CN114219524A - 一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法和装置 - Google Patents

一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114219524A
CN114219524A CN202111465330.4A CN202111465330A CN114219524A CN 114219524 A CN114219524 A CN 114219524A CN 202111465330 A CN202111465330 A CN 202111465330A CN 114219524 A CN114219524 A CN 114219524A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power
provincial
national
inter
market
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111465330.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王木
钟海旺
谭振飞
夏清
康重庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Beijing Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Tsinghua University
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Beijing Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University, State Grid Corp of China SGCC, State Grid Beijing Electric Power Co Ltd filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202111465330.4A priority Critical patent/CN114219524A/zh
Publication of CN114219524A publication Critical patent/CN114219524A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00—Commerce
    • G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
    • G06Q30/0201—Market modelling; Market analysis; Collecting market data
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00—Commerce
    • G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
    • G06Q30/0283—Price estimation or determination
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q40/00—Finance; Insurance; Tax strategies; Processing of corporate or income taxes
    • G06Q40/04—Trading; Exchange, e.g. stocks, commodities, derivatives or currency exchange
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S50/00—Market activities related to the operation of systems integrating technologies related to power network operation or related to communication or information technologies
    • Y04S50/14—Marketing, i.e. market research and analysis, surveying, promotions, advertising, buyer profiling, customer management or rewards

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Finance (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Accounting & Taxation (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Technology Law (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法和装置，其中，方法包括：输入电力系统基础数据；基础数据包括：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据；根据电力系统基础数据生成国家市场基本数据；基本数据包括：导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵和生成用于国家市场出清的负荷矩阵；基于国家市场基本数据，构建省间耦合出清模型；对省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果。本发明能够实现含约束优化的国家日前市场出清，为省内日前市场出清提供边界条件，从技术层面支撑基于省级异构的全国统一电力现货市场建设，具有很高的应用价值。

Description

一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法和装置
技术领域
本发明涉及电力市场技术领域，特别涉及一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法及装置。
背景技术
新一轮电改方案力图还原电力的商品属性，以市场机制优化配置电力资源，促进新能源和可再生能源消纳，引导科学合理的电力规划，保障电力系统安全可靠运行。
我国能源资源禀赋特征决定了需要更大范围的优化配置。东西部、南北部在经济结构和能源分布之间、用电需求和发电装机之间、用电负荷季节特性和一次能源供应自然特性之间存在着极强的互补性。随着风电、光伏、水能等清洁能源的大规模开发利用，西部地区已经成为我国经济发展的重要能源引擎。然而，2/3以上能源需求集中在中东部，主要能源基地距离负荷中心约800-2000公里，我国能源资源与能源需求呈典型的逆向分布态势。大量清洁能源无法就地消纳，弃水、弃风、弃光现象严重。这样的资源禀赋决定了单一的省级市场是无法独立完成电改的根本目标，需要加快建立统一开放、竞争有序的全国统一电力市场。
而新一轮改革以各省的市场建设为起步，各省根据其省情和网情，设计了不同模式的电力市场交易体系。基于“省级异构”的全国统一电力现货市场在实现层面需要完善的机制和技术支撑。因此，本发明提出一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法及装置，能够实现含约束优化的国家日前市场出清，为省内日前市场出清提供边界条件，从技术层面支撑基于“省级异构”的全国统一电力现货市场建设，具有很高的应用价值。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明提出一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，能够实现含约束优化的国家日前市场出清，为省内日前市场出清提供边界条件，从技术层面支撑基于“省级异构”的全国统一电力现货市场建设，具有很高的应用价值。
本发明的第二个目的在于提出一种全国统一电力现货市场省间耦合出清装置。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，包括：
S1，输入电力系统基础数据；所述电力系统基础数据包括：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据；
S2，根据所述电力系统基础数据生成国家市场基本数据；所述生成国家市场基本数据包括：导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵和生成用于国家市场出清的负荷矩阵；
S3，基于所述国家市场基本数据，构建省间耦合出清模型；
S4，对所述省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果。
本发明实施例的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，通过输入电力系统基础数据；电力系统基础数据包括：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据；根据电力系统基础数据生成国家市场基本数据；生成国家市场基本数据包括：导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵和生成用于国家市场出清的负荷矩阵；基于国家市场基本数据，构建省间耦合出清模型；对省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果。本发明基于集中优化、边际出清的原则，以社会福利最大为优化目标，同时考虑跨省输电费用和联络线功率约束，能够实现含约束优化的国家日前市场出清，从技术层面支撑基于“省级异构”的全国统一电力现货市场交易，具有很高的应用价值。
另外，根据本发明上述实施例的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述省间网络拓扑包括省间联络线连接关系、省间联络线功率限额和省间交流线路电抗；所述各省各类型发电机装机数据包括各省火电机组装机容量、新能源发电机组装机容量和水电机组装机容量；所述各省日前负荷预测数据，为第二日各时段各节点电力负荷需求情况。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述申报发电出力和综合价格包括：省内预平衡确定的各省机组开机方式、发电预计划和各省申报机组综合价格；所述国家市场网络矩阵包括：AC网络导纳矩阵和DC网络连接矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述生成国家市场网络矩阵，是对于兼具交流和直流联络线的多区域电力系统，为模拟区域间的潮流，运用假设以简化模型，包括：将每个区域系统简化为虚拟节点，以计算交流联络线上的潮流；直流联络线的传输功率在所述传输功率的功率限额内独立可调。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述省间耦合出清模型的目标函数为：
Figure BDA0003391179080000021
其中，ca,i(·)和
Figure BDA0003391179080000022
分别为区域a内发电机i的报价函数和计划出力，
Figure BDA0003391179080000023
为联络线k的传输功率，πk为相应的输电费用。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述省间耦合出清模型的约束条件包括：区域间功率平衡、发电机组运行约束、交流联络线潮流方程和省间联络线传输功率约束。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述方法，还包括：
对多区域系统进行网络简化，将虚拟节点间的联络线传输功率和相角分别用Ptl和θ表示；其中，交流AC联络线和直流DC联络线上的传输功率分别表示为P tl(ac)和P tl(dc)，以及定义y是交流联络线的导纳向量，W表示区域联络线关联矩阵；其中，Wdc和Wac分别对应为DC和AC的关联矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，对于简化的区域间网络，每个区域的流出功率定义为：
Figure BDA0003391179080000031
其中，
Figure BDA0003391179080000032
为区域a内发电机计划出力的向量，
Figure BDA0003391179080000033
为区域a内节点负荷的向量；
用Pnex表示
Figure BDA0003391179080000034
向量，区域间AC网络的功率方程表示为：
Yacθ＝Pnex-WdcPtl(dc)， (3)
Ptl(ac)＝diag(y)Wacθ， (4)
其中，式(3)表示区域间功率平衡，Yac为简化区域AC网络的节点导纳矩阵，表示Yac＝Wacdiag(y)(Wac)T，式(4)为AC联络线的潮流方程；
发电机出力约束和联络线传输功率约束分别为：
Figure BDA0003391179080000035
Figure BDA0003391179080000036
Figure BDA0003391179080000037
式中，
Figure BDA0003391179080000038
和
Figure BDA0003391179080000039
分别为发电机出力的上、下限，
Figure BDA00033911790800000310
和
Figure BDA00033911790800000311
分别为直流(DC)联络线上传输功率的上、下限，
Figure BDA00033911790800000312
和
Figure BDA00033911790800000313
分别为交流(AC)联络线上传输功率的上、下限。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述对所述省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果，包括：
利用商业优化求解器求解所述S3得到的线性规划模型，以得到线性规划模型的最优解，联络线传输功率
Figure BDA00033911790800000314
的取值，为跨区联络线传输功率，求解过程中对应于每个区域的流出功率
Figure BDA00033911790800000315
的拉格朗日乘子为每个区域的分区电价。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种全国统一电力现货市场省间耦合出清装置，包括：
输入模块，用于输入电力系统基础数据；所述电力系统基础数据包括：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据中的多种；
生成模块，用于根据所述电力系统基础数据生成国家市场基本数据；所述生成国家市场基本数据包括：导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵和生成用于国家市场出清的负荷矩阵；
构建模块，用于基于所述国家市场基本数据，以构建省间耦合出清模型；
求解模块，用于对所述省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果。
本发明实施例全国统一电力现货市场省间耦合出清装置，通过输入模块，用于输入电力系统基础数据；电力系统基础数据包括：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据；生成模块，用于根据电力系统基础数据生成国家市场基本数据；生成国家市场基本数据包括：导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵和生成用于国家市场出清的负荷矩阵；构建模块，用于基于国家市场基本数据，构建省间耦合出清模型；求解模块，用于对省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果。本发明基于集中优化、边际出清的原则，以社会福利最大为优化目标，同时考虑跨省输电费用和联络线功率约束，能够实现含约束优化的国家日前市场出清，从技术层面支撑基于“省级异构”的全国统一电力现货市场交易，具有很高的应用价值。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法的流程图；
图2是多区域系统简化网络示意图；
图3为根据本发明实施例的全国统一电力现货市场省间耦合出清装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法。
图1是本发明一个实施例的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法的流程图。
如图1所示，该方法包括但不限于如下步骤：
步骤S1，输入电力系统基础数据；电力系统基础数据包括：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据。
可以理解的是，本发明的电力系统基础数据包括但不限于：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据。
具体的，省间网络拓扑包括省间联络线连接关系、省间联络线功率限额、省间交流线路电抗；各省各类型发电机装机数据包括各省火电机组装机容量、新能源发电机组装机容量、水电机组装机容量；日前负荷预测数据，为第二日各时段各节点电力负荷需求情况。
步骤S2，根据电力系统基础数据生成国家市场基本数据；生成国家市场基本数据包括：导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵和生成用于国家市场出清的负荷矩阵。
可以理解的是，本发明的生成国家市场基本数据，包括导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵、生成用于国家市场出清的负荷矩阵。
具体的，导入申报发电出力和综合价格，包括省内预平衡确定的各省机组开机方式和发电预计划、各省申报机组综合价格；生成国家市场网络矩阵，包括生成AC网络导纳矩阵、生成DC网络连接矩阵。
步骤S3，基于国家市场基本数据，构建省间耦合出清模型。
可以理解的是，本发明考虑一个兼具交流和直流联络线的多区域电力系统，为模拟区域间的潮流，做合理性假设：
1)每个区域系统都简化为虚拟节点，用于计算交流联络线上的潮流；
2)直流联络线的传输功率在其功率限额内独立可调。
在假设1中进行的简化被广泛用于多区域市场的文献中，并且也在实践中实现，例如，在欧洲日前市场耦合中使用的是简化通用网格模型。假设1的合理性在于，与区域间电网相比，区域内电网通常在电气上更紧密地连接，因此在计算区域间潮流时可以忽略内部系统的结构。根据假设1，区域间潮流仅由电网联络线端口条件决定。假设2是可以实现的，因为直流联络线上的传输功率可以通过调整变流器的触发角、熄弧角和变压器的分接头设置来控制。在这种假设下，可以将直流联络线上的传输功率作为联络线调度优化问题的决策变量。
其中，全国统一电力现货市场省间耦合出清模型的目标函数为：
Figure BDA0003391179080000051
式中，ca,i(·)和
Figure BDA0003391179080000061
分别为区域a内发电机i的报价函数和计划出力；
Figure BDA0003391179080000062
为联络线k的传输功率，πk为相应的输电费用。暂不考虑时段耦合约束，因此可对每一运行时段分别出清。对于每个时段，省间耦合出清模型的优化目标为系统总运行费用最小，包括发电成本和输电费用两部分。
在本发明的一个实施例中，全国统一电力现货市场省间耦合出清模型的约束条件包括区域间功率平衡、发电机组运行约束、交流联络线潮流方程、省间联络线传输功率约束。
下面结合附图对本发明实施例做进一步阐述。图2是本发明多区域系统简化网络，如图2所示：
具体而言，虚拟节点间的联络线传输功率和相角分别用Ptl和θ表示。为了区别起见，交流(AC)联络线和直流(DC)联络线上的传输功率分别表示为P tl(ac)和P tl(dc)，均为Ptl的一部分。此外，还定义了网络参数。W表示区域联络线关联矩阵，其中Wdc和Wac分别对应为DC和AC的关联矩阵。y是交流联络线的导纳向量。
对于简化的区域间网络，如图2所示，每个区域的流出功率定义为
Figure BDA0003391179080000063
式中，
Figure BDA0003391179080000064
为区域a内发电机计划出力的向量；
Figure BDA0003391179080000065
为区域a内节点负荷的向量。
用Pnex表示
Figure BDA0003391179080000066
向量，区域间AC网络的功率方程可以表示为
Yacθ＝Pnex-WdcPtl(dc)， (3)
Ptl(ac)＝diag(y)Wacθ， (4)
式(3)表示区域间功率平衡，其中Yac为简化区域AC网络的节点导纳矩阵，可以表示Yac＝Wacdiag(y)(Wac)T。式(4)为AC联络线的潮流方程。
发电机出力约束和联络线传输功率约束分别为
Figure BDA0003391179080000067
Figure BDA0003391179080000068
Figure BDA0003391179080000069
式中，
Figure BDA00033911790800000610
和
Figure BDA00033911790800000611
分别为发电机出力的上、下限，
Figure BDA00033911790800000612
和
Figure BDA00033911790800000613
分别为直流(DC)联络线上传输功率的上、下限，
Figure BDA00033911790800000614
和
Figure BDA00033911790800000615
分别为交流(AC)联络线上传输功率的上、下限。
步骤S4，对省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果。
可以理解的是，本发明输出初步跨区跨省交易结果，包括跨区(省)联络线传输功率、各区(省)分区电价；该结果将进一步用于省内日前市场出清。
具体的，利用现有的商业优化求解器(如Cplex，Gurobi等)求解步骤S3得到的线性规划模型，得到线性规划模型的最优解，联络线传输功率
Figure BDA0003391179080000071
的取值，即跨区(省)联络线传输功率；求解过程中对应于每个区域的流出功率
Figure BDA0003391179080000072
(节点有功功率)的拉格朗日乘子即每个区域的分区电价。
综上，本发明实施例提出的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，基于集中优化、边际出清的原则，以社会福利最大为优化目标，同时考虑跨省输电费用和联络线功率约束，能够实现含约束优化的国家日前市场出清，从技术层面支撑全国统一电力现货市场交易，具有很高的应用价值。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的全国统一电力现货市场省间耦合出清装置。
图3是本发明一个实施例的全国统一电力现货市场省间耦合出清装置的结构示意图。
如图3所示，该全国统一电力现货市场省间耦合出清装置10包括：输入模块100、生成模块200、构建模块300和求解模块400。
输入模块100，用于输入电力系统基础数据；电力系统基础数据包括：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据；
生成模块200，用于根据电力系统基础数据生成国家市场基本数据；生成国家市场基本数据包括：导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵和生成用于国家市场出清的负荷矩阵；
构建模块300，用于基于国家市场基本数据，构建省间耦合出清模型；
求解模块400，用于对省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果。
进一步地，在本发明的一个实施例中，上述输入模块100中，省间网络拓扑包括省间联络线连接关系、省间联络线功率限额和省间交流线路电抗；各省各类型发电机装机数据包括各省火电机组装机容量、新能源发电机组装机容量和水电机组装机容量；各省日前负荷预测数据，为第二日各时段各节点电力负荷需求情况。
进一步地，在本发明的一个实施例中，上述生成模块200中，申报发电出力和综合价格包括：省内预平衡确定的各省机组开机方式、发电预计划和各省申报机组综合价格；国家市场网络矩阵包括：AC网络导纳矩阵和DC网络连接矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，上述构建模块300中的省间耦合出清模型的目标函数为：
Figure BDA0003391179080000073
式中，ca,i(·)和
Figure BDA0003391179080000081
分别为区域a内发电机i的报价函数和计划出力；
Figure BDA0003391179080000082
为联络线k的传输功率，πk为相应的输电费用。暂不考虑时段耦合约束，因此可对每一运行时段分别出清。对于每个时段，省间耦合出清模型的优化目标为系统总运行费用最小，包括发电成本和输电费用两部分。
进一步地，在本发明的一个实施例中，省间耦合出清模型的约束条件包括：区域间功率平衡、发电机组运行约束、交流联络线潮流方程和省间联络线传输功率约束。
进一步地，在本发明的一个实施例中，该装置还包括，简化模块，用于对多区域系统进行网络简化，将虚拟节点间的联络线传输功率和相角分别用Ptl和θ表示；其中，交流AC联络线和直流DC联络线上的传输功率分别表示为P tl(ac)和P tl(dc)，以及定义y是交流联络线的导纳向量，W表示区域联络线关联矩阵；其中，Wdc和Wac分别对应为DC和AC的关联矩阵。
进一步地，在本发明的一个实施例中，对于上述简化模块，每个区域的流出功率定义为：
Figure BDA0003391179080000083
其中，
Figure BDA0003391179080000084
为区域a内发电机计划出力的向量，
Figure BDA0003391179080000085
为区域a内节点负荷的向量；
用Pnex表示
Figure BDA0003391179080000086
向量，区域间AC网络的功率方程表示为：
Yacθ＝Pnex-WdcPtl(dc)， (3)
Ptl(ac)＝diag(y)Wacθ， (4)
其中，式(3)表示区域间功率平衡，Yac为简化区域AC网络的节点导纳矩阵，表示Yac＝Wacdiag(y)(Wac)T，式(4)为AC联络线的潮流方程；
发电机出力约束和联络线传输功率约束分别为：
Figure BDA0003391179080000087
Figure BDA0003391179080000088
Figure BDA0003391179080000089
式中，
Figure BDA00033911790800000810
和
Figure BDA00033911790800000811
分别为发电机出力的上、下限，
Figure BDA00033911790800000812
和
Figure BDA00033911790800000813
分别为直流(DC)联络线上传输功率的上、下限，
Figure BDA00033911790800000814
和
Figure BDA00033911790800000815
分别为交流(AC)联络线上传输功率的上、下限。
进一步地，在本发明的一个实施例中，上述求解模块400，还用于：利用商业优化求解器求解经构建模块300得到的线性规划模型，以得到线性规划模型的最优解，联络线传输功率
Figure BDA0003391179080000091
的取值，为跨区联络线传输功率，求解过程中对应于每个区域的流出功率
Figure BDA0003391179080000092
的拉格朗日乘子为每个区域的分区电价。
根据本发明实施例全国统一电力现货市场省间耦合出清装置，通过输入模块，用于输入电力系统基础数据；电力系统基础数据包括：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据；生成模块，用于根据电力系统基础数据生成国家市场基本数据；生成国家市场基本数据包括：导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵和生成用于国家市场出清的负荷矩阵；构建模块，用于基于国家市场基本数据，构建省间耦合出清模型；求解模块，用于对省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果。本发明基于集中优化、边际出清的原则，以社会福利最大为优化目标，同时考虑跨省输电费用和联络线功率约束，能够实现含约束优化的国家日前市场出清，从技术层面支撑基于“省级异构”的全国统一电力现货市场交易，具有很高的应用价值。
需要说明的是，前述对全国统一电力现货市场省间耦合出清方法实施例的解释说明也适用于该实施例的全国统一电力现货市场省间耦合出清装置，此处不再赘述。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，输入电力系统基础数据；所述电力系统基础数据包括：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据；
S2，根据所述电力系统基础数据生成国家市场基本数据；所述生成国家市场基本数据包括：导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵和生成用于国家市场出清的负荷矩阵；
S3，基于所述国家市场基本数据，构建省间耦合出清模型；
S4，对所述省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果。
2.根据权利要求1所述的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，其特征在于，
所述省间网络拓扑包括省间联络线连接关系、省间联络线功率限额和省间交流线路电抗；
所述各省各类型发电机装机数据包括各省火电机组装机容量、新能源发电机组装机容量和水电机组装机容量；
所述各省日前负荷预测数据，为第二日各时段各节点电力负荷需求情况。
3.根据权利要求1所述的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，其特征在于，
所述申报发电出力和综合价格包括：省内预平衡确定的各省机组开机方式、发电预计划和各省申报机组综合价格；
所述国家市场网络矩阵包括：AC网络导纳矩阵和DC网络连接矩阵。
4.根据权利要求3所述的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，其特征在于，所述生成国家市场网络矩阵，是对于兼具交流和直流联络线的多区域电力系统，为模拟区域间的潮流，运用假设以简化模型，包括：
将每个区域系统简化为虚拟节点，以计算交流联络线上的潮流；
直流联络线的传输功率在所述传输功率的功率限额内独立可调。
5.根据权利要求4所述的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，其特征在于，所述省间耦合出清模型的目标函数为：
Figure FDA0003391179070000011
其中，ca,i(·)和
Figure FDA0003391179070000012
分别为区域a内发电机i的报价函数和计划出力，
Figure FDA0003391179070000013
为联络线k的传输功率，πk为相应的输电费用。
6.根据权利要求5所述的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，其特征在于，所述省间耦合出清模型的约束条件包括：区域间功率平衡、发电机组运行约束、交流联络线潮流方程和省间联络线传输功率约束。
7.根据权利要求6所述的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，其特征在于，所述方法，还包括：
对多区域系统进行网络简化，将虚拟节点间的联络线传输功率和相角分别用Ptl和θ表示；其中，交流AC联络线和直流DC联络线上的传输功率分别表示为Ptl(ac)和Ptl(dc)，以及定义y是交流联络线的导纳向量，W表示区域联络线关联矩阵；其中，Wdc和Wac分别对应为DC和AC的关联矩阵。
8.根据权利要求7所述的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，其特征在于，对于简化的区域间网络，每个区域的流出功率定义为：
Figure FDA0003391179070000021
其中，
Figure FDA0003391179070000022
为区域a内发电机计划出力的向量，
Figure FDA0003391179070000023
为区域a内节点负荷的向量；
用Pnex表示
Figure FDA0003391179070000024
向量，区域间AC网络的功率方程表示为：
Yacθ＝Pnex-WdcPtl(dc)， (3)
Ptl(ac)＝diag(y)Wacθ， (4)
其中，式(3)表示区域间功率平衡，Yac为简化区域AC网络的节点导纳矩阵，表示Yac＝Wacdiag(y)(Wac)T，式(4)为AC联络线的潮流方程；
发电机出力约束和联络线传输功率约束分别为：
Figure FDA0003391179070000025
Figure FDA0003391179070000026
Figure FDA0003391179070000027
式中，
Figure FDA0003391179070000028
和
Figure FDA0003391179070000029
分别为发电机出力的上、下限，
Figure FDA00033911790700000210
和
Figure FDA00033911790700000211
分别为直流(DC)联络线上传输功率的上、下限，
Figure FDA00033911790700000212
和
Figure FDA00033911790700000213
分别为交流(AC)联络线上传输功率的上、下限。
9.根据权利要求8所述的全国统一电力现货市场省间耦合出清方法，其特征在于，所述对所述省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果，包括：
利用商业优化求解器求解所述S3得到的线性规划模型，以得到线性规划模型的最优解，联络线传输功率
Figure FDA00033911790700000214
的取值，为跨区联络线传输功率，求解过程中对应于每个区域的流出功率
Figure FDA00033911790700000215
的拉格朗日乘子为每个区域的分区电价。
10.一种全国统一电力现货市场省间耦合出清装置，其特征在于，包括：
输入模块，用于输入电力系统基础数据；所述电力系统基础数据包括：省间网络拓扑、省间联络线输电价格、各省各类型发电机装机数据和各省日前负荷预测数据；
生成模块，用于根据所述电力系统基础数据生成国家市场基本数据；所述生成国家市场基本数据包括：导入申报发电出力和综合价格、生成国家市场网络矩阵和生成用于国家市场出清的负荷矩阵；
构建模块，用于基于所述国家市场基本数据，构建省间耦合出清模型；
求解模块，用于对所述省间耦合出清模型进行求解，以输出初步跨区跨省交易结果。
CN202111465330.4A 2021-12-03 2021-12-03 一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法和装置 Pending CN114219524A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111465330.4A CN114219524A (zh) 2021-12-03 2021-12-03 一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111465330.4A CN114219524A (zh) 2021-12-03 2021-12-03 一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114219524A true CN114219524A (zh) 2022-03-22

Family

ID=80699536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111465330.4A Pending CN114219524A (zh) 2021-12-03 2021-12-03 一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114219524A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117745339A (zh) * 2024-02-20 2024-03-22 广东电力交易中心有限责任公司 一种跨省电力交易的容量可行域预测方法、系统及介质

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117745339A (zh) * 2024-02-20 2024-03-22 广东电力交易中心有限责任公司 一种跨省电力交易的容量可行域预测方法、系统及介质
CN117745339B (zh) * 2024-02-20 2024-05-24 广东电力交易中心有限责任公司 一种跨省电力交易的容量可行域预测方法、系统及介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jiang et al. Optimal economic scheduling of microgrids considering renewable energy sources based on energy hub model using demand response and improved water wave optimization algorithm
Hong et al. Energy-Internet-oriented microgrid energy management system architecture and its application in China
Wu et al. Bi-level optimization model for integrated energy system considering the thermal comfort of heat customers
CN104734168B (zh) 一种基于电热联合调度的微电网运行优化系统及方法
US10078315B2 (en) Collaborative balancing of renewable energy overproduction with electricity-heat coupling and electric and thermal storage for prosumer communities
CN109858759A (zh) 一种工业园区综合能源平衡调度方法
US11982544B2 (en) Distributed control of energy storage device charging and grid stability
CN106127342B (zh) 一种基于scuc的跨区联络线交易优化方法
AU2015315803B2 (en) Grid tied, real time adaptive, distributed intermittent power
WO2017188083A1 (ja) マイクログリッドの運転計画装置および方法、並びにマイクログリッドの運転計画装置で使用される地域エネルギー管理装置およびエネルギー管理装置
CN115360804B (zh) 一种有序充电系统及有序充电方法
CN111553544B (zh) 基于一致性算法的工业园区分布式综合需求响应方法
CN111667136A (zh) 一种区域电力市场的出清方法、装置及存储介质
Zhao et al. Multi-time scale dispatch approach for an AC/DC hybrid distribution system considering the response uncertainty of flexible loads
CN115564244A (zh) 一种考虑碳排放的电力现货市场区域出清方法和装置
CN105226649B (zh) 一种基于母线负荷预测改进的省级电网发电调度优化方法
CN114219524A (zh) 一种全国统一电力现货市场省间耦合出清方法和装置
CN114330909A (zh) 一种共享储能与多微网分布式协调优化运行方法
CN113746105A (zh) 电力需求响应的优化控制方法、装置、设备和存储介质
Wang et al. Inter-provincial electricity spot market model for China
CN111931977B (zh) 一种考虑电—热能传输价值投入的虚拟电厂扩展规划模型构建方法
CN115149540A (zh) 一种基于分区自治的多区域虚拟电厂协同优化运行方法
CN110458319A (zh) 一种电网安全约束节能调度模型的构建方法
CN208922109U (zh) 微能网
Naraindath et al. Conceptual framework of microgrid and virtual power plants with renewable energy resources

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination