CN115115144B - 考虑源荷的电力市场分区和出清方法、装置、设备和介质 - Google Patents

考虑源荷的电力市场分区和出清方法、装置、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本发明属于电力自动化技术领域，公开一种考虑源荷的电力市场分区和出清方法、装置、设备和介质；所述方法包括：获取电力市场的预出清结果中的潮流信息和节点信息；根据所述潮流信息计算电力市场各支路的边权重指标；基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区；基于电力市场分区，求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，获得分区后出清结果；输出所述分区后出清结果。本发明通过计算线路潮流的概率分布，确定各条线路的重载和越限情况，并以此为依据定义边权重指标，求解图的最小割问题，实现了基于阻塞情况的动态分区；解决了现有聚类算法无法获得最优分区的技术问题。

Description

考虑源荷的电力市场分区和出清方法、装置、设备和介质
技术领域
本发明属于电力自动化技术领域，特别涉及一种考虑源荷的电力市场分区和出清方法、装置、设备和介质。
背景技术
传统的电力市场分区准则均是依照备用的地理位置或是所有权归属，没有考虑网络实际运行状况。部分地区采用聚类算法，如美国德州电力可靠性委员会（ERCOT）根据线路的传输分配因子（power transfer distribution factor，PTDF）将“相似”的节点归为一类来定义阻塞区域。部分研究在此基础上计及传输约束、网络重构及故障等多种因素的影响，提出基于加权PTDF 的启发式聚类算法，按日或小时为基准动态更新备用区域。但由于聚类算法中权重等参数的选取未考虑电网的拓扑结构，缺乏具有物理意义的依据，无法保证最优的分区备用结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种考虑源荷的电力市场分区和出清方法、装置、设备和介质，以解决现有聚类算法无法获得最优分区的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
第一方面，本发明提供一种考虑源荷的电力市场分区和出清方法，包括：
进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果；获取电力市场的预出清结果中的潮流信息和节点信息；
根据所述潮流信息计算电力市场各支路的边权重指标；
基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区；
基于电力市场分区，求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，获得分区后出清结果；
输出所述分区后出清结果；
所述考虑源荷双侧的出清模型的目标函数为：
Figure 431673DEST_PATH_IMAGE001
式中，t为时段编号，T为时段总数；N g 为火电机组总数；N d 为负荷总数；p i,t 是机组i时刻t的出力，a i,t 为机组i在时刻t的申报价格，p j,t 是负荷j时刻t的需求量，a j,t 为负荷j在时刻t的申报价格；
所述考虑源荷双侧的出清模型的约束包括：常规约束、机组分区价格约束和负荷统一价格约束。
本发明进一步的改进在于：所述进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果的步骤中，不考虑网络约束的预出清所采用的预出清模型为：
目标函数：
Figure 946968DEST_PATH_IMAGE002
约束条件：
Figure 932241DEST_PATH_IMAGE003
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
其中，p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限。
本发明进一步的改进在于：电力市场各支路的边权重指标的计算公式为：
ω l =f l,max /f l
式中，ω l 为支路l的权值，f l 为支路l的潮流，f l,max 为支路l的潮流上限。
本发明进一步的改进在于：所述基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区的步骤，具体包括：
S31、初始化：设置迭代次数k=1，对电力市场的所有节点按照从1~V排序，V为节点总数；
S32、任意选取同一个分区域Zk内的两个节点u、v；
S33、找到节点u,v间的最小割，将分区域Zk划分成两个子区域U k 和V k ；
S34、在子区域Uk和Vk之间新增一条边l U，V ，令l U，V 的权重指标w l 为割的容量；
S35、分别更新与子区域Uk和Vk相邻的节点的边权值；
S36、若k£ V-1，返回步骤S32；否则，转到步骤S37；
S37、设m为预设划分区域数量的最大值，能够获得最小割树，等价树上各边的权重指标均是2个节点间的最小割值，将边权重指标按照由小到大的顺序依次去边，直到子图的数量达到m，映射回电力市场的电网原图，得到电网的m个区域，以及对应的各区域之间的阻塞断面集L。
本发明进一步的改进在于：所述分区后出清结果包括机组分区电价和负荷统一电价信息。
本发明进一步的改进在于：所述求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型的步骤中，采用的求解器为CPLEX求解器。
本发明进一步的改进在于：所述常规约束为：
Figure 507579DEST_PATH_IMAGE004
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
-f l,max ≤ f l,t ≤ f l,max
式中，p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限；f l,t 表示阻塞断面集L中的支路l在时刻t的潮流值；f l,max 为支路l的潮流上限；
机组分区价格约束为：
Figure 578303DEST_PATH_IMAGE005
式中，a k,t 是机组i所在分区k的出清电价，λ i,t 是机组i出力限值约束的影子价格；
负荷统一价格约束为：
Figure 897289DEST_PATH_IMAGE006
式中，a d,t 是负荷统一出清电价，λ j,t 是负荷需求量限值约束的影子价格，p j,max为负荷j申报需求量上限；
对于
Figure 737069DEST_PATH_IMAGE007
A≥0
b≥0
a≤A·Z
b≤A·（1-Z）
A为预设常数；Z为二元变量。
第二方面，本发明提供一种考虑源荷的电力市场分区和出清装置，包括：
采集模块，用于进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果；获取电力市场的预出清结果中的潮流信息和节点信息；
权重计算模块，用于根据所述潮流信息计算电力市场各支路的边权重指标；
分区模块，用于基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区；
出清模块，用于基于电力市场分区，求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，获得分区后出清结果；
输出模块，用于输出所述分区后出清结果；
所述考虑源荷双侧的出清模型的目标函数为：
Figure 483308DEST_PATH_IMAGE008
式中，t为时段编号，T为时段总数；N g 为火电机组总数；N d 为负荷总数；p i,t 是机组i时刻t的出力，a i,t 为机组i在时刻t的申报价格，p j,t 是负荷j时刻t的需求量，a j,t 为负荷j在时刻t的申报价格；
所述出清模型的约束包括：常规约束、机组分区价格约束和负荷统一价格约束。
本发明进一步的改进在于：采集模块进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果的步骤中，不考虑网络约束的预出清所采用的预出清模型为：
目标函数：
Figure 41328DEST_PATH_IMAGE009
约束条件：
Figure 898426DEST_PATH_IMAGE010
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
其中，p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限。
本发明进一步的改进在于：电力市场各支路的边权重指标的计算公式为：
ω l = f l,max /f l
式中，ω l 为支路l的权值，f l 为支路l的潮流，f l,max 为支路l的潮流上限。
本发明进一步的改进在于：分区模块基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区的步骤，具体包括：
S31、初始化：设置迭代次数k=1，对电力市场的所有节点按照从1~V排序，V为节点总数；
S32、任意选取同一个分区域Zk内的两个节点u、v；
S33、找到节点u,v间的最小割，将分区域Zk划分成两个子区域U k 和V k ；
S34、在子区域Uk和Vk之间新增一条边l U，V ，令l U，V 的权重指标w l 为割的容量；
S35、分别更新与子区域Uk和Vk相邻的节点的边权值；
S36、若k£ V-1，返回步骤S32；否则，转到步骤S37；
S37、设m为预设划分区域数量的最大值，能够获得最小割树，等价树上各边的权重指标均是2个节点间的最小割值，将边权重指标按照由小到大的顺序依次去边，直到子图的数量达到m，映射回电力市场的电网原图，得到电网的m个区域，以及对应的各区域之间的阻塞断面集L。
本发明进一步的改进在于：所述分区后出清结果包括机组分区电价和负荷统一电价信息。
本发明进一步的改进在于：出清模块求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，采用的求解器为CPLEX求解器。
本发明进一步的改进在于：所述常规约束为：
Figure 858292DEST_PATH_IMAGE003
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
-f l,max ≤ f l,t ≤ f l,max
式中，p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限；f l,t 表示阻塞断面集L中的支路l在时刻t的潮流值；f l,max 为支路l的潮流上限；
机组分区价格约束为：
Figure 509853DEST_PATH_IMAGE011
式中，a k,t 是机组i所在分区k的出清电价，λ i,t 是机组i出力限值约束的影子价格；
负荷统一价格约束为：
Figure 820749DEST_PATH_IMAGE012
式中，a d,t 是负荷统一出清电价，λ j,t 是负荷需求量限值约束的影子价格，p j,max为负荷j申报需求量上限；
对于
Figure 215958DEST_PATH_IMAGE007
a≥0
b≥0
a≤A·Z
b≤A·（1-Z）
A为预设常数；Z为二元变量。
本发明进一步的改进在于：所述预设常数为10000。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现所述的考虑源荷的电力市场分区和出清方法。
第四方面，本发明提供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至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现所述的考虑源荷的电力市场分区和出清方法。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种考虑源荷的电力市场分区和出清方法、装置、设备和介质，包括：获取电力市场的预出清结果中的潮流信息和节点信息；根据所述潮流信息计算各支路的边权重指标；基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区；输出所述分区结果；本发明通过计算线路潮流的概率分布，确定各条线路的重载和越限情况，并以此为依据定义边权重指标，求解图的最小割问题，实现了基于阻塞情况的动态分区；解决了现有聚类算法无法获得最优分区的技术问题；本发明通过分割算法，基于电网阻塞和拓扑结构，准确、合理得动态划分区域，由此建立电源侧分区定价和负荷侧统一定价的出清模型，物理意义明确。本发明能够提供较节点边际电价更为简洁，较系统边际电价更为准确的价格信号，可供阻塞情况较少的电力市场使用，具有良好的实用性；该模型可为电力市场电价结算方法提供有效参考。本发明先进行合理的动态分区，在此基础上进行出清，获得包括机组分区电价和负荷统一电价信息的分区出清结果，引导机组向价格高的地方流动，进而有效的缓解电网阻塞。
进一步的，分区电价适用于阻塞断面较为明显，断面内部阻塞较少的电网，可以避免节点电价存在的波动幅度大和解释性差等缺点。但由于阻塞情况经常发生变化，所以分区存在一定困难。针对这一情况，本发明在电力市场出清后引入分割算法进行电力市场动态分区，进一步建立了电源侧分区定价和负荷侧统一定价的联合出清模型，实现了源荷双侧的混合定价。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种考虑源荷的电力市场分区和出清方法的流程示意图；
图2为本发明一种考虑源荷的电力市场分区和出清装置的结构示意图；
图3为本发明一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
最小割树：定义一棵树T为最小割树，如果对于树上的所有边(s,t)，树上去掉(s,t)后产生的两个集合恰好是原图上(s,t)的最小割把原图分成的两个集合，且边(u,v)的权值等于原图上(u,v)的最小割。
实施例1
请参阅图1所示，本发明提供一种考虑源荷的电力市场分区和出清方法，包括以下步骤：
S1、进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果；获取电力市场的预出清结果中的潮流信息和节点信息；
在一具体实施方式中，不考虑网络约束的预出清所采用的预出清模型为：
目标函数：
Figure 30330DEST_PATH_IMAGE013
约束条件：
Figure 118372DEST_PATH_IMAGE010
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
其中，t为时段编号，T为时段总数；N g 为火电机组总数；N d 为负荷总数；p i,t 是机组i时刻t的出力，a i,t 为机组i在时刻t的申报价格，p j,t 是负荷j时刻t的需求量，a j,t 为负荷j在时刻t的申报价格；p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限。
S2、根据所述潮流信息计算电力市场各支路的边权重指标；
定义相应的边权重指标为：
ω l =f l,max /f l
式中，ω l 为支路l的权值，f l 为支路l的潮流，f l,max 为支路l的潮流上限。
S3、基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区；
S31、初始化：设置迭代次数k=1，任意选择一种方式对电力市场的所有节点按照从1~V排序，V为节点总数；
S32、任意选取同一个分区域Zk内的两个节点u、v；
S33、找到节点u,v间的最小割，将Zk划分成两个子区域U k 和V k ；
S34、在子区域Uk和Vk之间新增一条边l U，V ，令其l U，V 的权重指标w l 为割的容量。
S35、分别更新与子区域Uk和Vk相邻的节点的边权值，其中与Uk相邻的节点r的权重指标：
Figure 650984DEST_PATH_IMAGE014
S36、若k£ V-1，返回步骤S32；否则，转到步骤S37；
S37、设m为需要划分区域数量的最大值，可以获得最小割树，等价树上各边的权重指标均是2个节点间的最小割值，将边权重指标按照由小到大的顺序依次去边，直到子图的数量达到m，映射回电网原图，得到电网的m个区域，以及对应的各区域之间的阻塞断面集L。
S4、基于电力市场分区，求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，获得分区出清结果；
在一具体实施方式，考虑源荷双侧的出清模型考虑的优化目标为社会福利最大，如下式所示。
Figure 849885DEST_PATH_IMAGE015
式中，t为时段编号，T为时段总数；N g 为火电机组总数；N d 为负荷总数；p i,t 是机组i时刻t的出力，a i,t 为机组i在时刻t的申报价格，p j,t 是负荷j时刻t的需求量，a j,t 为负荷j在时刻t的申报价格。考虑源荷双侧的出清模型的约束包括：常规约束、机组分区价格约束和负荷统一价格约束。
模型考虑的常规约束条件如下：
Figure 518763DEST_PATH_IMAGE016
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
-f l,max ≤ f l,t ≤ f l,max
式中，p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限；f l,t 表示阻塞断面集L中的支路l在时刻t的潮流值；f l,max 为支路l的潮流上限；
模型考虑的机组分区价格约束为：
Figure 777706DEST_PATH_IMAGE005
式中，a k,t 是机组i所在分区k的出清电价，λ i,t 是机组i出力限值约束的影子价格。
模型考虑的负荷统一价格约束为：
Figure 797615DEST_PATH_IMAGE006
式中，a d,t 是负荷统一出清电价，λ j,t 是负荷需求量限值约束的影子价格，p j,max为负荷j申报需求量上限。
注：对于
Figure 800206DEST_PATH_IMAGE007
a≥0
b≥0
a≤A·Z
b≤A·（1-Z）
A为数值很大的常数；Z为二元变量。
在一具体实施方式中，A的取值可以取10000。
S5、输出所述分区后的出清结果。
实施例2
请参阅图2所示，本发明提供一种考虑源荷的电力市场分区和出清装置，包括：
采集模块，用于进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果；获取电力市场的预出清结果中的潮流信息和节点信息；
权重计算模块，用于根据所述潮流信息计算电力市场各支路的边权重指标；
分区模块，用于基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区；
出清模块，用于基于电力市场分区，求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，获得分区后出清结果；
输出模块，用于输出所述分区后出清结果。
在一具体实施方式中，电力市场各支路的边权重指标的计算公式为：
ω l = f l,max /f l
式中，ω l 为支路l的权值，f l 为支路l的潮流，f l,max 为支路l的潮流上限。
本发明进一步的改进在于：分区模块基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区的步骤，具体包括：
S31、初始化：设置迭代次数k=1，对电力市场的所有节点按照从1~V排序，V为节点总数；
S32、任意选取同一个分区域Zk内的两个节点u、v；
S33、找到节点u,v间的最小割，将分区域Zk划分成两个子区域U k 和V k ；
S34、在子区域Uk和Vk之间新增一条边l U，V ，令l U，V 的权重指标w l 为割的容量；
S35、分别更新与子区域Uk和Vk相邻的节点的边权值；
S36、若k£ V-1，返回步骤S32；否则，转到步骤S37；
S37、设m为预设划分区域数量的最大值，能够获得最小割树，等价树上各边的权重指标均是2个节点间的最小割值，将边权重指标按照由小到大的顺序依次去边，直到子图的数量达到m，映射回电力市场的电网原图，得到电网的m个区域，以及对应的各区域之间的阻塞断面集L。
在一具体实施方式中，步骤S35中，与Uk相邻的节点r的权重指标为：
Figure 323591DEST_PATH_IMAGE017
。
在一具体实施方式中，所述分区后出清结果包括机组分区电价和负荷统一电价信息。
在一具体实施方式中，出清模块求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，采用的求解器为CPLEX求解器。
在一具体实施方式中，所述考虑源荷双侧的出清模型的目标函数为：
Figure 19015DEST_PATH_IMAGE001
式中，t为时段编号，T为时段总数；N g 为火电机组总数；N d 为负荷总数；p i,t 是机组i时刻t的出力，a i,t 为机组i在时刻t的申报价格，p j,t 是负荷j时刻t的需求量，a j,t 为负荷j在时刻t的申报价格；
所述出清模型的约束包括：常规约束、机组分区价格约束和负荷统一价格约束。
在一具体实施方式中，所述常规约束为：
Figure 995061DEST_PATH_IMAGE018
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
-f l,max ≤ f l,t ≤ f l,max
式中，p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限；f l,t 表示阻塞断面集L中的支路l在时刻t的潮流值；f l,max 为支路l的潮流上限；
机组分区价格约束为：
Figure 801343DEST_PATH_IMAGE019
式中，a k,t 是机组i所在分区k的出清电价，λ i,t 是机组i出力限值约束的影子价格；
负荷统一价格约束为：
Figure 444814DEST_PATH_IMAGE020
式中，a d,t 是负荷统一出清电价，λ j,t 是负荷需求量限值约束的影子价格，p j,max为负荷j申报需求量上限；
对于
Figure 547024DEST_PATH_IMAGE007
a≥0
b≥0
a≤A·Z
b≤A·（1-Z）
A为数值很大的常数；Z为二元变量。
在一具体实施方式中，A的取值可以取10000。
实施例3
请参阅图3所示，本发明还提供一种实现考虑源荷的电力市场分区和出清方法的电子设备100；所述电子设备100包括存储器101、至少一个处理器102、存储在所述存储器101中并可在所述至少一个处理器102上运行的计算机程序103及至少一条通讯总线104。
存储器101可用于存储所述计算机程序103，所述处理器102通过运行或执行存储在所述存储器101内的计算机程序，以及调用存储在存储器101内的数据，实现实施例1所述的考虑源荷的电力市场分区和出清方法步骤。所述存储器101可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据电子设备100的使用所创建的数据(比如音频数据)等。此外，存储器101可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。
所述至少一个处理器102可以是中央处理单元(Central Processing Unit，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）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，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。处理器102可以是微处理器或者该处理器102也可以是任何常规的处理器等，所述处理器102是所述电子设备100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备100的各个部分。
所述电子设备100中的所述存储器101存储多个指令以实现一种考虑源荷的电力市场分区和出清方法，所述处理器102可执行所述多个指令从而实现：
进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果；获取电力市场的预出清结果中的潮流信息和节点信息；
根据所述潮流信息计算电力市场各支路的边权重指标；
基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区；
基于电力市场分区，求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，获得分区后出清结果；
输出所述分区后出清结果；
所述考虑源荷双侧的出清模型的目标函数为：
Figure 275946DEST_PATH_IMAGE002
式中，t为时段编号，T为时段总数；N g 为火电机组总数；N d 为负荷总数；p i,t 是机组i时刻t的出力，a i,t 为机组i在时刻t的申报价格，p j,t 是负荷j时刻t的需求量，a j,t 为负荷j在时刻t的申报价格；
所述考虑源荷双侧的出清模型的约束包括：常规约束、机组分区价格约束和负荷统一价格约束。
实施例4
所述电子设备100集成的模块/单元如果以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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器及只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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 (12)

1.考虑源荷的电力市场分区和出清方法，其特征在于，包括：
进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果；获取电力市场的预出清结果中的潮流信息和节点信息；
根据所述潮流信息计算电力市场各支路的边权重指标；
基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区；
基于电力市场分区，求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，获得分区后出清结果；
输出所述分区后出清结果；
所述考虑源荷双侧的出清模型的目标函数为：
Figure 597454DEST_PATH_IMAGE001
式中，t为时段编号，T为时段总数；N g 为火电机组总数；N d 为负荷总数；p i,t 是机组i时刻t的出力，a i,t 为机组i在时刻t的申报价格，p j,t 是负荷j时刻t的需求量，a j,t 为负荷j在时刻t的申报价格；
所述考虑源荷双侧的出清模型的约束包括：常规约束、机组分区价格约束和负荷统一价格约束；
电力市场各支路的边权重指标的计算公式为：
ω l =f l,max /f l
式中，ω l 为支路l的权值，f l 为支路l的潮流，f l,max 为支路l的潮流上限；
所述基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区的步骤，具体包括：
S31、初始化：设置迭代次数k=1，对电力市场的所有节点按照从1~V排序，V为节点总数；
S32、任意选取同一个分区域Zk内的两个节点u、v；
S33、找到节点u,v间的最小割，将分区域Zk划分成两个子区域U k 和V k ；
S34、在子区域Uk和Vk之间新增一条边l U，V ，令l U，V 的权重指标w l 为割的容量；
S35、分别更新与子区域Uk和Vk相邻的节点的边权值；
S36、若k£ V-1，返回步骤S32；否则，转到步骤S37；
S37、设m为预设划分区域数量的最大值，能够获得最小割树，等价树上各边的权重指标均是2个节点间的最小割值，将边权重指标按照由小到大的顺序依次去边，直到子图的数量达到m，映射回电力市场的电网原图，得到电网的m个区域，以及对应的各区域之间的阻塞断面集L。
2.根据权利要求1所述的考虑源荷的电力市场分区和出清方法，其特征在于，所述进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果的步骤中，不考虑网络约束的预出清所采用的预出清模型为：
目标函数：
Figure 245780DEST_PATH_IMAGE002
约束条件：
Figure 271505DEST_PATH_IMAGE003
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
其中，p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限。
3.根据权利要求1所述的考虑源荷的电力市场分区和出清方法，其特征在于，所述分区后出清结果包括机组分区电价和负荷统一电价信息。
4.根据权利要求1所述的考虑源荷的电力市场分区和出清方法，其特征在于，所述求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型的步骤中，采用的求解器为CPLEX求解器。
5.根据权利要求1所述的考虑源荷的电力市场分区和出清方法，其特征在于，所述常规约束为：
Figure 804118DEST_PATH_IMAGE004
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
-f l,max ≤ f l,t ≤ f l,max
式中，p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限；f l,t 表示阻塞断面集L中的支路l在时刻t的潮流值；f l,max 为支路l的潮流上限；
机组分区价格约束为：
Figure 330914DEST_PATH_IMAGE005
式中，a k,t 是机组i所在分区k的出清电价，λ i,t 是机组i出力限值约束的影子价格；
负荷统一价格约束为：
Figure 265372DEST_PATH_IMAGE006
式中，a d,t 是负荷统一出清电价，λ j,t 是负荷需求量限值约束的影子价格，p j,max为负荷j申报需求量上限；
对于
Figure 727577DEST_PATH_IMAGE007
a≥0
b≥0
a≤A·Z
b≤A·（1-Z）
A为预设常数；Z为二元变量。
6.考虑源荷的电力市场分区和出清装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果；获取电力市场的预出清结果中的潮流信息和节点信息；
权重计算模块，用于根据所述潮流信息计算电力市场各支路的边权重指标；
分区模块，用于基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区；
出清模块，用于基于电力市场分区，求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，获得分区后出清结果；
输出模块，用于输出所述分区后出清结果；
所述考虑源荷双侧的出清模型的目标函数为：
Figure 560535DEST_PATH_IMAGE008
式中，t为时段编号，T为时段总数；N g 为火电机组总数；N d 为负荷总数；p i,t 是机组i时刻t的出力，a i,t 为机组i在时刻t的申报价格，p j,t 是负荷j时刻t的需求量，a j,t 为负荷j在时刻t的申报价格；
所述出清模型的约束包括：常规约束、机组分区价格约束和负荷统一价格约束；
电力市场各支路的边权重指标的计算公式为：
ω l = f l,max /f l
式中，ω l 为支路l的权值，f l 为支路l的潮流，f l,max 为支路l的潮流上限；
分区模块基于所述节点信息和电力市场各支路的边权重指标对电力市场进行分区的步骤，具体包括：
S31、初始化：设置迭代次数k=1，对电力市场的所有节点按照从1~V排序，V为节点总数；
S32、任意选取同一个分区域Zk内的两个节点u、v；
S33、找到节点u,v间的最小割，将分区域Zk划分成两个子区域U k 和V k ；
S34、在子区域Uk和Vk之间新增一条边l U，V ，令l U，V 的权重指标w l 为割的容量；
S35、分别更新与子区域Uk和Vk相邻的节点的边权值；
S36、若k£ V-1，返回步骤S32；否则，转到步骤S37；
S37、设m为预设划分区域数量的最大值，能够获得最小割树，等价树上各边的权重指标均是2个节点间的最小割值，将边权重指标按照由小到大的顺序依次去边，直到子图的数量达到m，映射回电力市场的电网原图，得到电网的m个区域，以及对应的各区域之间的阻塞断面集L。
7.根据权利要求6所述的考虑源荷的电力市场分区和出清装置，其特征在于，采集模块进行不考虑网络约束的预出清，得到电力市场的预出清结果的步骤中，不考虑网络约束的预出清所采用的预出清模型为：
目标函数：
Figure 31968DEST_PATH_IMAGE009
约束条件：
Figure 883249DEST_PATH_IMAGE010
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
其中，p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限。
8.根据权利要求6所述的考虑源荷的电力市场分区和出清装置，其特征在于，所述分区后出清结果包括机组分区电价和负荷统一电价信息。
9.根据权利要求6所述的考虑源荷的电力市场分区和出清装置，其特征在于，出清模块求解预先建立的考虑源荷双侧的出清模型，采用的求解器为CPLEX求解器。
10.根据权利要求6所述的考虑源荷的电力市场分区和出清装置，其特征在于，所述常规约束为：
Figure 781935DEST_PATH_IMAGE011
p i,t≥p i,min
p i,t≤p i,max
p i,t- p i,t-1≤p i,up
p i,t-1- p i,t ≤p i,down
-f l,max ≤ f l,t ≤ f l,max
式中，p i,min为机组i出力下限，p i,max为机组i出力上限；p i,up为机组i爬坡速率上限，p i,down为机组i爬坡速率下限；f l,t 表示阻塞断面集L中的支路l在时刻t的潮流值；f l,max 为支路l的潮流上限；
机组分区价格约束为：
Figure 289140DEST_PATH_IMAGE012
式中，a k,t 是机组i所在分区k的出清电价，λ i,t 是机组i出力限值约束的影子价格；
负荷统一价格约束为：
Figure 407006DEST_PATH_IMAGE013
式中，a d,t 是负荷统一出清电价，λ j,t 是负荷需求量限值约束的影子价格，p j,max为负荷j申报需求量上限；
对于
Figure 253740DEST_PATH_IMAGE014
a≥0
b≥0
a≤A·Z
b≤A·（1-Z）
A为预设常数；Z为二元变量。
11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1至5中任意一项所述的考虑源荷的电力市场分区和出清方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述的考虑源荷的电力市场分区和出清方法。
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