CN113496322A - 一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配方法和系统 - Google Patents

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CN113496322A CN202010199201.4A CN202010199201A CN113496322A CN 113496322 A CN113496322 A CN 113496322A CN 202010199201 A CN202010199201 A CN 202010199201A CN 113496322 A CN113496322 A CN 113496322A
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Abstract

本发明提供了一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配方法和系统，包括：根据各区域间可用的输电通道的输电费和网损率，以及预先建立的参与电力匹配的各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系，分别计算每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差；基于剩余价差以及区域间输电通道可用输电容量，对售电方和购电方申报的电力进行匹配。本申请提出的一种区域间电力匹配方法，考虑线路可用输电容量、考虑输电费和网损，实现计及可用输电容量的区域间中长期匹配，大大提高了区域间中长期交易的可执行性，有助于实现市场交易与电网运行的统筹建设的目标。

Description

一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配方法和系统
技术领域
本发明属于电力市场技术领域，具体涉及一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配方法和系统。
背景技术
因为随着经济发展，电力装机容量越来越大，输送距离越来越长；同时随着不同类型新能源发电机组根据不同地区的资源禀赋在各地区的建立，需要进行互联互济。以中国为例，中国由于各地资源禀赋差异，长期依赖于特高压线路通过省间中长期交易实现大范围的资源优化配置。随着电力市场改革的深入推进，电力资源全局协调优化配置的实际需求使得中国统一电力市场建设的重要性和紧迫性凸显。现有的区域间购电方和售电方进行匹配时，考虑因素不够全面，有可能使得购电方和售电方间进行电力传输时，超过传输通道的容量，导致缺乏可执行性。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配方法，其改进之处在于，包括：
根据各区域间可用的输电通道的输电费和网损率，以及预先建立的参与电力匹配的各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系，分别计算每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差；
基于所述剩余价差以及区域间输电通道可用输电容量，对所述售电方和购电方申报的电力进行匹配。
优选的，所述关联关系的建立，包括：
获取参与电力匹配的各购电方与各售电方市场成员所在区域以及所有区域间可用的输电通道；
针对各售电方和购电方所在区域，分别以售电方所在区域为起始点，以购电方所在区域为目标点，基于所有区域间可用的输电通道，得到售电方到购电方的各输电路径经过的输电通道；
根据售电方到购电方的各输电路径经过的输电通道，得到各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系。
优选的，所述剩余价差的计算式如下：
Figure BDA0002418731870000021
式中，Offset(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path进行匹配的剩余价差；price(d,t)表示购电方d在t时段的申报电价；price(o,t)表示售电方o在t时段的申报电价；tie表示输电通道，tariff(tie)表示输电通道tie的输电费，loss(tie)表示输电通道tie上的网损折价；map(path,tie)表示输电路径path与输电通道tie间的关联关系。
优选的，所述基于所述剩余价差以及区域间输电通道可用输电容量，对所述售电方和购电方申报的电力进行匹配，包括：
根据每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差，按照所述剩余价差从大到小进行排序，得到购售对序列；
依次判断所述购售对序列中各购售对若匹配成功，是否满足区域间输电通道可用输电容量约束、购方申报电力约束和售方申报电力约束：若满足，则匹配成功，否则匹配失败；
根据匹配成功的购售对，对所述售电方和购电方申报的电力进行匹配。
优选的，所述区域间输电通道可用输电容量约束的计算式如下：
Figure BDA0002418731870000022
式中，flow(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path的流量；map(path,tie)表示输电路径path与输电通道tie间的关联关系，ATC(tie,t)表示输电通道tie在t时段的剩余可用容量。
优选的，所述购方申报电力约束的计算式如下：
Figure BDA0002418731870000023
式中，flow(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path的流量；Eng(d,t)表示购电方d在t时段申报电力。
优选的，所述售方申报电力约束的计算式如下：
Figure BDA0002418731870000024
式中，flow(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path的流量；Eng(o,t)表示售电方o在t时段申报电力。
优选的，所述对多个售电方和购电方进行匹配之后，还包括：
发布购电方和售电方经由每笔输电路径达成的匹配结果，所述匹配结果包括每个时段的中标电力、出清电价以及经由的输电路径。
基于同一发明构思，本申请还提供了一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配系统，其特征在于，包括：剩余价差模块和匹配模块；
所述剩余价差模块，用于根据各区域间可用的输电通道的输电费和网损率，以及预先建立的参与电力匹配的各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系，分别计算每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差；
所述匹配模块，用于基于所述剩余价差以及区域间输电通道可用输电容量，对所述售电方和购电方申报的电力进行匹配。
优选的，还包括用于建立关联关系的关系模块；所述关系模块包括：数据获取单元、路径通道单元、关联关系单元；
所述数据获取单元，用于获取参与电力匹配的各购电方与各售电方市场成员所在区域以及所有区域间可用的输电通道；
所述路径通道单元，用于针对各售电方和购电方所在区域，分别以售电方所在区域为起始点，以购电方所在区域为目标点，基于所有区域间可用的输电通道，得到售电方到购电方的各输电路径经过的输电通道；
所述关联关系单元，用于根据售电方到购电方的各输电路径经过的输电通道，得到各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
本发明提供了一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配方法和系统，包括：根据各区域间可用的输电通道的输电费和网损率，以及预先建立的参与电力匹配的各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系，分别计算每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差；基于剩余价差以及区域间输电通道可用输电容量，对售电方和购电方申报的电力进行匹配。本申请提出的一种区域间电力匹配方法，考虑线路可用输电容量ATC考虑输电费和网损，实现计及ATC的区域间中长期匹配，大大提高了区域间中长期交易的可执行性，有助于实现市场交易与电网运行的统筹建设的目标。
附图说明
图1为本发明提供的一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配方法流程示意图；
图2为本发明提供的一个计及可用输电容量的区域间电力申报匹配方法实施例的流程示意图；
图3为本发明提供的一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配系统基本结构示意图；
图4为本发明提供的一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配系统详细结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
实施例1：
本发明提供的一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配方法流程示意图如图1所示，包括：
步骤1：根据各区域间可用的输电通道的输电费和网损率，以及预先建立的参与电力匹配的各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系，分别计算每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差；
步骤2：基于剩余价差以及区域间输电通道可用输电容量，对售电方和购电方申报的电力进行匹配。
本发明中划分区域的标准为：将国家设为第一级，以国家的电网分布形式依次设级；
本实施例以中国为例，将中国设为第一级；中国下设的各省为第二级的区域。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，对应参与电力匹配的区域。区域间电力匹配方法总体思路：在省间集中交易出清中，首先基于全中国省间可用输电通道，针对参与交易的购售方之间可用输电路径进行自动搜索，建立输电路径与输电通道之间的关联表。然后根据不同输电通道的输电费、网损率等参数计算每个购售对基于每条可用输电路径上进行交易会有多少剩余价差。最后基于可用的交易路径，考虑省间输电费和网损，考虑省间输电通道可用输电容量(ATC)，采用高低匹配出清方式，针对多个购方、售方进行集中匹配，即进行集中交易优化出清，出清结果进行信息发布，该交易结果作为后续结算依据。该流程如图2所示。
(1)省间集中竞价交易组织和信息发布
北京电力交易中心组织省间集中竞价交易，发布交易周期、准入市场成员、交易申报窗口以及各输电通道上的可用输电能力(ATC)等信息。
(2)市场成员进行交易申报
各省准入市场成员可以选择直接参与省间集中竞价交易，也可以选择由省公司代理参与省间集中竞价交易，各市场成员按时段时段电力、电价。允许在不同时段上申报电力、电价不一样。
(3)输电路径自动搜索
以省为节点，基于中国省间输电通道，包括各分部之间的特高压输电线路，根据集中交易的购、售方市场成员所在省，进行购电方、售电方之间的可用输电路径自动搜索，建立可用输电路径与输电通道关联表。购电方也可简称为购方，售电方也可简称为售方。关联表如下:1所示：
表1：输电路径与输电通道关联表
Figure BDA0002418731870000051
(4)每个购售对在每条可用输电路径上剩余价差计算
根据输电通道上输电费和网损率，计算输电路径经由的所有输电通道的输电费和网损折价之和。将购方市场成员的申报价格减去所有输电通道的输电费和网损折价，减去售方市场成员报价，得到每个购售对在每条可用输电路径上进行交易的剩余价差。具体如下式所示：
Figure BDA0002418731870000052
式中，o表示售电方，d表示购电方，path表示输电路径，tie表示输电通道；Offset(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path进行匹配的剩余价差；price(d,t)表示购电方d在t时段的申报电价；price(o,t)表示售电方o在t时段的申报电价；tariff(tie)表示输电通道tie的输电费，loss(tie)表示输电通道tie上的网损折价；map(path,tie)表示输电路径path与输电通道tie间的关联关系，如果为1表示路径path经过输电通道tie，如果为0表示路径path没有经由输电通道tie。
(5)高低匹配出清
利用上一步骤计算得到每个购售对在每条可用输电路径上剩余价差，按照价差从大到小进行排序出清，排序出清过程中需要考虑如下出清约束：
出清约束：
5-1：输电通道的ATC约束
为了提高省间集中交易出清结果的可执行性，必须针对输电通道进行ATC校核，针对每一个输电通道tie加入ATC约束，具体如下式所示：
Figure BDA0002418731870000061
式中，flow(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path的流量；ATC(tie,t)表示输电通道tie在t时段的剩余可用容量。
5-2：购方申报电力约束
购方中标电力应小于申报电力，具体如下式所示：
Figure BDA0002418731870000062
式中，flow(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path的流量；Eng(d,t)表示购电方d在t时段申报电力。
5-3：售方申报电力约束
售方中标电力应小于申报电力，具体如下式所示：
Figure BDA0002418731870000063
式中，Eng(o,t)表示售电方o在t时段申报电力。
(6)交易结果发布
北京电力交易中心发布购方和售方经由每笔路径达成的交易结果，包括每个时段的中标电力、出清电价以及经由的输电路径。结果一旦发布视为交易结果生效，作为后续结算依据。
实施例2：
下面给出一个计及可用输电容量的区域间电力申报匹配的具体实施例。
以四川水电、甘肃风电外送到华东各省的省间月度电力交易为例，购方、售方按照单时段申报电力、电价，考虑省间输送通道的正向、反向ATC约束，考虑省间输送通道的线损率、输电价格等因素，按照高低匹配方式进行集中出清计算。
售方申报电力、电价如表2所示，购方申报电力、电价如表3所示，省间部分输送通道参数如表4所示。
表2：售方申报电力、电价
售方成员 申报电力(MW) 申报电价(元/MW)
四川水电 8000 200
甘肃风电 10000 250
表3：购方申报电力、电价
购方成员 申报电力(MW) 申报电价(元/MW)
上海用户 4000 400
浙江用户 3000 390
安徽用户 3800 380
江苏用户 4500 360
表4：省间部分输送通道参数
Figure BDA0002418731870000071
成交结果如表5所示。
Figure BDA0002418731870000072
Figure BDA0002418731870000081
实施例3：
基于同一发明构思，本发明还提供了一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配系统，由于这些设备解决技术问题的原理与区域间电力匹配方法相似，重复之处不再赘述。
该系统基本结构如图3所示，包括：剩余价差模块和匹配模块；
剩余价差模块，用于根据各区域间可用的输电通道的输电费和网损率，以及预先建立的参与电力匹配的各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系，分别计算每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差；
匹配模块，用于基于剩余价差以及区域间输电通道可用输电容量，对售电方和购电方申报的电力进行匹配。
区域间电力匹配系统详细结构如图4所示。
该系统还包括用于建立关联关系的关系模块；关系模块包括：数据获取单元、路径通道单元、关联关系单元；
数据获取单元，用于获取参与电力匹配的各购电方与各售电方市场成员所在区域以及所有区域间可用的输电通道；
路径通道单元，用于针对各售电方和购电方所在区域，分别以售电方所在区域为起始点，以购电方所在区域为目标点，基于所有区域间可用的输电通道，得到售电方到购电方的各输电路径经过的输电通道；
关联关系单元，用于根据售电方到购电方的各输电路径经过的输电通道，得到各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系。
其中，匹配模块包括：购售对序列单元、判断单元和匹配单元；
购售对序列单元，用于根据每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差，按照剩余价差从大到小进行排序，得到购售对序列；
判断单元，用于依次判断购售对序列中各购售对若匹配成功，是否满足区域间输电通道可用输电容量约束、购方申报电力约束和售方申报电力约束：若满足，则匹配成功，否则匹配失败；
匹配单元，用于根据匹配成功的购售对，对售电方和购电方申报的电力进行匹配。
其中，该系统还包括发布模块；
发布模块，用于发布购电方和售电方经由每笔输电路径达成的匹配结果，匹配结果包括每个时段的中标电力、出清电价以及经由的输电路径。
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:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配方法，其特征在于，包括：
根据各区域间可用的输电通道的输电费和网损率，以及预先建立的参与电力匹配的各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系，分别计算每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差；
基于所述剩余价差以及区域间输电通道可用输电容量，对所述售电方和购电方申报的电力进行匹配。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关联关系的建立，包括：
获取参与电力匹配的各购电方与各售电方市场成员所在区域以及所有区域间可用的输电通道；
针对各售电方和购电方所在区域，分别以售电方所在区域为起始点，以购电方所在区域为目标点，基于所有区域间可用的输电通道，得到售电方到购电方的各输电路径经过的输电通道；
根据售电方到购电方的各输电路径经过的输电通道，得到各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述剩余价差的计算式如下：
Figure FDA0002418731860000011
式中，Offset(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path进行匹配的剩余价差；price(d,t)表示购电方d在t时段的申报电价；price(o,t)表示售电方o在t时段的申报电价；tie表示输电通道，tariff(tie)表示输电通道tie的输电费，loss(tie)表示输电通道tie上的网损折价；map(path,tie)表示输电路径path与输电通道tie间的关联关系。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述剩余价差以及区域间输电通道可用输电容量，对所述售电方和购电方申报的电力进行匹配，包括：
根据每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差，按照所述剩余价差从大到小进行排序，得到购售对序列；
依次判断所述购售对序列中各购售对若匹配成功，是否满足区域间输电通道可用输电容量约束、购方申报电力约束和售方申报电力约束：若满足，则匹配成功，否则匹配失败；
根据匹配成功的购售对，对所述售电方和购电方申报的电力进行匹配。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述区域间输电通道可用输电容量约束的计算式如下：
Figure FDA0002418731860000021
式中，flow(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path的流量；map(path,tie)表示输电路径path与输电通道tie间的关联关系，ATC(tie,t)表示输电通道tie在t时段的剩余可用容量。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述购方申报电力约束的计算式如下：
Figure FDA0002418731860000022
式中，flow(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path的流量；Eng(d,t)表示购电方d在t时段申报电力。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述售方申报电力约束的计算式如下：
Figure FDA0002418731860000023
式中，flow(path,o,d,t)表示售电方o和购电方d之间在t时段经由输电路径path的流量；Eng(o,t)表示售电方o在t时段申报电力。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对多个售电方和购电方进行匹配之后，还包括：
发布购电方和售电方经由每笔输电路径达成的匹配结果，所述匹配结果包括每个时段的中标电力、出清电价以及经由的输电路径。
9.一种计及可用输电容量的区域间电力申报匹配系统，其特征在于，包括：剩余价差模块和匹配模块；
所述剩余价差模块，用于根据各区域间可用的输电通道的输电费和网损率，以及预先建立的参与电力匹配的各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系，分别计算每个购电方与售电方间的购售对在各条可用输电路径的剩余价差；
所述匹配模块，用于基于所述剩余价差以及区域间输电通道可用输电容量，对所述售电方和购电方申报的电力进行匹配。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括用于建立关联关系的关系模块；所述关系模块包括：数据获取单元、路径通道单元、关联关系单元；
所述数据获取单元，用于获取参与电力匹配的各购电方与各售电方市场成员所在区域以及所有区域间可用的输电通道；
所述路径通道单元，用于针对各售电方和购电方所在区域，分别以售电方所在区域为起始点，以购电方所在区域为目标点，基于所有区域间可用的输电通道，得到售电方到购电方的各输电路径经过的输电通道；
所述关联关系单元，用于根据售电方到购电方的各输电路径经过的输电通道，得到各购电方与各售电方间输电路径与输电通道间的关联关系。
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