CN112907078A - 水电耦合的市场出清方法、系统、设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力市场领域，公开了一种水电耦合的市场出清方法、系统、设备及可读存储介质，所述市场出清方法包括：获取电网的运行边界条件、市场申报信息及水情信息；基于电网的未来态网络拓扑模型，根据运行边界条件及市场申报信息建立电网的机组运行约束、系统平衡约束和网络约束；根据水情信息建立发电用水约束，根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束；基于电网的未来态网络拓扑模型及市场申报信息，以发电成本最小化为优化目标，在满足机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束的条件下，进行市场出清计算，得到出清结果。实现对含梯级水电的电网的出清计算，为电力市场深化改革提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明属于电力市场领域，涉及一种水电耦合的市场出清方法、系统、设备及可读存储介质。
背景技术
随着电力市场化改革的推进，当前国内多个省已初步建成了中长期交易市场，省级电力现货市场的建设也不断推进。水电作为第二大常规能源，在电力系统格局中占有极其重要的地位，在实际运行中，水电装机占比高、丰枯发电原则差异大、网架复杂约束多、流域梯级关系耦合复杂、各市场主体竞争能力差异大等给四川电力现货市场建设带来了巨大挑战。
目前，在含梯级水电的电网建设电力现货市场时，一般还是使用常规电力现货市场的出清技术去实现，但是由于上下级流域间以及水力平衡-电力平衡耦合产生的物理制约，经常使得常规现货市场出清技术难以直接复用，导致不能进行精确的出清计算，亟需在含梯级水电的电力现货市场出清关键技术上进一步突破，为水电富集的省份推进电力现货市场建设提供技术支撑。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中含梯级水电的电力现货市场出清时，难以直接复用常规现货市场出清技术，导致不能进行精确的出清计算的缺点，提供一种水电耦合的市场出清方法、系统、设备及可读存储介质。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明第一方面，一种水电耦合的市场出清方法，适用于含梯级水电的电力现货市场，所述市场出清方法包括以下步骤：
获取电网的运行边界条件、市场申报信息及水情信息；
基于电网的未来态网络拓扑模型，根据运行边界条件及市场申报信息建立电网的机组运行约束、系统平衡约束和网络约束；
根据水情信息建立发电用水约束，根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束；
基于电网的未来态网络拓扑模型及市场申报信息，以发电成本最小化为优化目标，在满足机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束的条件下，进行市场出清计算，得到出清结果。
本发明水电耦合的市场出清方法进一步的改进在于：
所述运行边界条件包括系统负荷预测、母线负荷预测、联络线计划、中长期计划、优先电量计划、外送计划、固定出力计划以及断面限额；所述水情信息包括水拓扑关系、初始水库蓄水量、区间来水预测、水流时滞、库容水位上下限、水电转换系数以及水库面积。
所述电网的未来态网络拓扑模型采用如下方式建立：
获取电网的运行数据，所述运行数据包括网络模型、设备运行参数、设备投运计划、设备退役计划、设备停电检修计划和母线接牌方式；
根据设备投运计划、设备退役计划、设备停电检修计划和母线接牌方式构建网络拓扑，基于网络拓扑的逻辑关系，确定电网内设备未来态的运行状态；
根据电网内设备未来态的运行状态、网络模型以及设备运行参数，建立电网的未来态网络拓扑模型；其中，所述运行状态包括下述中的至少一种：检修、故障、故障陪停、检修陪停、可用和孤岛可用。
所述根据水情信息建立发电用水约束的具体方法为：
根据水情信息建立库容水位上下限约束：
库容水位下限≤水库当前的库容水位≤库容水位上限
其中，库容水位＝水库蓄水量/水库面积；水库蓄水量＝初始水库蓄水量+水库入库流量-水库出库流量；水库入库流量＝区间来水预测+时滞上游水库发电用水+时滞上游水库下泄水量；水库出库流量＝水库发电用水+水库下泄水量；
其中，时滞上游水库发电用水为考虑上游水库至本水库的时滞后，对应的上游水库发电用水；时滞上游水库下泄水量为考虑上游水库至本水库的时滞后，对应的上游水库下泄水量；
根据库容水位上下限约束，得到水库发电用水的上限和下限，建立发电用水约束：水库发电用水的下限≤水库发电用水≤水库发电用水的上限。
所述根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束的具体方法为：
所述发电量约束包括发电量上下限约束及发电量振动区约束；所述市场申报信息包括水库的振动区发电量范围；
将水库发电用水的上限和水库发电用水的下限通过水电转换系数转换为发电量的上限和下限，根据发电量的上限和下限建立发电量上下限约束：
发电量的下限≤发电量≤发电量的上限
根据振动区发电量范围建立发电量振动区约束：
所述进行市场出清计算时，采用安全约束机组组合方法和安全约束经济调度方法进行市场出清计算。
还包括安全校核步骤，具体包括：
基于未来态网络拓扑模型，进行灵敏度计算得到电网的灵敏度矩阵；
当出清结果中的电网直流潮流数据超过预设的潮流裕度范围时，安全校核不通过，根据灵敏度矩阵及电网直流潮流数据与潮流裕度范围之间的偏差调整电网内各设备的设备运行参数，更新未来态网络拓扑模型、机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束，并再次进行出清计算，得到并更新出清结果，迭代安全校核步骤；
否则，安全校核通过，输出出清结果。
本发明第二方面，一种水电耦合的市场出清系统，适用于含梯级水电的电力现货市场，所述市场出清系统包括以下步骤：
数据获取模块，用于获取电网的运行边界条件、市场申报信息及水情信息；
基础约束建立模块，用于基于未来态网络拓扑模型，根据运行边界条件及市场申报信息建立电网的机组运行约束、系统平衡约束和网络约束；
发电量约束建立模块，用于根据水情信息建立发电用水约束，根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束；以及
出清模块，用于基于未来态网络拓扑模型及市场申报信息，以发电成本最小化为优化目标，在满足机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束的条件下，进行市场出清计算，得到出清结果。
本发明第三方面，一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述水电耦合的市场出清方法的步骤。
本发明第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述水电耦合的市场出清方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明水电耦合的市场出清方法，通过根据获取的水情信息建立发电用水约束，进而根据水电之间的关系，根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束，完成水电的耦合约束。同时，基于未来态网络拓扑模型，在发电量约束以及一些基础约束下，结合市场申报信息实现水计划单元的市场化，有效求解含梯级水电的电网的出清结果，为水电计划单元参与电力现货市场提供了可能性，拓展以火电为主的电力现货市场出清技术，有助于为电力市场深化改革提供技术支撑。
进一步的，在建立发电用水约束时，充分考虑梯级水电的上下游之间的时滞约束，以及水拓扑关系表征的上下游之间的流域耦合约束，进而能够得到精确的发电量约束，提升出清结果的准确性。
附图说明
图1为本发明一个实施例中的水电耦合的市场出清方法流程框图；
图2为本发明再一个实施例中的水电耦合的市场出清方法流程框图；
图3为本发明再一个实施例中的水电耦合的市场出清系统结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
首先，对本发明涉及的相关术语进行具体的解释。
电力现货市场：通过交易平台在日前及更短时间内集中开展的次日、日内至实时调度之前电力交易活动的总称。现货市场交易标的物包括电能量、调频服务、备用服务等。
安全校核：对检修计划、发电计划、市场出清结果和电网运行操作等内容，从电力系统运行安全角度分析其安全性的过程。分析方法包括静态安全分析、暂态稳定分析、动态稳定分析、电压稳定分析等。
市场数据申报：市场主体按照现货市场的要求，在指定的时间范围内申报各类数据信息，包括静态属性注册数据、运行技术参数和经济性参数等。
市场出清：电力市场根据市场规则通过竞争定价确定交易量、价。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明一个实施例中，提供了一种水电耦合的市场出清方法，适用于含梯级水电的电力现货市场，基于运行边界条件和市场申报信息，在时间上考虑上下游时滞约束，在空间上考虑上下游流域耦合约束，然后考虑水拓扑关系、区间来水预测、时滞、水库蓄水量、水库入库流量及水库出库流量等构建考虑水-电耦合约束的电力现货市场出清方法，为水电计划单元参与电力现货市场提供了可能性，并为电力市场深化改革提供技术支撑。具体的，所述市场出清方法包括以下步骤：
S1：获取电网的运行数据、运行边界条件、市场申报信息及水情信息。
具体的，运行边界条件是电网运行必须要满足的边界要求，至少要包含系统负荷预测、母线负荷预测、联络线计划、中长期计划、优先电量计划、外送计划、固定出力计划以及断面限额。
市场申报信息是是电网在参与现货市场时，需要申报的信息。电力市场规则规定，电网在参与现货市场时要申报其最大出力，同时要申报量价信息，就是每一档位出力有对应的价格，同时，电网申报的最大出力不应超过其最大申报发电能力，以保证其能实现所申报的出力。尤其是，针对含梯级水电的电网，在申报市场申报信息时，还需要申报其振动区发电量范围，振动区发电量范围是水电机组在振动区的发电量上下限，这个由水电机组和水情决定。因为水电机组在振动区运行时，影响水电机组的安全运行和机组寿命，因此需要申报该信息，以使得最终的出清结果中的电量在该范围之外。
水情信息就是梯级水电的具体情况信息，一般至少要包含水拓扑关系、初始水库蓄水量、区间来水预测、水流时滞、库容水位上下限、水电转换系数以及水库面积，这些量都会记录在D5000平台，使用时直接从D5000平台直接获取。
S2：基于电网的未来态网络拓扑模型，根据运行边界条件及市场申报信息建立电网的机组运行约束、系统平衡约束和网络约束。
具体的，与火电机组类似，含梯级水电的电网在出清时也需要确定机组运行约束、系统平衡约束和网络约束，以保证电网能够稳定运行。机组运行约束、系统平衡约束和网络约束的具体确定过程是现有常规手段。其中，机组运行约束通过未来态网络拓扑模型内各机组的运行参数进行确定，比如机组运行振动区、最大技术出力、最小技术出力、启停时间、启停次数以及爬坡速率等等。系统平衡约束一般通过整合系统负荷预测、母线负荷预测、联络线计划、中长期计划、优先电量计划、外送计划以及固定出力计划等边界条件进行确定，保证系统平衡不越限。网络约束一般基于未来态网络拓扑模型，通过未来态网络拓扑模型内各断面的断面限额确定，确定断面的运行上下限。
其中，电网的未来态网络拓扑模型可以直接通过调度机构获取，也可以采用如下方式进行建立：首先，获取电网的运行数据。目前，一般是通过调度机构和交易机构直接获取电网的各项运行数据，比如通过D5000平台进行数据获取，D5000平台是电网调度技术支持系统，用于电网运行实时监控、在线稳定性分析、调度业务管理等功能，可直接通过该平台进行电网的数据获取。其中，运行数据至少要包含有电网的网络模型、设备运行参数、设备投运计划、设备退役计划、设备停电检修计划和母线接牌方式，有了这些运行数据才能构建电网的未来态网络拓扑模型。根据运行数据建立电网的未来态网络拓扑模型。根据设备投运计划、设备退役计划、设备停电检修计划和母线接牌方式，将这些数据组合起来搭建网络拓扑，网络拓扑就是电网内所有设备的带电状态，如开关与刀闸的分、合状态，线路投运、退出、充电状态，母线运行、退出、并列、分列运行等，机组并网发电、停机，变压器的运行、退出、空载等。基于网络拓扑的逻辑关系，确定电网内设备未来态的运行状态，根据电网内设备未来态的运行状态、电网的网络模型以及设备运行参数，建立电网的未来态网络拓扑模型；其中，所述运行状态包括下述中的至少一种：检修、故障、故障陪停、检修陪停、可用和孤岛可用。
将运行状态分为检修、故障、故障陪停、检修陪停、可用态以及孤岛可用，实现运行状态的多态划分，这样做的好处是可以准确确定各设备的运行情况，提升判断各设备未来态的运行状态的准确性，进而准确确认各设备在未来态的出力情况，以便更精确的确定出清所需的约束。
S3：根据水情信息建立发电用水约束，根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束，发电量约束是水电耦合得到的结果，进而能够实现水电计划单元参与电力现货市场。
其中，根据水情信息建立发电用水约束的具体方法为：
根据水情信息建立库容水位上下限约束：库容水位下限≤水库当前的库容水位≤库容水位上限，即：
Hf,w,min≤Hf,w,t≤Hf,w,max
其中，Hf,w,min表示水库w的库容水位下限；Hf,w,max表示水库w的库容水位上限；Hf,w,t表示水库w当前的库容水位。
其表达式如下：
其中，FHf,w,t表示本水库w的库容水位函数；Tx-w表示上游水库x到本水库w的时滞；
表示时滞上游水库出库流量；Ffw,t表示区间来水预测；Ff,w,t(Pi)表示水库出库流量。
库容水位＝水库蓄水量/水库面积；水库蓄水量＝初始水库蓄水量+水库入库流量-水库出库流量；水库入库流量＝区间来水预测+时滞上游水库发电用水+时滞上游水库下泄水量；水库出库流量＝水库发电用水+水库下泄水量；时滞上游水库出库流量＝时滞上游水库发电用水+时滞上游水库下泄水量；时滞上游水库发电用水为考虑上游水库至本水库的时滞，对应的上游水库发电用水；时滞上游水库下泄水量为考虑上游水库至本水库的时滞，对应的上游水库下泄水量，时滞为上游水库的水流流经上游水库与本水库之间距离所用的时间，通过考虑时滞，就可以准确的得到本水库的当前水量情况。
然后根据库容水位上下限约束，得到水库发电用水的上限和下限，建立发电用水约束：水库发电用水的下限≤水库发电用水≤水库发电用水的上限。
得到发电用水约束后，由于发电用水与发电量直接对应，因此将发电用水与发电量进行耦合，建立表示水电耦合的发电量约束，因为振动区的存在，发电量不能在振动区范围内，所以这里的发电量约束包括发电量上下限约束及发电量振动区约束。
其中，发电量上下限约束的具体建立过程如下：将水库发电用水的上限和水库发电用水的下限通过水电转换系数转换为发电量的上限和下限，各个时刻的发电用水水量与发电功率间的比值是该时刻的水电转换系数，这个水电转换系数是水情信息内包含的内容，可以直接获取，具体的，通过下式表示：
w_use(t)＝P_w(t)×w_cr(t)
其中，w_use(t)表示本水库t时刻的发电用水，单位为m3；P_w(t)表示本水库t时刻的发电功率，单位为kW；w_cr(t)表示本水库t时刻的水电转化系数，单位为m3/kWh。
根据发电量的上限和下限建立发电量上下限约束：
发电量的下限≤发电量≤发电量的上限。
发电量振动区约束的具体建立过程如下：从市场申报信息内获取水库的振动区发电量范围，该数据由电网申报，根据振动区发电量范围建立发电量振动区约束：
具体的，通过下式表示：
其中，Pm,t表示水电机组m在时段t的发电量；
表示水电机组m在时段t的第k个振动区的发电量上限；
表示水电机组m在时段t的第k个振动区的发电量下限。
将发电量上下限约束以及发电量振动区约束合并，即得到水电耦合的发电量约束，以体现水与电之间的约束关系。
S4：基于未来态网络拓扑模型及市场申报信息，以发电成本最小化为优化目标，在满足机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束的条件下，进行市场出清计算，得到出清结果。
具体的，市场申报信可以用于提供水电机组的出力区间及对应出力区间的价格，进而实现电网出力与市场的结合。以发电成本最小化为优化目标，具体针对含梯级水电的电网来说，即以水电机组发电成本最小化为优化目标，表达式如下：
其中，N表示水电机组的总台数；T表示所考虑的总时段数；Pi,t表示水电机组i在时段t的发电量；Ci,t(Pi,t)表示水电机组i在时段t的运行费用，运行费用是与电网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，表达式如下：
式中，NM表示水电机组i在时段t的申报出力区间段数；Pi,t,m表示水电机组i在时段t第m个出力区间中的中标电力；Ci,t,m表示水电机组i在时段t第m个出力区间对应的电能量价格。
本实施例中，在出清计算时仍然采用安全约束机组组合(SCUC)方法和安全约束经济调度(SCED)方法进行日前市场出清计算，安全约束机组组合(SCUC)方法和安全约束经济调度(SCED)方法是电力市场领域成熟的出清优化计算方法，具体可参见广东电力市场细则。这两个方法能够根据上述优化目标和约束条件，不断优化计算最终得到出清结果，出清结果包括中标电力及电能量价格，这里的中标电力与上述的发电量直接对应，即中标电力等于发电量。
参见图2，本发明再一个实施例中，提供了一种水电耦合的市场出清方法，该市场出清方法除包含上述实施例中市场出清方法的全部内容外，还包括安全校核步骤，通过安全校核使得出清结果更加可靠、可信，保证出清结果能够引导电网合理的运行和调度。
所述安全校核步骤具体包括：基于未来态网络拓扑模型，进行灵敏度计算得到电网的灵敏度矩阵。其中，根据对应时段的未来态网络拓扑模型，得到对应时段电网各节点两侧设备的阻抗和各线路的阻抗，根据电网节点两侧设备的阻抗和线路的阻抗，通过下式计算各条线路潮流对各节点有功出力的灵敏度，进而组合得到灵敏度矩阵：
ski＝(xpi-xqi)/xk
其中，ski表示第k条线路的线路潮流对第i个节点有功出力的灵敏度，xpi和xqi分别表示节点i两侧设备的阻抗值，xk表示线路k的阻抗。
然后对出清结果进行判断，当出清结果中的电网直流潮流数据超过预设的潮流裕度范围时，安全校核不通过，根据灵敏度矩阵及电网直流潮流数据与潮流裕度范围之间的偏差调整电网内各设备的设备运行参数，更新未来态网络拓扑模型、机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束，并再次进行出清计算，得到并更新出清结果，迭代安全校核步骤；否则，安全校核通过，输出出清结果。
其中，更新未来态网络拓扑模型、机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束具体是指将未来态网络拓扑模型、机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束中的设备运行参数，对应的修改为调整后的设备运行参数。
参见图3，本发明再一个实施例中，提供了一种水电耦合的市场出清系统，该市场出清系统能够用来实施上述实施例中公开的市场出清方法。具体的，该市场出清系统包括数据获取模块、基础约束建立模块、发电量约束建立模块以及出清模块。
其中，数据获取模块，用于获取电网的运行边界条件、市场申报信息及水情信息。基础约束建立模块用于基于电网的未来态网络拓扑模型，根据运行边界条件及市场申报信息建立电网的机组运行约束、系统平衡约束和网络约束。发电量约束建立模块用于根据水情信息建立发电用水约束，根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束。出清模块用于基于未来态网络拓扑模型，以发电成本最小化为优化目标，在满足机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束的条件下，进行市场出清计算，得到出清结果。
本发明再一个实施例中，公开了一种终端设备，该终端设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor、DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于水电耦合的市场出清方法的操作，包括：获取电网的运行边界条件、市场申报信息及水情信息；基于电网的未来态网络拓扑模型，根据运行边界条件及市场申报信息建立电网的机组运行约束、系统平衡约束和网络约束；根据水情信息建立发电用水约束，根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束；基于电网的未来态网络拓扑模型及市场申报信息，以发电成本最小化为优化目标，在满足机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束的条件下，进行市场出清计算，得到出清结果。
再一个实施例中，本发明还提供了一种计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是终端设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括终端设备中的内置存储介质，当然也可以包括终端设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。
可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关水电耦合的市场出清方法的相应步骤；计算机可读存储介质中的一条或一条以上指令由处理器加载并执行如下步骤：获取电网的运行边界条件、市场申报信息及水情信息；基于电网的未来态网络拓扑模型，根据运行边界条件及市场申报信息建立电网的机组运行约束、系统平衡约束和网络约束；根据水情信息建立发电用水约束，根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束；基于电网的未来态网络拓扑模型及市场申报信息，以发电成本最小化为优化目标，在满足机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束的条件下，进行市场出清计算，得到出清结果。
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 (10)
1.一种水电耦合的市场出清方法，其特征在于，适用于含梯级水电的电力现货市场，所述市场出清方法包括以下步骤：
获取电网的运行边界条件、市场申报信息及水情信息；
基于电网的未来态网络拓扑模型，根据运行边界条件及市场申报信息建立电网的机组运行约束、系统平衡约束和网络约束；
根据水情信息建立发电用水约束，根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束；
基于电网的未来态网络拓扑模型及市场申报信息，以发电成本最小化为优化目标，在满足机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束的条件下，进行市场出清计算，得到出清结果。
2.根据权利要求1所述的水电耦合的市场出清方法，其特征在于，所述运行边界条件包括系统负荷预测、母线负荷预测、联络线计划、中长期计划、优先电量计划、外送计划、固定出力计划以及断面限额；所述水情信息包括水拓扑关系、初始水库蓄水量、区间来水预测、水流时滞、库容水位上下限、水电转换系数以及水库面积。
3.根据权利要求2所述的水电耦合的市场出清方法，其特征在于，所述电网的未来态网络拓扑模型采用如下方式建立：
获取电网的网络模型、设备运行参数、设备投运计划、设备退役计划、设备停电检修计划和母线接牌方式；
根据设备投运计划、设备退役计划、设备停电检修计划和母线接牌方式构建网络拓扑，基于网络拓扑的逻辑关系，确定电网内设备未来态的运行状态；
根据电网内设备未来态的运行状态、网络模型以及设备运行参数，建立电网的未来态网络拓扑模型；其中，所述运行状态包括下述中的至少一种：检修、故障、故障陪停、检修陪停、可用和孤岛可用。
4.根据权利要求2所述的水电耦合的市场出清方法，其特征在于，所述根据水情信息建立发电用水约束的具体方法为：
根据水情信息建立库容水位上下限约束：
库容水位下限≤水库当前的库容水位≤库容水位上限
其中，库容水位＝水库蓄水量/水库面积；水库蓄水量＝初始水库蓄水量+水库入库流量-水库出库流量；水库入库流量＝区间来水预测+时滞上游水库发电用水+时滞上游水库下泄水量；水库出库流量＝水库发电用水+水库下泄水量；
其中，时滞上游水库发电用水为考虑上游水库至本水库的时滞后，对应的上游水库发电用水；时滞上游水库下泄水量为考虑上游水库至本水库的时滞后，对应的上游水库下泄水量；
根据库容水位上下限约束，得到水库发电用水的上限和下限，建立发电用水约束：水库发电用水的下限≤水库发电用水≤水库发电用水的上限。
5.根据权利要求1所述的水电耦合的市场出清方法，其特征在于，所述根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束的具体方法为：
所述发电量约束包括发电量上下限约束及发电量振动区约束；所述市场申报信息包括水库的振动区发电量范围；
将水库发电用水的上限和水库发电用水的下限通过水电转换系数转换为发电量的上限和下限，根据发电量的上限和下限建立发电量上下限约束：
发电量的下限≤发电量≤发电量的上限
根据振动区发电量范围建立发电量振动区约束：
6.根据权利要求1所述的水电耦合的市场出清方法，其特征在于，所述进行市场出清计算时，采用安全约束机组组合方法和安全约束经济调度方法进行市场出清计算。
7.根据权利要求1所述的水电耦合的市场出清方法，其特征在于，还包括安全校核步骤，具体包括：
基于未来态网络拓扑模型，进行灵敏度计算得到电网的灵敏度矩阵；
当出清结果中的电网直流潮流数据超过预设的潮流裕度范围时，安全校核不通过，根据灵敏度矩阵及电网直流潮流数据与潮流裕度范围之间的偏差调整电网内各设备的设备运行参数，更新未来态网络拓扑模型、机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束，并再次进行出清计算，得到并更新出清结果，迭代安全校核步骤；
否则，安全校核通过，输出出清结果。
8.一种水电耦合的市场出清系统，其特征在于，适用于含梯级水电的电力现货市场，所述市场出清系统包括以下步骤：
数据获取模块，用于获取电网的运行边界条件、市场申报信息及水情信息；
基础约束建立模块，用于基于未来态网络拓扑模型，根据运行边界条件及市场申报信息建立电网的机组运行约束、系统平衡约束和网络约束；
发电量约束建立模块，用于根据水情信息建立发电用水约束，根据发电用水约束及市场申报信息建立发电量约束；以及
出清模块，用于基于未来态网络拓扑模型及市场申报信息，以发电成本最小化为优化目标，在满足机组运行约束、系统平衡约束、网络约束和发电量约束的条件下，进行市场出清计算，得到出清结果。
9.一种终端设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述水电耦合的市场出清方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述水电耦合的市场出清方法的步骤。
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