CN112103943A - 日前电力现货市场出清的安全校核方法、装置及存储介质 - Google Patents

日前电力现货市场出清的安全校核方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种日前电力现货市场出清的安全校核方法，步骤包括：基于初始水位截面面积值，构建并求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型，得到日前市场预出清的水电机组各时段的发电计划参数和弃水流量；将所述发电计划参数和所述弃水流量发送至水电站调配系统，计算出水电站在各时段的准确水位值；将所述准确水位值与预设的水位控制约束限值进行比较；若比较结果符合水位控制的要求，则输出基于所述准确水位值的水电站发电计划的控制量。本发明能够为调度机构提供针对电力现货市场出清结果的可行性判别以及选择校正措施的参考数据，从而保证电力现货市场出清结果的可靠性和出清计算的时效性。

Description

日前电力现货市场出清的安全校核方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及电力系统技术领域，尤其是涉及一种日前电力现货市场出清的安全校核方法、装置及存储介质。
背景技术
随着我国电力现货市场建设逐步推进，传统电力调度和发电计划的模式正在发生改变，需要综合考虑电力供需平衡、机组物理特性、电网安全等约束条件，以发电侧成本最小化或全社会效益最大化为目标，完成机组的日前、实时发电计划编制。市场化交易使得运行方式和发电计划变得更为多样化，需要合理控制电网不确定性带来的安全校核风险。故在市场化条件下，调度机构迫切需要不断完善电力交易安全校核技术，提高安全校核工作效率，同时兼顾安全校核内容的全面性、准确性等方面的要求。因此要根据电网运行的物理条件、市场出清模型、出清计算效率等方面综合考虑，完成实用化的安全校核方法设计。作为现货市场出清的核心问题，安全约束机组组合(Security-Constrained UnitCommitment，SCUC)与安全约束经济调度(Security-constrained Economic Dispatch，SCED)的建模与求解，连以及何在出清过程中对电网安全约束进行处理，会直接关系到系统经济性与可靠性的协调水平，并对市场出清结果产生直接影响。
由于日前电力现货市场出清决定了发电计划编制的结果，因此电力现货交易的开展对电网安全校核工作提出了新的挑战。市场出清结果的多样性使得发电计划制定的结果更为复杂多变，电网安全运行的压力提高，电网安全校核的工作内容增加；市场出清过程要求发电计划编制和安全校核闭环协调，增强了电网安全校核的复杂性、也对安全校核的时效性提出了更高要求。系统电力电量平衡机制发生变化、市场运行的不确定将导致电网方式安排和潮流分布复杂多变，会对系统运行带来较大的影响，电网安全校核对于维持电力系统安全稳定运行有至关重要的作用。因此，有必要设计并开发满足实际应用需求的电网安全校核系统，以支撑电力现货市场出清业务的开展。
国内外研究学者对电力现货市场的安全校核技术展开了大量研究，为日前出清提供了相对可靠的理论依据和工程实践方法，但针对水电富集、电网运行控制断面复杂的条件下，如何在日前电力现货市场出清的过程中，开展电网安全校核，需要综合考虑电网安全稳定控制、电力持续可靠供应以及清洁能源消纳等方面的要求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种日前电力现货市场出清的安全校核方法、装置及存储介质，能够为调度机构提供针对电力现货市场出清结果的可行性判别以及选择校正措施的参考数据，从而保证电力现货市场出清结果的可靠性和出清计算的时效性。所述技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种日前电力现货市场出清的安全校核方法，步骤包括：
基于初始水位截面面积值，构建并求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型，得到日前市场预出清的水电机组各时段的发电计划参数和弃水流量；
将所述发电计划参数和所述弃水流量发送至水电站调配系统，计算出水电站在各时段的准确水位值；
将所述准确水位值与预设的水位控制约束限值进行比较；若比较结果符合水位控制的要求，则输出基于所述准确水位值的水电站发电计划的控制量。
在本发明第一方面的第一种可能的实现方式中，所述构建并求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型，还包括：
在完成日前现货出清边界条件设置和市场主体报价的数据输入后，求解所述SCUC模型的无断面安全约束的预出清结果；
检验所述预出清结果是否超出常态断面安全约束；
若超出常态断面安全约束，则在所述SCUC模型新增越限断面安全约束并重新求解预出清结果，否则判断所述预出清结果是否超出条件断面安全约束；
若超出条件断面安全约束，则在所述SCUC模型新增越限断面安全约束并重新求解预出清结果，否则输出预出清结果。
在本发明第一方面的第二种可能的实现方式中，构建所述SCUC模型具体为：
所述SCUC模型的目标函数设为发电成本最小化，并设定所述SCUC模型的约束条件；所述SCUC模型的约束条件包括负荷平衡约束、系统正备用容量约束、系统负备用容量约束、系统旋转备用约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、机组最小连续开停时间约束、机组最大启停次数约束、线路潮流约束、断面潮流约束、弃水电量判定约束、流域梯级水电水位控制约束。
在本发明第一方面的第三种可能的实现方式中，若比较结果不符合水位控制的要求时，执行以下步骤：
根据已有的各水电站的水位和水位截面面积之间的精确关系曲线，获取最新准确水位值及其对应的最新水位截面面积值；
通过对比所述初始水位截面面积值与所述最新水位截面面积值，判断水位截面面积值是否需要更新；
若判定需要更新，则将所述最新水位截面面积值设置为流域梯级水电水位控制约束的参数，重新计算准确水位值。
在本发明第一方面的第四种可能的实现方式中，若判定水位截面面积值不需要更新，则：
计算流域梯级水电水位控制约束的限额收缩同等的水位偏差量，并且将初始水位截面面积的值设为所述最新水位截面面积值后，重新计算准确水位值。
在本发明第一方面的第五种可能的实现方式中，在求解SCUC模型得到预出清结果后，还包括：
在所述预出清结果的基础上，根据发电机组的数量、工作时长、机组出力值以及机组运行成本，通过所述SCED模型计算出节点电价。
在本发明第一方面的第六种可能的实现方式中，构建所述SCED模型具体为：
将所述SCED模型的目标函数设定为购电成本最小化，并设定所述SCED模型的约束条件；所述SCED模型的约束条件包括负荷平衡约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束。
在本发明第一方面的第七种可能的实现方式中，所述构建并求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型，输出的结果还包括时段电力平衡值、备用容量松弛变量、弃置电量。
第二方面，本发明实施例提供了一种日前电力现货市场出清的安全校核装置，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日前电力现货市场出清的安全校核方法。
第三方面，本发明实施例提供了一种日前电力现货市场出清的安全校核方法的存储介质，所述日前电力现货市场出清的安全校核方法的存储介质用于存储一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序包括程序代码，当所述计算机程序在计算机上运行时，所述程序代码用于执行上述的日前电力现货市场出清的安全校核方法。
相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
针对大型水电富集的送端电网，部分直流联络线与配套机组由于电气距离较短，直流联络线相关的断面约束限额与水电机组之间具有强耦合关系，本发明提供一种日前电力现货市场出清的安全校核方法、装置及存储介质，考虑了对应配套机组的运行情况包括机组群出力、开机台数等，首先利用SCUC模型和SCED模型的出清计算能力，计算出用于控制水电站水电机组发电的发电计划参数和弃水流量；将所述发电计划参数和所述弃水流量发送至水电站调配系统，同时结合所述水电站调配系统的日前水域流量预测结果，计算出水电站在各时段的准确水位值，并且将所述准确水位值与预设的水位控制约束限值进行比较，从而实现综合考虑有功平衡、电力系统安全稳定、水库调度和节能低碳的全面安全校核。最后输出基于所述准确水位值的水电站发电计划的控制量，能够指导包括梯级水电、条件控制断面等复杂电网运行条件下的安全校核工作的实施，也可为调度机构针对电力现货市场出清结果的可行性判别以及校正措施的选择提供参考，以保证电力现货市场出清结果的可靠性和出清计算的时效性。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种日前电力现货市场出清的安全校核方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例中的一种日前电力现货市场出清的安全校核方法的优化步骤流程图；
图3是本发明实施例中的一种日前电力现货市场出清的安全校核方法的水电水位控制校核流程图。
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。
电网安全校核的作用在于：对电力现货市场出清优化过程中所作的等效估计、近似处理的边界参数和约束条件等，根据出清结果进行还原以及精确校对，并根据精确校核越限结果输出或给出校正建议。考虑到含梯级水电、条件控制断面等情况下，电网安全校核的内容众多、流程复杂，本发明提供一种示例性实施例如下：
请参见图1，一种示例性实施例，一种日前电力现货市场出清的安全校核方法，步骤包括：
S101、基于初始水位截面面积值，构建并求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型，得到日前市场预出清的水电机组各时段的发电计划参数和弃水流量；
S102、将所述发电计划参数和所述弃水流量发送至水电站调配系统，同时结合所述水电站调配系统的日前水域流量预测结果，计算出水电站在各时段的准确水位值；
S103、将所述准确水位值与预设的水位控制约束限值进行比较；若比较结果符合水位控制的要求，则输出基于所述准确水位值的水电站发电计划的控制量。
请参见图2，本发明还提供一种优选实施例，所述日前电力现货市场出清的安全校核方法，所述构建并求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型，还包括：
在完成日前现货出清边界条件设置和市场主体报价的数据输入后，求解所述SCUC模型的无断面安全约束的预出清结果；
检验所述预出清结果是否超出常态断面安全约束且所述SCUC模型未达迭代次数上限；
若超出常态断面安全约束且已达到迭代次数上限，则在所述SCUC模型新增越限断面安全约束并重新求解预出清结果，否则判断所述预出清结果是否超出条件断面安全约束且所述SCUC模型未达迭代次数上限；
若超出条件断面安全约束且未达到迭代次数上限，则在所述SCUC模型新增越限断面安全约束并重新求解预出清结果，否则输出预出清结果。
在本实施例中，构建所述SCUC模型具体为：
所述SCUC模型的目标函数设为发电成本最小化，并设定所述SCUC模型的约束条件；其中，所述总发电成本包括运行成本、空载成本、启动成本、线路约束罚函数、断面约束罚函数、水位约束罚函数(针对梯级库容的水电站)和弃能电量罚函数，所述目标函数如下所示：
Figure BDA0002631358270000061
其中：
N表示机组的总台数；
T表示所考虑的总时段数，每天考虑96时段，则T为96；
Pi,t表示机组i在时段t的出力；
Ci,t(Pi,t)、
Figure BDA0002631358270000071
分别为机组i在时段t的运行费用、启动费用，其中机组运行费用Ci,t(Pi,t)是与机组申报的各段出力区间和对应能量价格有关的多段线性函数；
M1为网络潮流约束松弛罚因子；
Figure BDA0002631358270000072
分别为线路l的正、反向潮流松弛变量；NL为线路总数；
Figure BDA0002631358270000073
分别为断面s的正、反向潮流松弛变量；NS为断面总数；
M2为水位控制约束松弛罚因子；
Figure BDA0002631358270000074
分别为水电h的正、反向水位控制松弛变量；NH为有调节能力水电厂总数；
ΩC为可再生能源机组的集合，
Figure BDA0002631358270000075
为水电机组i在时段t的弃水电量，
Figure BDA0002631358270000076
为光伏、风电机组i在时段t的弃风弃光电量，MC为可再生能源弃能量惩罚因子。
所述SCUC模型的约束条件包括负荷平衡约束、系统正备用容量约束、系统负备用容量约束、系统旋转备用约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、机组最小连续开停时间约束、机组最大启停次数约束、线路潮流约束、断面潮流约束、弃水电量判定约束、流域梯级水电水位控制约束。
其中，所述负荷平衡约束具体为：
对于每个时段t，负荷平衡约束可以描述为：
Figure BDA0002631358270000077
其中，Pi,t表示机组i在t时段的出力，Dt为t时段的系统负荷，该负荷已扣减联络线净送入功率。
在确保系统功率平衡的前提下，为了防止系统负荷预测偏差以及各种实际运行事故带来的系统供需不平衡波动，一般整个系统需要留有一定的正、负备用，以满足电力系统发电功率上调、下调的要求。
需要保证每天的总开机容量满足系统的最小备用容量。所述系统正备用容量约束可以描述为：
Figure BDA0002631358270000078
其中，αi,t表示机组i在t时段的启停状态，αi,t＝0表示机组停机，αi,t＝1表示机组开机；
Figure BDA0002631358270000081
为机组i在t时段的最大出力；
Figure BDA0002631358270000082
为t时段的系统正备用容量要求。
所述系统负备用容量约束可以描述为：
Figure BDA0002631358270000083
其中，
Figure BDA0002631358270000084
为机组i在t时段的最小出力；
Figure BDA0002631358270000085
为t时段的系统负备用容量要求。
所述系统旋转备用约束具体为：
各个时段机组出力的上调能力总和与下调能力总和需满足实际运行的上调、下调旋转备用要求。
Figure BDA0002631358270000086
Figure BDA0002631358270000087
其中，ΔPi U为机组i最大上爬坡速率，ΔPi D为机组i最大下爬坡速率；
Figure BDA0002631358270000088
Figure BDA0002631358270000089
分别是机组i在t时段的最大、最小出力；
Figure BDA00026313582700000810
分别为t时段上调、下调旋转备用要求。
所述机组出力上下限约束具体为：
机组的出力应该处于其最大或最小技术出力范围之内，其约束条件可以描述为：
Figure BDA00026313582700000811
若机组停机，αi,t＝0，则通过该约束条件可以将机组出力限定为0；当机组开机时，αi,t＝1，该约束条件为常规的出力上下限约束。
所述机组爬坡约束具体为：
机组上爬坡或下爬坡时，均应满足爬坡速率要求。爬坡约束可描述为：
Pi,t-Pi,t-1≤ΔPi Uαi,t-1
Pi,t-1-Pi,t≤ΔPi Dαi,t
其中，ΔPi U为机组i最大上爬坡速率，ΔPi D为机组i最大下爬坡速率。
所述机组最小连续开停时间约束具体为：
由于火电机组的物理属性及实际运行需要，要求火电机组满足最小连续开机/停机时间。最小连续开停时间约束可以描述为：
Figure BDA0002631358270000091
Figure BDA0002631358270000092
其中，αi,t为机组i在t时段的启停状态；TU、TD为机组的最小连续开机时间和最小连续停机时间。
所述机组最大启停次数约束具体为：
首先定义启动与停机的切换变量，均为0-1整数变量。定义ηi,t为机组i在t时段是否切换到启动状态；定义γi,t表示机组i在t时段是否切换到停机状态，ηi,t、γi,t满足如下条件：
Figure BDA0002631358270000093
Figure BDA0002631358270000094
相应机组i的启停次数限制可表达如下：
Figure BDA0002631358270000095
Figure BDA0002631358270000096
其中，
Figure BDA0002631358270000097
分别为机组i的最大启动和停机次数。
ηi,t、γi,t的解析表达式如下：
Figure BDA0002631358270000098
所述线路潮流约束可以描述为：
Figure BDA0002631358270000101
其中，Pl max为线路l的潮流传输极限；Gl-i为机组i所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；K为系统的节点数量；Gl-k为节点k对线路l的发电机输出功率转移分布因子；Dk,t为节点k在t时段的母线负荷值。
Figure BDA0002631358270000102
分别为线路l的正、反向潮流松弛变量。
所述断面潮流约束描述为：
Figure BDA0002631358270000103
其中，Ps min、Ps max分别为断面s的潮流传输极限；Gs-i为机组i所在节点对断面s的发电机输出功率转移分布因子；Gs-k为节点k对断面s的发电机输出功率转移分布因子。
Figure BDA0002631358270000104
分别为断面s的正、反向潮流松弛变量。
所述弃水电量为水电站可发电量与实际发电量的差值，若未利用的来水流量大于水电站最大发电能力与实际发电能力的差值，弃水电量为最大可发电量与计划/实际发电量之差。表达式为：
Figure BDA0002631358270000105
Figure BDA0002631358270000106
为水电机组i在时段t的弃水电量；Pi,max为水电机组i的机组容量；Pi，t为水电机组i在时段t的出力；
Figure BDA0002631358270000107
为水电机组i在时段t的弃水流量；hi为水电机组i的耗水率。M为一极大正数。ki，t为0-1变量，当
Figure BDA0002631358270000108
时，ki，t＝1；当
Figure BDA0002631358270000109
时，ki，t＝0。
此处0-1变量ki，t是为解决不同来水量时水电机组i在时段t的弃水电量
Figure BDA00026313582700001010
的差异性判定而引入的，因为弃水电量计算的特殊之处在于其为“弃水流量理论弃水电量”与“可用容量未充分利用对应的理论弃水电量”取较小值，即水电机组i的机组容量以下的未发部分才是弃水电量。当弃水流量小于水电机组i机组容量以下的未发部分时，弃水电量即为弃水流量可多发的出力。当弃水流量大于等于水电机组i机组容量以下的未发部分时，弃水电量则恒为机组容量与水电机组i在时段t的出力之差。此约束是基于水电弃水电量计算的特殊性而提出的，为了仅消纳弃水电量，而不会把弃水电量之上、本不应中标的电量也纳入消纳范围。
所述流域梯级水电水位控制约束具体为：
引入水电站的水位、发电流量、弃水流量等决策变量来描述水电站的水位控制要求，考虑了两种类型的水电水位控制约束：一是各时段末确定控制水位上下限；二是水调部门设定的死水位、汛期限制水位控制上下限。时段末控制水位的限值范围小于死水位和汛期限制水位的限值范围，因此引入了时段末控制水位的松弛变量。水电站的水位控制要求上下限可被表示如下：
Figure BDA0002631358270000111
其中Zi,t，end为决策变量，代表水电站i在时段t末的水位；
Figure BDA0002631358270000112
为参数，是由水调处确定的水电站i在时段t末水位控制要求上下限。
在日前出清的时段内，将水电站的水位与蓄水量之间近似定为线性关系，即水库水面面积不变。则水电站i的水库动态平衡方程可写为：
Figure BDA0002631358270000113
其中决策变量为Zi，t，start，Zi,t,end，Qi,t，
Figure BDA0002631358270000114
Zi,t,start为水电站i在时段t的初始水位；Zi,t,end代表水电站i在时段t末的水位；Qi,t为水电站i在时段t的发电流量；
Figure BDA0002631358270000115
为水电站i在时段t的弃水流量；
Figure BDA0002631358270000116
为水电站i在时段t的来水流量。Si为参数，且代表水电站i的水库水面面积。
假设日前水电站间的迟滞时间，与上级水电站的下泄流量无关。水电站i的来水流量表达式即：
Figure BDA0002631358270000117
其中决策变量为
Figure BDA00026313582700001111
Qup(i)，t-s(i)，
Figure BDA0002631358270000119
Figure BDA00026313582700001110
为水电站i在时段t的来水流量；Qup(i),t-s(i)为水电站i的上游水电站up(i)在时段t-s(i)的发电流量；
Figure BDA0002631358270000121
为水电站i的上游水电站up(i)在时段t-s(i)的弃水流量。Ii,t为参数，表示水电站i在时段t的自然来水流量，s(i)代表水电站i面临的上游迟滞时间。
假设日前出清的时段内，水电站的耗水率不变，则水电站i的水量-电量转换关系可写成：
Qi,thi＝Pi,t
Qi,t，Pi,t为决策策变量。其中Qi,t为水电站i在时段t的发电流量；Pi,t表示水电站i在时段t的出力。hi为参数，为水电站i的耗水率。
本时段初水位还等于上一时段末的水位：
Zi,t,start＝Zi,t-1,end
其中Zi,t,start，Zi,t-1,end为决策变量，Zi,t,start代表水电站i在时段t的初始水位；Zi,t-1,end代表水电站i在时段t-1的末水位；
日前市场在0时刻的初始水位为：
Zi,1，start＝Zi，0
其中Zi，1，start被建模为决策变量，代表水电站i在时段1的初始水位；Zi，0为参数，代表水电站i在次日零点的初始水位，这通常可由前一日的日前市场出清结果或实时出清结果计算。
综上，根据水电站i的来水流量由其本级的自然来水流量、上级水电站的发电流量和上级水电站的弃水流量三个部分组成，水位升降又由其本级的发电与弃水流量和上面提到的来水流量之差决定，可建模如下：
Figure BDA0002631358270000122
Figure BDA0002631358270000131
其中，参数
Figure BDA0002631358270000132
为水电站i的死水位、汛期限制水位；决策变量
Figure BDA0002631358270000133
Figure BDA0002631358270000134
分别为水电站的正、反向水位控制松弛变量。
所述日前电力现货市场出清的安全校核方法，在求解SCUC模型得到预出清结果后，还包括：
在所述预出清结果的基础上，根据发电机组的数量、工作时长、机组出力值以及机组运行成本，通过所述SCED模型计算出节点电价。
构建所述SCED模型具体为：
将所述SCED模型的目标函数设定为购电成本最小化，并设定所述SCED模型的约束条件；
所述SCED模型的约束条件包括负荷平衡约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束。
在本实施例中，所述SCED模型的目标函数为购电成本最小化：
Figure BDA0002631358270000135
其中：
N表示机组的总台数；
T表示所考虑的总时段数，假设一天考虑24时段，则T为24；
Pi,t表示机组i在t时段的出力；
Ci,t(Pi,t)为机组i在时段t的运行费用，是机组出力的多段线性函数。
所述负荷平衡约束具体为：
对于每个时段t，负荷平衡约束可以描述为：
Figure BDA0002631358270000141
其中，Pi,t表示机组i在t时段的出力，Dt为t时段的系统负荷，该负荷已扣减联络线净送入功率。
所述机组出力上下限约束具体为：
机组的出力应该处于其最大/最小技术出力范围之内，其约束条件可以描述为：
Figure BDA0002631358270000142
若机组停机，αi,t＝0，则通过该约束条件可以将机组出力限定为0；当机组开机时，αi,t＝1，该约束条件为常规的出力上下限约束。
所述机组爬坡约束具体为：
机组上爬坡或下爬坡时，均应满足爬坡速率要求。爬坡约束可描述为：
Pi,t-Pi,t-1≤ΔPi Uαi,t-1
Pi,t-1-Pi,t≤ΔPi Dαi,t
其中，ΔPi U为机组i最大上爬坡速率，ΔPi D为机组i最大下爬坡速率。
所述SCED模型计算出节点电价具体为：
节点i在t时段的节点电价为：
Figure BDA0002631358270000143
λt：t时段系统负荷平衡约束的拉格朗日乘子；
Figure BDA0002631358270000144
线路l最大正向潮流约束的拉格朗日乘子；
Figure BDA0002631358270000145
线路l最大反向潮流约束的拉格朗日乘子；
Figure BDA0002631358270000146
断面s最大正向潮流约束的拉格朗日乘子；
Figure BDA0002631358270000147
断面s最大反向潮流约束的拉格朗日乘子；
Gl-k：节点k对线路l的发电机输出功率转移分布因子；
Gs-k：节点k对断面s的发电机输出功率转移分布因子。
需要说明的是，所有拉格朗日乘子均大于等于0。
优选地，本实施例还提供一种实施方案，若比较结果不符合水位控制的要求时，执行以下步骤：
根据已有的各水电站的水位和水位截面面积之间的精确关系曲线，获取最新准确水位值及其对应的最新水位截面面积值；
通过对比所述初始水位截面面积值与所述最新水位截面面积值，判断水位截面面积值是否需要更新；
若判定需要更新，则将所述最新水位截面面积值设置为流域梯级水电水位控制约束的参数，重新计算准确水位值。
优选地，本实施例还提供另一种实施方案，若判定水位截面面积值不需要更新，则：
计算流域梯级水电水位控制约束的限额收缩同等的水位偏差量，并且将初始水位截面面积的值设为所述最新水位截面面积值后，重新计算准确水位值。
请参见图3，具体的实施方式为，基于初始水位截面面积Si,0进行日前市场预出清；预出清后，得到水电机组各时段的发电计划和弃水流量的同时，结合日前水域流量预测结果计算水电站在各时段的初始准确水位值Zi,0；将最新的准确水位值Zi，k与水位控制约束限值进行比较，
若出现水位越限则，根据已有的各水电站的水位和水位截面面积之间的精确关系曲线，计算最新准确水位值Zi，k所对应的水位截面面积Si，k；判断Si，k与Si，k-1的变化量是否超过1％；
如未超过，则将流域梯级水电水位控制约束组条件的限额收缩同等的水位偏差量Zi，k-Zi，0，并且将Si，0的值置为Si，k，重新基于初始水位截面面积Si，k进行日前市场预出清；
如超过，则认为水位截面面积仍需更新，将最新的水位截面面积值Si，k代入流域梯级水电水位控制约束组条件进行更新，重新计算流域梯级水电水位控制约束表达式水位值Zi,k+1，并根据已有的各水电站的水位和水位截面面积之间的精确关系曲线，计算最新准确水位值Zi,k+1所对应的水位截面面积；
若没出现水位越限则，水电水位控制校核结束，输出准确水位值。
所述构建并求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型，输出的结果还包括时段电力平衡值、备用容量松弛变量、弃水电量、弃风电量以及弃光电量。
为了保证电网安全，本发明还提供一种优选实施例，所述日前电力现货市场出清的安全校核方法，在求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型得到出清结果后，还包括电网断面安全预校核；
所述电网断面安全预校核，具体为：
执行直流潮流计算，并筛选出负荷率大于或等于85％的重载断面；
对所述重载断面开展基态和N-1故障态的电网断面安全校核，并判断所述重载断面是否超出预设的安全值；若是，则在所述SCED模型新增断面安全约束。
为了计算准确率，可通过根据反馈值修正内部计算系数。本发明还提供一种优选实施例，所述日前电力现货市场出清的安全校核方法，在求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型得到出清结果后，还包括：
统计输出各时段的弃置电量数值；
将所述弃置电量数值与预设的标准值对比；若对比结果不符合标注要求，则在所述SCED模型设定罚函数系数。
具体地，当有大库容水电时目标函数中含有水位约束罚函数，并由以下模型表示。具体为：
Figure BDA0002631358270000161
其中，NH为有调节能力的水电厂总数，T为所考虑的总时段数，M2为水位控制约束松弛罚因子，
Figure BDA0002631358270000171
分别为水电站的正/反向水位控制松弛变量。
若在进行断面安全约束预校核的过程中，目标函数中含有弃能电量罚函数，并由以下模型表示。具体为：
Figure BDA0002631358270000172
其中，ΩC为可再生能源机组的集合，MC为可再生能源弃能量惩罚因子，
Figure BDA0002631358270000173
为水电机组i在时段t的弃水电量，
Figure BDA0002631358270000174
为光伏/风电机组i在时段t的弃风弃光电量。
本发明提供一种示例性实施例，一种日前电力现货市场出清的安全校核装置，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日前电力现货市场出清的安全校核方法。
本发明提供一种示例性实施例，一种日前电力现货市场出清的安全校核方法的存储介质，所述日前电力现货市场出清的安全校核方法的存储介质用于存储一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序包括程序代码，当所述计算机程序在计算机上运行时，所述程序代码用于执行上述的日前电力现货市场出清的安全校核方法。
本申请实施例的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质的更具体的示例至少(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读存储介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
本发明提供一种日前电力现货市场出清的安全校核方法、装置及存储介质，如上述实施例，针对大型水电富集的送端电网，部分直流联络线与配套机组由于电气距离较短，直流联络线相关的断面约束限额与水电机组之间具有强耦合关系，在设定与该联络线相关的断面限额时，考虑了对应配套机组的运行情况(机组群出力、开机台数等)以及复杂断面约束的校核。从安全校核的全面性考虑，包括有功平衡、电力系统安全稳定、水库调度和节能低碳等政策执行的安全保障等在内四个方面内容。其中电力可靠供应统计了有功平衡约束考虑的时段电力平衡、备用是否满足要求；电网安全稳定校核主要针对了基态、N-1故障态的断面是否重载或越限；水库调度涵盖了梯级水电的流量限制；清洁能源消纳则主要考虑了水位和弃水量是否达到控制要求。此外，本发明能够以发电成本最小和全社会效益最大为目标完成市场出清计算；还可为调度机构针对出清结果的可行性判别以及校正措施的选择提供参考，以保证发电计划的可靠和出清计算的高效。
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。

Claims (10)

1.一种日前电力现货市场出清的安全校核方法，其特征在于，步骤包括：
基于初始水位截面面积值，构建并求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型，得到日前市场预出清的水电机组各时段的发电计划参数和弃水流量；
将所述发电计划参数和所述弃水流量发送至水电站调配系统，计算出水电站在各时段的准确水位值；
将所述准确水位值与预设的水位控制约束限值进行比较；若比较结果符合水位控制的要求，则输出基于所述准确水位值的水电站发电计划的控制量。
2.如权利要求1所述的日前电力现货市场出清的安全校核方法，其特征在于，所述构建并求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型，还包括：
在完成日前现货出清边界条件设置和市场主体报价的数据输入后，求解所述SCUC模型的无断面安全约束的预出清结果；
检验所述预出清结果是否超出常态断面安全约束；
若超出常态断面安全约束，则在所述SCUC模型新增越限断面安全约束并重新求解预出清结果，否则判断所述预出清结果是否超出条件断面安全约束；
若超出条件断面安全约束，则在所述SCUC模型新增越限断面安全约束并重新求解预出清结果，否则输出预出清结果。
3.如权利要求1或2所述的日前电力现货市场出清的安全校核方法，其特征在于，构建所述SCUC模型具体为：
所述SCUC模型的目标函数设为发电成本最小化，并设定所述SCUC模型的约束条件；所述SCUC模型的约束条件包括负荷平衡约束、系统正备用容量约束、系统负备用容量约束、系统旋转备用约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、机组最小连续开停时间约束、机组最大启停次数约束、线路潮流约束、断面潮流约束、弃水电量判定约束、流域梯级水电水位控制约束。
4.如权利要求3所述的日前电力现货市场出清的安全校核方法，其特征在于，若比较结果不符合水位控制的要求时，执行以下步骤：
根据已有的各水电站的水位和水位截面面积之间的精确关系曲线，获取最新准确水位值及其对应的最新水位截面面积值；
通过对比所述初始水位截面面积值与所述最新水位截面面积值，判断水位截面面积值是否需要更新；
若判定需要更新，则将所述最新水位截面面积值设置为流域梯级水电水位控制约束的参数，重新计算准确水位值。
5.如权利要求4所述的日前电力现货市场出清的安全校核方法，其特征在于，若判定水位截面面积值不需要更新，则：
计算流域梯级水电水位控制约束的限额收缩同等的水位偏差量，并且将初始水位截面面积的值设为所述最新水位截面面积值后，重新计算准确水位值。
6.如权利要求2所述的日前电力现货市场出清的安全校核方法，其特征在于，在求解SCUC模型得到预出清结果后，还包括：
在所述预出清结果的基础上，根据发电机组的数量、工作时长、机组出力值以及机组运行成本，通过所述SCED模型计算出节点电价。
7.如权利要求6所述的日前电力现货市场出清的安全校核方法，其特征在于，构建所述SCED模型具体为：
将所述SCED模型的目标函数设定为购电成本最小化，并设定所述SCED模型的约束条件；所述SCED模型的约束条件包括负荷平衡约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束。
8.如权利要求1所述的日前电力现货市场出清的安全校核方法，其特征在于，所述构建并求解日前电力现货市场出清的SCUC模型和SCED模型，输出的结果还包括时段电力平衡值、备用容量松弛变量、弃置电量。
9.一种日前电力现货市场出清的安全校核装置，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8任一项所述的日前电力现货市场出清的安全校核方法。
10.一种日前电力现货市场出清的安全校核方法的存储介质，其特征在于，所述日前电力现货市场出清的安全校核方法的存储介质用于存储一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序包括程序代码，当所述计算机程序在计算机上运行时，所述程序代码用于执行上述权利要求1至8任一项所述的日前电力现货市场出清的安全校核方法。
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