CN115936200A - 一种电能量市场出清优化的方法、装置及设备 - Google Patents

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张爱群
赵昕
王鹏
张海静
薛万磊
李秋爽
朱国梁
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刘知凡
白颖
孙卓新
王沈征
周翔宇
李校莹
牟颖
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Abstract

本申请涉及电力市场技术领域，尤其涉及一种电能量市场出清优化的方法、装置及设备。本申请中，得到市场成员申报信息以及电网运行边界条件；利用所述市场成员申报信息以及电网运行边界条件，形成发电计划；利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清；若没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正后，形成新的发电计划，再次进行安全校核，若通过，则进行市场出清。本申请帮助缓解系统高峰时期的供电压力，提高系统安全稳定性。

Description

一种电能量市场出清优化的方法、装置及设备
技术领域
本申请涉及发电规划及市场出清优化技术领域，尤其涉及一种电能量市场出清优化的方法、装置及设备。
背景技术
当前，能源发展呈现集中式与分布式供给并存的趋势，供给关系由单向响应需求转变为供需多元、双向互动，传统的“源随荷动”的电网调节机制向“源荷互动”方向发展。电网与分布式可调负荷资源灵活互动的实现为负荷优化调度和参与电力市场交易提供了有力技术支撑。但是，目前电网在进行市场出清时，面临的时段性负荷过高，系统高峰时期的供电压力大，对电力系统的安全稳定性造成了一定的影响，如何实现解决时段性负荷过高，系统高峰时期供电压力大、电力系统的安全稳定性差的市场出清方案，是一个问题。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中目前电网在进行市场出清时，面临的时段性负荷过高，系统高峰时期的供电压力大，对电力系统的安全稳定性造成了一定的影响的问题，本申请提供一种电能量市场出清优化的方法、装置及设备。
本申请的方案如下：
第一方面，本申请提供一种电能量市场出清优化的方法，所述方法包括：
得到市场成员申报信息以及电网运行边界条件；
利用所述市场成员申报信息以及所述电网运行边界条件，形成发电计划；
利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清；
若没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正后，形成新的发电计划，返回执行所述利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清的步骤。
进一步地，所述市场成员申报信息，包括：需求响应资源。
进一步地，所述利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清，包括：
利用所述发电计划，判断是否符合电力平衡校核、基态潮流校核和静态安全分析的校核标准，若符合，则通过安全校核，进行市场出清；
其中，所述电力平衡校核的校核步骤为：校核所述发电计划中各时段电力备用是否在所设定的备用约束范围内，若超出所述备用约束范围，则不通过安全校验；
所述基态潮流校核的校核步骤为:校核所述发电计划中线路或断面传输功率不超过所设定的极限值、校核系统母线电压水平不超过其所设定的第一阈值，若超出所述第一阈值，则不通过安全校验；
所述静态安全分析的校核步骤为：校核所述发电计划中预设故障集下设备负载不超过事故后限流值、系统母线电压不超过其所设定的第二阈值，若超出所述第二阈值，则不通过安全校验。
进一步地，所述若没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正，包括：
利用所述市场成员申报信息和所述发电计划，对约束参数进行约束校正，将所述约束参数调整到设定范围内，所述约束参数包括：系统功率平衡约束、需求侧约束、机组出力约束、机组爬坡约束和负荷爬坡约束。
第二方面，本申请提供一种电能量市场出清优化的装置，所述装置包括：
获取模块，用于得到市场成员申报信息以及电网运行边界条件；
发电计划模块，用于利用所述市场成员申报信息以及电网运行边界条件，形成发电计划；
安全校核模块，用于利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清；
模型校正模块，用于得到市场成员申报信息以及电网运行边界条件；
利用所述市场成员申报信息以及电网运行边界条件，形成发电计划；
利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清；
若没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正后，形成新的发电计划，返回执行所述利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清的步骤。
第三方面，本申请提供一种电能量市场出清优化的设备，所述设备包括：
至少一存储器，其上存储有可执行程序；
至少一连接所述存储器的处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现所述一种电能量市场出清优化的方法的步骤。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请通过得到市场成员申报信息以及电网运行边界条件；利用所述市场成员申报信息以及电网运行边界条件，形成发电计划；利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清；若没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正后，形成新的发电计划，再次进行安全校核，若通过，则进行市场出清。本申请帮助缓解系统高峰时期的供电压力，提高系统安全稳定性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的一种电能量市场出清优化的方法流程图；
图2是本申请另一个实施例提供的一种电能量市场出清优化的装置组成图；
图3是本申请又一个实施例提供的一种电能量市场出清优化的设备组成图；
图4是本申请一个实施例提供的需求响应前后17点和18点的电价变化示意图；
图5是本申请一个实施例提供的需求响应前后17点和18点的电力负荷变化示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例一
请参阅图1，图1是本申请一个实施例提供的一种电能量市场出清优化的方法流程图，所述方法包括：
S1.得到市场成员申报信息以及电网运行边界条件；
S2.利用所述市场成员申报信息以及电网运行边界条件，形成发电计划；
S3.利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清；
S4.若没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正后，形成新的发电计划，再次执行步骤S3。
在一个实施例中，如步骤S1所述，所述得到市场成员申报信息，其中，所述市场成员申报信息包括：需求响应资源；
所述电网运行边界条件，包括：当前时刻最新的状态估计后的电网模型。包含设备、相应拓扑连接关系及设备运行状态等信息，设备包括：线路、变压器、母线节点、母线负荷、机组。
在一个实施例中，所述利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清，包括：
其中，所述电力平衡校核的校核步骤为：校核所述发电计划中各时段电力备用是否在所设定的备用约束范围内，若超出所述备用约束范围，则不通过安全校验；
所述基态潮流校核的校核步骤为:校核所述发电计划中线路或断面传输功率不超过所设定的极限值、校核系统母线电压水平不超过其所设定的第一阈值，若超出所述第一阈值，则不通过安全校验；
所述静态安全分析的校核步骤为：校核所述发电计划中预设故障集下设备负载不超过事故后限流值、系统母线电压不超过其所设定的第二阈值，若超出所述第二阈值，则不通过安全校验。
具体实施时，电力平衡校核指分析各时段备用是否满足备用约束，是否存在电力供应风险或调峰安全风险的情况。
若存在平衡约束无法满足要求的时段，电力调度机构可以采取调整运行边界、增加机组约束、组织有序用电以及电力调度机构认为有效的其他手段，并重新出清得到满足安全约束的交易结果。
安全稳定校核包括基态潮流校核与静态安全分析。基态潮流校核确保线路/断面传输功率不超过极限值、系统母线电压水平不越限。静态安全分析基于预想故障集，进行开断分析，确保预想故障集下设备负载不超过事故后限流值、系统母线电压不越限。
需要说明的是，若存在安全约束无法满足要求的时段，电力调度机构可以采取调整运行边界、增加机组约束、组织有序用电以及电力调度机构认为有效的其他手段，并重新出清得到满足安全约束的交易结果。
在一个实施例中，如步骤S4所述，若没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正后，形成新的发电计划，再次执行步骤S3。
在具体实施时，利用所述市场成员申报信息中的需求响应资源和所述发电计划，对约束参数进行约束校正，将所述约束参数调整到设定范围内，所述约束参数包括：系统功率平衡约束、需求侧约束、机组出力约束、机组爬坡约束和负荷爬坡约束。
需要说明的是，需求响应资源参与市场出清需要考虑成本及系统功率平衡、需求侧、机组出力、爬坡等约束，并对其设置了约束函数。
计算最小运行化成本，如式1所示：
Figure BDA0003963375910000061
其中，
Figure BDA0003963375910000062
为机组成本，
Figure BDA0003963375910000063
为需求侧响应成本，T表示所考虑的总时段数，Ng是表示机组的总台数，Nd是表示需求响应资源个数。
计算系统功率平衡约束，如式2所示：
Figure BDA0003963375910000064
其中，Pload,为系统总负荷，Ploss,为系统网损，
Figure BDA0003963375910000065
为机组出力，
Figure BDA0003963375910000066
为需求侧响应出力。
计算需求侧响应出力约束，如式3所示：
Figure BDA0003963375910000067
其中，
Figure BDA0003963375910000068
为最大可调容量。
计算机组出力约束，如式4、式5所示：
Figure BDA0003963375910000069
Figure BDA00039633759100000610
其中，L/M/K对应的是正常调峰、投油、不投油调峰的状态变量(0或者1)。
计算机组最小启停时间约束，如式6、式7所示：
Figure BDA0003963375910000071
Figure BDA0003963375910000072
B为启停状态0或者1，T为时间；
计算机组爬坡约束，如式8所示：
Figure BDA0003963375910000073
其中，
Figure BDA0003963375910000074
为机组向下爬坡限制，
Figure BDA0003963375910000075
为机组向上爬坡限制
计算负荷爬坡约束，如式9所示：
Figure BDA0003963375910000076
其中，
Figure BDA0003963375910000077
为负荷向下爬坡限制，
Figure BDA0003963375910000078
为负荷向上爬坡限制.
计算网络安全约束，如式10所示：
-{llne,max≤Pllne,t≤Pl,max (10)
其中，Pline,为t时刻输电线上的负荷，-line,为约束下限，Pl,max为约束上线。
Figure BDA0003963375910000079
其中，
Figure BDA00039633759100000710
为该输电线容量上限，
Figure BDA00039633759100000711
为该输电线潮流；Li,t为节点s的负荷；
L+M+K≤ 1 (12)
GSDF为发电机组的转移分布因子表示机组发1MW电，线路上会增加多少MW。
需要说明的是，通过计算上述约束，将没有通过安全校核的发电计划的相关参数输入到对应约束条件中，进行约束校正，使得所述发电计划的约束参数在上述设定的约束范围内，然后生成新的发电计划，再次执行步骤S3进行安全校核，若通过，则进行市场出清。
需要说明的是，需求响应资源参与市场出清，一方面缓解系统高峰时期的供电压力，提高系统安全稳定性，另一方面，需求响应资源的介入能够发挥负荷侧资源的作用，降低节点电价，给予用户经济利益。
在本申请实施例中，假设需求响应的申报电价为630(以下价格单位均为：元/兆瓦时)，申报容量为350万千瓦。
具体实施时，以2021年12月2号数据为基础数据进行分析，可以看出需求响应的价格在630，大于系统最高出清价格602.24，不会影响现有机组的出清，各时段的出清价格维持不变。需求响应的介入对2021年12月2号的系统影响较小。
在一个实施例中，如表1所示，场景分析的基础数据来源分别是2021年12月2号和3号的24小时出清的节点电价，该节点电价取自发电侧出清价格的加权平均值。可以看出，2021年12月2号的节点电价最高值到达602.24，整体节点电价的值分布较为平均，符合较为经典的负荷曲线。而2021年12月3号的节点电价出现较大幅度的改变，最高值到达804.011、638.371。
表1
Figure BDA0003963375910000081
Figure BDA0003963375910000091
具体的，如图4所示，以2021年12月3号数据为基础数据进行分析，可以看出需求响应的价格在630，小于18:00的节点电价804.011、17:00的节点电价638.371。此时，如果系统中加入需求响应，需求响应可以在实际中参加系统整体联合出清，降低节点电价，在给予用户经济利益的同时，缓解系统高峰时期的供电压力，提高系统安全稳定性。需求响应的介入会影响17:00，18:00的节点电价，使得17:00，18:00的节点电价预估分别减少0.5％和1.7％，约为635和790左右，如下图所示。电力负荷预估分别减少约为最大负荷的2％和5％，分别是140和350万千瓦，如图5所示。分析可得，从减少电价和减少负荷上，需求响应对节点电价越高的时段效果越好。从结算上看，17:00和18：00能够使用户侧分别减少用电费用最多113.03、376.34万元。
需要说明的是，如场景一所示，对于需求响应价格高于系统出清价格，价格分布变化幅值不大的时段，需求响应对市场出清的影响较小。
如场景二所示，对于需求响应价格小于系统出清价格，价格起伏加大的时段，需求响应的介入能够发挥负荷侧资源的作用，降低节点电价在给予用户经济利益的同时，缓解系统高峰时期的供电压力，提高系统安全稳定性。同时分析可得，从减少电价和减少负荷上，需求响应对节点电价越高的时段效果越好。
实施例二
请参阅图2，图2是本申请一个实施例提供的一种电能量市场出清优化的装置组成图，所述装置包括：
获取模块101，用于得到市场成员申报信息以及电网运行边界条件；
发电计划模块102，用于利用所述市场成员申报信息以及电网运行边界条件，形成发电计划；
安全校核模块103，用于利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清；
模型校正模块104，用于若没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正后，形成新的发电计划，返回执行所述利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清的步骤。
实施例三
请参阅图3，图3是本申请一个实施例提供的一种电能量市场出清优化的设备组成图，所述设备包括：
至少一存储器31，其上存储有可执行程序；
至少一连接所述存储器的处理器32，用于执行所述存储器31中的所述可执行程序，以实现上述中任一项所述方法的步骤。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
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，所述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。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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申请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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种电能量市场出清优化的方法，其特征在于，所述方法包括：
得到市场成员申报信息以及电网运行边界条件；
利用所述市场成员申报信息以及所述电网运行边界条件，形成发电计划；
利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清；
若没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正后，形成新的发电计划，返回执行所述利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述市场成员申报信息，包括：需求响应资源。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清，包括：
利用所述发电计划，判断是否符合电力平衡校核、基态潮流校核和静态安全分析的校核标准，若符合，则通过安全校核，进行市场出清；
其中，所述电力平衡校核的校核步骤为：校核所述发电计划中各时段电力备用是否在所设定的备用约束范围内，若超出所述备用约束范围，则不通过安全校验；
所述基态潮流校核的校核步骤为:校核所述发电计划中线路或断面传输功率不超过所设定的极限值、校核系统母线电压水平不超过其所设定的第一阈值，若超出所述第一阈值，则不通过安全校验；
所述静态安全分析的校核步骤为：校核所述发电计划中预设故障集下设备负载不超过事故后限流值、系统母线电压不超过其所设定的第二阈值，若超出所述第二阈值，则不通过安全校验。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正，包括：
利用所述市场成员申报信息和所述发电计划，对约束参数进行约束校正，将所述约束参数调整到设定范围内，所述约束参数包括：系统功率平衡约束、需求侧约束、机组出力约束、机组爬坡约束和负荷爬坡约束。
5.一种电能量市场出清优化的装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于得到市场成员申报信息以及电网运行边界条件；
发电计划模块，用于利用所述市场成员申报信息以及电网运行边界条件，形成发电计划；
安全校核模块，用于利用所述发电计划，进行安全校核，若通过安全校核，则进行市场出清；
模型校正模块，用于若所述发电计划没有通过安全校核，则将所述发电计划输入到预先构建的安全约束经济调度模型进行约束校正后，形成新的发电计划，调用所述安全校核模块对新的发电计划进行安全校核。
6.一种电能量市场出清优化的设备，其特征在于，所述设备包括：
至少一存储器，其上存储有可执行程序；
至少一连接所述存储器的处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
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