交易参与者数量众多,则此时基于全市场多主体决策的视角对市场中所有交易参与者的竞价关系进行模拟仿真显然是不可行的;同时,若电力市场中还存在风电、光伏等实时自然发电能量具有较大随机性的新能源发电,此时仍以常规的确定性决策方法运行市场出清以及辅助新能源发电商进行交易计划申报决策,则势必既无法有效满足市场对消纳新能源发电能量的相关要求,又难以保障新能源发电商取得合理的收益。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足,提供一种现货电力市场新能源卖方交易方法及系统,本发明建立日前决策模型和平衡决策模型作为联合模型,依据求解结果能够有效辅助新能源卖方在现货市场环境下进行联合处理计划及调整决策。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种现货电力市场新能源卖方交易方法,包括如下步骤:
步骤A、考虑新能源系统参与日前市场及平衡市场交易时所获得的利润,采集日前市场及平衡市场出清电价数据、发电机组实时发电能量、计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统中的发电成本与储能成本,以新能源系统在日前市场收益总额最大化为目标函数,构建新能源系统参与日前市场的日前决策模型;所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;采用条件风险价值作为售电公司交易风险度量指标;
步骤B、以新能源系统在平衡市场中的收益总额最大化为目标函数,根据平衡市场中出清电价数据、发电机组在平衡市场的实时发电能量、新能源系统在平衡市场的计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统的发电成本与储能成本,构建新能源系统参与第t个平衡市场的平衡决策模型,所述平衡决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;其中,1≤t≤T,对一个具体交易日中在T个时段内存在T个平衡市场;
步骤C、将日前决策模型和平衡决策模型作为联合模型进行求解,然后按照求解结果确定次日各时段的联合处理计划申报量和第t个平衡市场下发电机组实时出力,之后进行申报和出力。
进一步,优选的是,步骤A中,所述新能源系统在日前市场阶段进行决策时,决策考虑因素包扩新能源系统参与日前市场及平衡市场时得到的总利润,所述日前决策模型的目标函数为:
式中,γ表示新能源系统在决策时主观倾向系数,γ的取值范围为0-1,γ越接近于1,表示新能源系统在交易策略决策时更倾向于主观判断;在一个完整交易日内,新能源系统在日前市场获得的收益总额;α表示置信度,CVaRa为置信度α下的条件风险值;所述条件风险值CVaRα计算模型为:β表示在置信度α下新能源卖方交易时的最大可能亏损,β∈R;表示日前市场出清电价;表示新能源系统在日前市场的计划发电功率;表示平衡市场出清电价;表示新能源系统在平衡市场的计划发电功率;CW、CE分别为新能源系统中的发电成本及储能成本;Wt表示发电机在日前市场下实时发电能量,Et为第t个平衡市场结束时的残余能量;所述日前决策模型约束条件包括:
(1)发电机组及储能设备充、放电功率约束
Wt Nf表示日前阶段对下一个交易日发电机组的实时发电能量预测值;Pt C、Pt D分别表示日前阶段下新能源系统中储能设备的充、放电功率;表示新能源系统中储能设备的充电功率上限;新能源系统中储能设备的放电功率上限;
(2)新能源系统功率平衡约束
(3)新能源系统发电机组爬坡约束
Wt-1表示第t-1个平衡市场下发电机组的发电能量;rw为发电机组爬坡率。
进一步,优选的是,步骤B中,所述平衡决策模型的目标函数为:
式中,表示在一个完整交易日内,新能源系统在第t个至第T个平衡市场获得的收益总额;表示第t至第T个平衡市场出清电价的最新预测值;n表示第t至第T个平衡市场在完整交易日中所处的时段;表示新能源系统在n时段的计划发电功率;CW、CE分别为新能源系统中的发电成本及储能成本;Wn表示发电机组在n时段实时发电能量,En为n时段末残余能量。
所述平衡决策模型的约束条件包括:
(1)储能设备充、放电功率约束
0≤Wt≤Wt N
(2)新能源系统功率平衡约束
(3)新能源系统发电机组爬坡约束
Wn-1表示发电机组在n-1时段实时发电能量。
进一步,优选的是,步骤C中,所述模型求解包括如下步骤:
步骤C1、采用Column-and-Constraint算法,将日前决策模型作为主问题,平衡决策模型作为子问题,采用动态规划的形式,对主问题与子问题进行嵌套,进而对模型进行求解;
步骤C2、基于Column-and-Constraint算法,对主问题进行迭代寻优,得到主问题最优解集合,且主问题的最优解集合满足日前决策模型的约束条件;
步骤C3、在主问题最优解的基础上,将主问题的最优解集合代入子问题模型中,对子问题进行迭代求解,在满足平衡决策模型约束条件的基础上得到最终的最优解作为决策结果。
本发明同时提供一种现货电力市场新能源卖方交易系统,包括:
数据采集模块,用于采集日前市场及平衡市场出清电价数据、发电机组实时发电能量、计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统中的发电成本与储能成本;
第一处理模块,用于以新能源系统在日前市场收益总额最大化为目标函数,构建新能源系统参与日前市场的日前决策模型,所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;采用条件风险价值作为售电公司交易风险度量指标;
第二处理模块,用于以新能源系统在平衡市场中的收益总额最大化为目标函数,根据平衡市场中出清电价数据、发电机组在平衡市场的发电能量、新能源系统在平衡市场的计划发电功率、新能源系统的发电成本及储能成本,构建新能源系统参与第t个平衡市场的平衡决策模型;所述平衡决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;其中,1≤t≤T,对一个具体交易日中在T个时段内存在T个平衡市场;
申报和出力控制模块,用于将日前决策模型和平衡决策模型作为联合模型进行求解,然后按照求解结果确定次日各时段的联合处理计划申报量和第t个平衡市场下发电机组实时出力,之后进行申报和出力。
本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如上述现货电力市场新能源卖方交易方法的步骤。
本发明另外提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如上述基于现货电力市场新能源卖方交易方法的步骤。
本发明中日前市场及平衡市场出清电价数据包括出清电价的最新预测值。
本发明与现有技术相比,其有益效果为:
1.本发明构建了日前决策模型及平衡决策模型,分别生成新能源卖方在日前市场及平衡市场的申报计划,其中平衡决策模型独立于日前决策模型,平衡决策模型中不包含日前决策模型的参数,平衡决策模型基于实时更新的平衡市场出清电价及新能源系统的实时发电能量进行决策,提高平衡决策模型决策灵活性,减少日前决策模型结果对平衡决策模型结果产生的影响。
2.采用Column-and-Constraint算法对模型进行求解,将日前决策模型作为主问题,平衡决策模型作为子问题,采用动态规划的形式,对主问题与子问题进行嵌套,基于Column-and-Constraint算法进行迭代寻优,在满足主问题最优解的基础上,迭代求解子问题最优解,简化计算过程。
附图说明
图1是本发明现货电力市场新能源卖方交易系统的结构示意图;
图2为本发明电子设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者,均为可以通过购买获得的常规产品。
一种现货电力市场新能源卖方交易方法,包括如下步骤:
步骤A、考虑新能源系统参与日前市场及平衡市场交易时所获得的利润,采集日前市场及平衡市场出清电价数据、发电机组实时发电能量、计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统中的发电成本与储能成本,以新能源系统在日前市场收益总额最大化为目标函数,构建新能源系统参与日前市场的日前决策模型;所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;采用条件风险价值作为售电公司交易风险度量指标;
模型建立工作包括如下步骤:
新能源系统在日前市场阶段进行决策时,决策考虑因素包扩新能源系统参与日前市场及平衡市场时得到的总利润,因此,在日前决策模型中应当同时计及日前市场及平衡市场的交易成本,日前决策模型的目标函数计算模型为:
式中,γ表示新能源系统在决策时主观倾向系数,γ的取值范围为0-1,;在一个完整交易日内,新能源系统在日前市场获得的收益总额;α表示置信度,CVaRα为置信度α下的条件风险值;所述条件风险值CVaRα计算模型为:β表示在置信度α下新能源卖方交易时的最大可能亏损,β∈R;表示日前市场出清电价;表示新能源系统在日前市场的计划发电功率;表示平衡市场出清电价;表示新能源系统在平衡市场的计划发电功率;CW、CE分别为新能源系统中的发电成本及储能成本;Wt表示发电机在日前市场下实时发电能量,Et为第t个平衡市场结束时的残余能量;所
日前决策模型的约束条件为:
(1)储能设备充、放电功率约束
Wt Nf表示日前阶段对下一个交易日发电机组的实时发电能量预测值;Pt C、Pt D分别表示日前阶段下新能源系统中储能设备的充、放电功率;表示新能源系统中储能设备的充电功率上限;新能源系统中储能设备的放电功率上限;
(2)新能源系统功率平衡约束
(3)新能源系统发电机组爬坡约束
Wt-1表示第t-1个平衡市场下发电机组的发电能量;rw为发电机组爬坡率。
步骤B、以新能源系统在平衡市场中的收益总额最大化为目标函数,根据平衡市场中出清电价数据、发电机组在平衡市场的发电能量、新能源系统在平衡市场的计划发电功率、新能源系统的发电成本及储能成本,构建新能源系统参与第t(1≤t≤T,对一个具体交易日中在T个时段内存在T个平衡市场)个平衡市场的平衡决策模型,所述平衡决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束。平衡决策模型的目标函数计算模型为:
式中,表示在一个完整交易日内,新能源系统在第t个至第T个平衡市场获得的收益总额;表示第t至第T个平衡市场出清电价的最新预测值;n表示第t至第T个平衡市场在完整交易日中所处的时段;表示新能源系统在n时段的计划发电功率;CW、CE分别为新能源系统中的发电成本及储能成本;Wn表示发电机组在n时段实时发电能量,En为n时段末残余能量;
平衡决策模型的约束条件为:
(1)储能设备充、放电功率约束
0≤Wt≤Wt N
(2)新能源系统功率平衡约束
(3)新能源系统发电机组爬坡约束
|Wt-Wt-1 *|≤rw
Wn-1表示发电机组在n-1时段实时发电能量。
新能源系统在日前市场决策阶段可获得次日各时段的计划发电能量,并向ISO进行申报。在各平衡市场决策过程中,新能源能够确定各时段发电机组的实时发电能量。由此,在新能源系统自身调度得当的前提下,不仅可以通过内部调节平抑自身发电机发电能量的偏差,也能够向平衡市场主动提供发电机组发电能量上、下调节服务。
步骤C、将日前决策模型和平衡决策模型作为联合模型进行求解,然后按照求解结果确定次日各时段的联合处理计划申报量和第t个平衡市场下发电机组实时出力,之后进行申报和出力。模型求解包括如下步骤:
步骤C1、采用Column-and-Constraint算法,将日前决策模型作为主问题,平衡决策模型作为子问题,采用动态规划的形式,对主问题与子问题进行嵌套,进而对模型进行求解;
步骤C2、基于Column-and-Constraint算法,对主问题进行迭代寻优,得到主问题最优解集合,且主问题的最优解集合满足日前决策模型的约束条件;
步骤C3、在主问题最优解的基础上,将主问题的最优解集合代入子问题模型中,对子问题进行迭代求解,在满足平衡决策模型约束条件的基础上得到最终的最优解作为决策结果。
如图1所示,一种现货电力市场新能源卖方交易系统,包括:
数据采集模块101,用于采集日前市场及平衡市场出清电价数据、发电机组实时发电能量、计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统中的发电成本与储能成本;
第一处理模块102,用于以新能源系统在日前市场收益总额最大化为目标函数,构建新能源系统参与日前市场的日前决策模型,所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;采用条件风险价值作为售电公司交易风险度量指标;
第二处理模块103,用于以新能源系统在平衡市场中的收益总额最大化为目标函数,根据平衡市场中出清电价数据、发电机组在平衡市场的发电能量、新能源系统在平衡市场的计划发电功率、新能源系统的发电成本及储能成本,构建新能源系统参与第t个平衡市场的平衡决策模型;所述平衡决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;其中,1≤t≤T,对一个具体交易日中在T个时段内存在T个平衡市场;
申报和出力控制模块104,用于将日前决策模型和平衡决策模型作为联合模型进行求解,然后按照求解结果确定次日各时段的联合处理计划申报量和第t个平衡市场下发电机组实时出力,之后进行申报和出力。
本发明实施例提供的一种现货电力市场新能源卖方交易系统,能够有效辅助新能源卖方在现货市场环境下进行联合处理计划及调整决策。
本发明实施例提供的系统是用于执行上述各方法实施例的,具体流程和详细内容请参照上述实施例,此处不再赘述。
图2为本发明实施例提供的电子设备结构示意图,参照图2,该电子设备可以包括:处理器(processor)201、通信接口(Communications Interface)202、存储器(memory)203和通信总线204,其中,处理器201,通信接口202,存储器203通过通信总线204完成相互间的通信。处理器201可以调用存储器203中的逻辑指令,以执行如下方法:采集日前市场及平衡市场出清电价数据、发电机组实时发电能量、计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统中的发电成本与储能成本;以新能源系统在日前市场收益总额最大化为目标函数,构建新能源系统参与日前市场的日前决策模型,所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;采用条件风险价值作为售电公司交易风险度量指标;以新能源系统在平衡市场中的收益总额最大化为目标函数,根据平衡市场中出清电价数据、发电机组在平衡市场的发电能量、新能源系统在平衡市场的计划发电功率、新能源系统的发电成本及储能成本,构建新能源系统参与第t个平衡市场的平衡决策模型;所述平衡决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;其中,1≤t≤T,对一个具体交易日中在T个时段内存在T个平衡市场;将日前决策模型和平衡决策模型作为联合模型进行求解,然后按照求解结果确定次日各时段的联合处理计划申报量和第t个平衡市场下发电机组实时出力,之后进行申报和出力。
此外,上述的存储器203中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的现货电力市场新能源卖方交易方法,例如包括:采集日前市场及平衡市场出清电价数据、发电机组实时发电能量、计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统中的发电成本与储能成本;以新能源系统在日前市场收益总额最大化为目标函数,构建新能源系统参与日前市场的日前决策模型,所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;采用条件风险价值作为售电公司交易风险度量指标;以新能源系统在平衡市场中的收益总额最大化为目标函数,根据平衡市场中出清电价数据、发电机组在平衡市场的发电能量、新能源系统在平衡市场的计划发电功率、新能源系统的发电成本及储能成本,构建新能源系统参与第t个平衡市场的平衡决策模型;所述平衡决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;其中,1≤t≤T,对一个具体交易日中在T个时段内存在T个平衡市场;将日前决策模型和平衡决策模型作为联合模型进行求解,然后按照求解结果确定次日各时段的联合处理计划申报量和第t个平衡市场下发电机组实时出力,之后进行申报和出力。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
应用实例
参照表1及表2,新能源系统中发电机组与储能设备的各项物理及经济参数。实现实例针对一个“价格接受者”型新能源系统予以展开,新能源系统采用日前决策模型及平衡决策模型分别在日前市场及平衡市场中进行发电能量计划、发电能量调节计划、实时发电能量及实时储能充放电功率的决策。
表1发电机与储能设备的相关参数
表2发电机组各计算日实时发电能量
计算日 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
发电能量kW | 117.5 | 84.39 | 74.09 | 57.30 | 221.52 | 203.19 | 220.3 |
计算日 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
发电能量kW | 56.09 | 52.08 | 50.14 | 50.11 | 88.61 | 96.24 | 230.1 |
计算日 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
发电能量kW | 87.23 | 53.12 | 51.64 | 50.11 | 51.25 | 64.86 | 80.3 |
计算日 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 |
发电能量kW | 101.27 | 103.2 | 211.67 | 218.9 | 217.3 | 57.6 | 88.2 |
计算日 | 29 | 30 | |||||
发电能量kW | 89.6 | 63.1 |
参照表3,日前及平衡市场出清电价历史数据采集于北欧电力市场的丹麦西部地区,由于北欧电力市场中的平衡市场属于双价制结算体系,因此,我们选取与同一交易日日前市场出清电价存在差异的平衡结算价格作为相应单一价制平衡市场出清电价的历史数据。以30个计算日为例,分别计算了联合系统针对各日在滚动执行了一个日前决策模型及24个平衡决策模型后获得的日前市场联合处理计划、平衡市场联合处理调节计划、实时发电出力与储能充放电功率决策。
表3日前及平衡市场出清电价历史数据
在一整个交易日内,按时段采用日前决策模型与平衡决策模型进行决策,一方面,在日前市场中,新能源系统在市场电价处于较高值时申报较大的发电能量计划,在日前市场价格偏低的时段申报较小的发电能量计划;另一方面,在平衡市场价格高于日前市场价格的各时段中,新能源系统往往提供向上的发电能量调节服务,在平衡市场价格低于日前市场价格的各时段中,新能源系统往往提供向下的发电能量调节服务。
表4新能源系统在七个计算日内获得实际利润值
计算日 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
利润(万元) | 4.6 | 13.6 | 20.48 | 14.03 | 10.3 | 6.9 | 10.8 |
参照表4,在以日前决策模型与平衡决策模型的滚动组合为基础进行决策的前提下,新能源系统总能够通过合理调度自身发电机组的有功功率以实现新能源系统在日前及平衡市场中的策略性出力和申报结果并取得较高的利润值。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种现货电力市场新能源卖方交易方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤A、考虑新能源系统参与日前市场及平衡市场交易时所获得的利润,采集日前市场及平衡市场出清电价数据、发电机组实时发电能量、计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统中的发电成本与储能成本,以新能源系统在日前市场收益总额最大化为目标函数,构建新能源系统参与日前市场的日前决策模型;所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;采用条件风险价值作为售电公司交易风险度量指标;
步骤B、以新能源系统在平衡市场中的收益总额最大化为目标函数,根据平衡市场中出清电价数据、发电机组在平衡市场的实时发电能量、新能源系统在平衡市场的计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统的发电成本与储能成本,构建新能源系统参与第t个平衡市场的平衡决策模型,所述平衡决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;其中,1≤t≤T,对一个具体交易日中在T个时段内存在T个平衡市场;
步骤C、将日前决策模型和平衡决策模型作为联合模型进行求解,然后按照求解结果确定次日各时段的联合处理计划申报量和第t个平衡市场下发电机组实时出力,之后进行申报和出力。
2.根据权利要求1所述的现货电力市场新能源卖方交易方法,其特征在于,步骤A中,所述日前决策模型的目标函数为:
式中,γ表示新能源系统在决策时主观倾向系数,γ的取值范围为0-1,;在一个完整交易日内,新能源系统在日前市场获得的收益总额;α表示置信度,CVaRα为置信度α下的条件风险值;所述条件风险值CVaRα计算模型为:β表示在置信度α下新能源卖方交易时的最大可能亏损,β∈R;表示日前市场出清电价;表示新能源系统在日前市场的计划发电功率;表示平衡市场出清电价;表示新能源系统在平衡市场的计划发电功率;CW、CE分别为新能源系统中的发电成本及储能成本;Wt表示发电机在日前市场下实时发电能量,Et为第t个平衡市场结束时的残余能量;所述日前决策模型约束条件包括:
(1)发电机组及储能设备充、放电功率约束
Wt Nf表示日前阶段对下一个交易日发电机组的实时发电能量预测值;Pt C、Pt D分别表示日前阶段下新能源系统中储能设备的充、放电功率;表示新能源系统中储能设备的充电功率上限;新能源系统中储能设备的放电功率上限;
(2)新能源系统功率平衡约束
(3)新能源系统发电机组爬坡约束
Wt-1表示第t-1个平衡市场下发电机组的发电能量;rw为发电机组爬坡率。
3.根据权利要求1所述的现货电力市场新能源卖方交易方法,其特征在于,步骤B中,所述平衡决策模型的目标函数为:
式中,表示在一个完整交易日内,新能源系统在第t个至第T个平衡市场获得的收益总额;表示第t至第T个平衡市场出清电价的最新预测值;n表示第t至第T个平衡市场在完整交易日中所处的时段;表示新能源系统在n时段的计划发电功率;CW、CE分别为新能源系统中的发电成本及储能成本;Wn表示发电机组在n时段实时发电能量,En为n时段末残余能量;
(1)储能设备充、放电功率约束
0≤Wt≤Wt N
(2)新能源系统功率平衡约束
(3)新能源系统发电机组爬坡约束
Wn-1表示发电机组在n-1时段实时发电能量。
4.根据权利要求1所述的现货电力市场新能源卖方交易方法,其特征在于,步骤C中,所述模型求解包括如下步骤:
步骤C1、采用Column-and-Constraint算法,将日前决策模型作为主问题,平衡决策模型作为子问题,采用动态规划的形式,对主问题与子问题进行嵌套,进而对模型进行求解;
步骤C2、基于Column-and-Constraint算法,对主问题进行迭代寻优,得到主问题最优解集合,且主问题的最优解集合满足日前决策模型的约束条件;
步骤C3、在主问题最优解的基础上,将主问题的最优解集合代入子问题模型中,对子问题进行迭代求解,在满足平衡决策模型约束条件的基础上得到最终的最优解作为决策结果。
5.一种现货电力市场新能源卖方交易系统,其特征在于,包括:
数据采集模块,用于采集日前市场及平衡市场出清电价数据、发电机组实时发电能量、计划发电功率、平衡市场结束时的残余能量及新能源系统中的发电成本与储能成本;
第一处理模块,用于以新能源系统在日前市场收益总额最大化为目标函数,构建新能源系统参与日前市场的日前决策模型,所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;所述日前决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;采用条件风险价值作为售电公司交易风险度量指标;
第二处理模块,用于以新能源系统在平衡市场中的收益总额最大化为目标函数,根据平衡市场中出清电价数据、发电机组在平衡市场的发电能量、新能源系统在平衡市场的计划发电功率、新能源系统的发电成本及储能成本,构建新能源系统参与第t个平衡市场的平衡决策模型;所述平衡决策模型的约束条件包括储能设备充、放电功率约束,新能源系统功率平衡约束及新能源系统发电机组爬坡约束;其中,1≤t≤T,对一个具体交易日中在T个时段内存在T个平衡市场;
申报和出力控制模块,用于将日前决策模型和平衡决策模型作为联合模型进行求解,然后按照求解结果确定次日各时段的联合处理计划申报量和第t个平衡市场下发电机组实时出力,之后进行申报和出力。
6.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4任一项所述现货电力市场新能源卖方交易方法的步骤。
7.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述基于现货电力市场新能源卖方交易方法的步骤。
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