一种电力的市场出清控制方法、装置及系统与流程

1.本发明涉及电力的市场出清控制领域，涉及一种电力的市场出清控制方法、装置及系统。


背景技术：

2.现阶段我国正处于电力市场改革的初级阶段，大多数市场暂时只开展了火电机组的市场化交易，暂未放开水电机组进入电力市场。但随着电力市场化改革的深入，各类型电源的发电计划也将逐步放开，面临水电与火电在同一市场中竞争的出清和价格机制问题。
3.在现有技术中，通常通过调整电力的价格来实现市场交易的调控，从而实现市场出清。
4.但是，现有技术中仍存在以下缺陷：水电、火电的发电成本构成差异较大，水电的发电边际成本较低，固定成本较高，而火电机组则相反，火电机组的固定成本比较低，而发电边际成本比较高；若水电与火电在同一市场中竞争，在市场边际统一出清的市场模式下，容易导致市场不稳定；并且可能出现低价水电搭便车，总体抬高用户侧用电成本的问题。
5.因此，当前需要一种电力的市场出清控制方法、装置及系统，从而解决现有技术中存在的上述问题。


技术实现要素：

6.针对现存的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电力的市场出清控制方法、装置及系统，从而提升电力中水电与火电同台竞价前提下的市场稳定性。
7.本发明提供了一种电力的市场出清控制方法，所述市场出清控制方法包括：获取申报价格数据组以及水电出清数据组；所述申报价格数据组包括政府基准价数据组、自申报火电价格数据组以及自申报水电价格数据组；根据预设的水电市场出清模型组、预设的差价结算公式、所述约束条件组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，计算在运水电结算价格；根据所述在运水电结算价格以及预设的市场控制方法，对电力市场进行出清控制。
8.在一个实施例中，所述根据预设的水电市场出清模型组、预设的差价结算公式、所述约束条件组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，计算在运水电结算价格，具体为：根据所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，构建水电市场出清模型组，并根据预设的约束条件组，计算所述水电市场出清模型组的第一市场出清价格；根据所述政府基准价数据组、所述自申报水电价格数据组以及所述第一市场出清价格，通过预设的差价结算公式，计算在运水电结算价格。
9.在一个实施例中，所述市场出清控制方法还包括：实时监测获取电力的市场交易数据，并根据所述市场交易数据以及预设的报价调整方法，调整所述政府基准价数据组。
10.在一个实施例中，在根据所述在运水电结算价格以及预设的市场控制方法，对电
力市场进行出清控制之后，所述市场出清控制方法还包括：输出控制结果，并向所述用户发送控制结果。
11.本发明还提供了一种电力的市场出清控制装置，所述市场出清控制装置包括数据获取单元、价格计算单元以及出清控制单元，其中，所述数据获取单元用于获取申报价格数据组以及水电出清数据组；所述申报价格数据组包括政府基准价数据组、自申报火电价格数据组以及自申报水电价格数据组；所述价格计算单元用于根据预设的水电市场出清模型组、预设的在运水电差价计算公式、所述约束条件组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，计算在运水电结算价格；所述出清控制单元用于根据所述在运水电结算价格进行电力的市场出清控制。
12.在一个实施例中，所述价格计算单元还用于：根据所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，构建水电市场出清模型组，并根据预设的约束条件组，计算所述水电市场出清模型组的第一市场出清价格；根据所述政府基准价数据组、所述自申报水电价格数据组以及所述第一市场出清价格，通过预设的差价结算公式，计算在运水电结算价格。
13.在一个实施例中，所述市场出清控制装置还包括监测调整单元，所述监测调整单元用于：实时监测获取电力的市场交易数据，并根据所述市场交易数据以及预设的报价调整方法，调整所述政府基准价数据组。
14.在一个实施例中，所述市场出清控制装置还包括结果反馈单元，所述结果反馈单元用于输出控制结果，并向所述用户发送控制结果。
15.本发明还提供了一种电力的市场出清控制系统，所述市场出清控制系统包括出清控制模块、数据管理模块以及用户交互模块，所述出清控制模块、数据管理模块以及用户交互模块之间彼此通信连接，所述出清控制模块用于执行如前所述的电力的市场出清控制方法，所述数据管理模块用于存储申报价格数据组、水电出清数据组以及在执行市场出清控制方法期间产生的数据；所述用户交互模块用于获取用户的操作指令，将所述操作指令发送给所述出清控制模块。
16.在一个实施例中，所述用户交互模块还用于向所述用户发送控制结果。
17.相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
18.本发明提供了一种电力的市场出清控制方法、装置及系统，根据预设的水电市场出清模型组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组进行建模，通过预设的约束条件组求得模型的经济最优解，随后，通过预设的差价结算公式计算在运水电结算价格，并根据在运水电结算价格以及预设的市场控制方法对电力市场进行出清控制，该市场出清控制方法、装置及系统提升了电力中水电与火电同台竞价前提下的市场稳定性。
附图说明
19.下文将结合说明书附图对本发明进行进一步的描述说明，其中：
20.图1示出了根据本发明的一种电力的市场出清控制方法的一个实施例的流程图；
21.图2示出了根据本发明的一种电力的市场出清控制装置的一个实施例的结构图；
22.图3示出了根据本发明的一种电力的市场出清控制系统的一个实施例的结构图。
具体实施方式
23.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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.具体实施例一
25.本发明实施例首先描述了一种电力的市场出清控制方法。图1示出了根据本发明的一种电力的市场出清控制方法的一个实施例的流程图。如图1所示，该方法包括如下步骤：
26.s1:获取申报价格数据组以及水电出清数据组。
27.由于水电的发电边际成本较低，如果将水电与火电(或其他类型发电)置于同台竞争，则很可能会出现市场失衡，用户侧成本被抬高的问题。对此，需要根据政府设定的水电在现货市场竞价中的申报基准价格以及水电供应商的自申报价格，通过一系列计算，适当调整水电结算价格，从而避免水电和火电的同台竞争失衡，实现电力市场的平稳开展。
28.具体地，申报价格数据组包括政府基准价数据组、自申报火电价格数据组以及自申报水电价格数据组。其中，政府基准价数据组中的政府基准价数据为政府机构参考火电上网标杆电价设置在运行的水电机组在现货中竞争的基准价格；自申报火电价格数据组为正常申报的单调不递减的分容量段的电力价格；自申报水电价格数据组为相比上网标杆电价愿意下降的单调不递增的分段容量电价。
29.由于政府设置的水电基准价需要考虑市场消纳的实际情况，因此，在设定初始基准价后，实时收集水电市场的交易数据以监控水电的市场消纳情况，并根据消纳情况调整政府基准价。在一个实施例中，所述市场出清控制方法还包括：实时监测获取电力的市场交易数据，并根据所述市场交易数据以及预设的报价调整方法，调整所述政府基准价数据组。
30.在一个实施例中，水电出清数据组包括后续建模运算所需要的多个数据组，包括：系统数据组、机组数据组、联络线数据组、负荷数据组以及灵敏度数据组。其中，系统数据组包括时段信息、系统负荷、系统备用要求；机组数据组包括机组基本信息、机组计算参数、机组启动报价、机组能量报价、机组初始状态、机组电力约束以及机组爬坡速率；联络线计划数据组包括联络线基本信息以及联络线计划功率；负荷数据组包括母线负荷预测结果；灵敏度数据组包括机组、负荷注入功率分别对线路、断面潮流的发电转移分布因子。其中，机组爬坡速率包括最大上爬坡速率以及最大下爬坡速率。
31.s2:根据预设的水电市场出清模型组、预设的差价结算公式、预设的约束条件组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，计算在运水电结算价格。
32.为了尽量不拉高用户侧的购电成本，需要计算在各个约束条件下的最小购电成本。
33.对此，本发明实施例通过建立预设的水电市场出清模型组，在模型基础上用多个约束条件对其进行约束，并将各个数据带入模型中求得第一市场出清价格(即，最小购电成本)以及机组出力方案，随后，通过预设的差价结算公式，从自申报水电价格中扣除政府基准价与第一市场出清价格的差值，从而实现水电差价结算，以避免水电在和火电同台竞争
时搭市场便车的问题，从而通过对电力市场中的水电结算价格进行调控以实现对电力市场出清的控制。
34.在一个实施例中，所述根据预设的水电市场出清模型组、预设的差价结算公式、所述约束条件组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，计算在运水电结算价格，具体为：根据所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，构建水电市场出清模型组，并根据预设的约束条件组，计算所述水电市场出清模型组的第一市场出清价格；根据所述政府基准价数据组、所述自申报水电价格数据组以及所述第一市场出清价格，通过预设的差价结算公式，计算在运水电结算价格。
35.在一个实施例中，预设的水电市场出清模型组包括水电机组组合模型以及水电机组调度模型，该水电机组组合模型可用于求解购电成本最小化时的机组开机组合；该水电机组调度模型可用于求解购电成本最小化时的机组出力方案。在此基础上，在一个实施例中，该水电机组组合模型为混合整数线性规划模型，该水电机组调度模型为线性规划模型；二者均可调用成熟的优化算法软件包(例如cplex)进行优化计算。
36.其中，水电机组组合模型的公式为：
[0037][0038]
另一方面，水电机组调度模型的公式为：
[0039][0040]
式中，n表示机组的总数；t表示考虑的总时间段数，这里考虑运行日的96个时段，即在本发明实施例中t取96；p
i,t
表示机组i在t时段的出力；c
i,t
(p
i,t
)、分别为机组i在时段t的运行费用、启动费用和停机费用(可选择是否考虑)。其中，机组运行费用c
i,t
(p
i,t
)是关于政府基准价数据组以及所述自申报水电价格数据组的多段线性函数。
[0041]
对于预设的水电机组组合模型，还需要包括若干个约束条件的预设的约束条件组进行约束。在一个实施例中，约束条件组包括用于约束水电机组组合模型的第一约束条件组以及用于约束水电机组调度模型的第二约束条件组；其中，第一约束条件组包括系统约束组、机组约束组以及网络安全约束组；第二约束条件组包括第二系统约束组、第二机组约束组以及第二网络安全约束组。
[0042]
在一个实施例中，系统约束组包括负荷平衡约束、系统正备用约束、系统负备用约束、系统旋转备用约束、agc备用约束；机组约束组包括机组出力限制约束、机组爬坡约束以及机组最小开停时间约束；网络安全约束组包括线路潮流约束以及断面潮流约束。其中，系统正备用约束和系统负备用约束是为了防止由系统负荷的预测偏差以及各种事故带来的系统供需不平衡波动而预留的备用容量的约束。
[0043]
具体地，负荷平衡约束具体为：
[0044]
[0045]
其中，p
i,t
表示机组i在t时段的出力，d
t
为t时段的系统负荷，该负荷已扣减联络线净送入功率。
[0046]
具体地，系统正备用约束具体为：
[0047][0048]
其中，α
i,t
表示机组i在t时段的启停状态，α
i,t
＝0表示机组停机，α
i,t
＝1表示机组开机；为机组i在t时段的最大出力；为t时段的系统正备用容量要求。
[0049]
具体地，系统负备用约束具体为：
[0050][0051]
其中，为机组i在t时段的最小出力；为t时段的系统负备用容量要求。
[0052]
具体地，系统旋转备用约束具体为：
[0053][0054][0055]
其中，为机组i最大上爬坡速率，为机组i最大下爬坡速率；为机组i最大下爬坡速率；分别是机组i在t时段的最大、最小出力；分别为t时段上调、下调旋转备用要求。
[0056]
具体地，agc备用约束具体为：
[0057][0058][0059]
其中，分别是机组i在t时段能够提供的agc上调、下调备用；分别为t时段agc上调、下调备用要求。
[0060]
具体地，机组出力限制约束具体为：
[0061][0062]
若机组停机，α
i，t
＝0，则通过该约束条件可以将机组出力限定为0；当机组开机时，α
i，t
＝1，该约束条件为常规的出力上下限约束。
[0063]
具体地，机组爬坡约束具体为：
[0064]
[0065][0066]
其中，δp
iu
为机组i最大上爬坡速率，δp
id
为机组i最大下爬坡速率。
[0067]
具体地，机组最小开停时间约束具体为：
[0068][0069][0070]
其中，α
i，t
为机组i在t时段的启停状态；tu、td为机组的最小连续开机时间和最小连续停机时间；为机组i在t时段时已经连续开机的时间和连续停机的时间，可以用状态变量α
i，t
(i＝1～n，t＝1～t)来表示：
[0071][0072][0073]
具体地，线路潮流约束具体为：
[0074][0075]
其中，为线路l的潮流传输极限；g
l-i
为机组i所在节点对线路l的发电机输出功率转移分布因子；k为系统的节点数量；g
l-k
为节点k对线路l的发电机输出功率转移分布因子；d
k，t
为节点k在t时段的母线负荷预测结果。
[0076]
具体地，断面潮流约束具体为：
[0077][0078]
其中，分别为断面s的潮流传输极限；g
s-i
为机组i所在节点对断面s的发电机输出功率转移分布因子；g
s-k
为节点k对断面s的发电机输出功率转移分布因子。
[0079]
在一个实施例中，第二系统约束包括第二负荷平衡约束；第二机组约束组包括第二机组出力限制约束以及第二机组爬坡约束；第二网络安全约束组包括第二线路潮流约束以及第二断面潮流约束。
[0080]
其中，第二负荷平衡约束与负荷平衡约束相同，第二机组出力限制约束与机组出力限制约束相同；第二网络安全约束组与网络安全约束组相同。
[0081]
另一方面，第二机组爬坡约束的公式为：
[0082][0083]
式中，为机组i最大上爬坡速率，δp
id
为机组i最大下爬坡速率。
[0084]
通过上述建模和求解过程即可求得最小化购电成本后的第一市场出清价格(即，最小购电成本)，在此基础上，与现有技术直接利用模型最优解(第一市场出清价格)进行结算的方式不同，为了使得电力市场在水电和火电同台竞价的前提下平稳发展，本发明实施例通过预设的差价结算公式计算得出在运水电结算价格。其中，预设的差价结算公式为：
[0085]
p
i,settle
＝p
i,gid-(p
ref-pi)；
[0086]
式中，p
i,settle
为水电机组i的在运水电结算价格，p
i,gid
为水电机组i的自申报水电价格数据，p
ref
为政府基准价数据；pi为现货市场出清的水电机组i的节点电价(根据第一市场出清价格以及购电成本最小化时的机组出力方案可得)。
[0087]
s3:根据所述在运水电结算价格以及预设的市场控制方法，对电力市场进行出清控制。
[0088]
在计算获得在运水电结算价格后，应当根据待结算节点的在运水电结算价格结算水电市场交易，与此同时，应根据对应节点的自申报火电价格结算火电市场交易，从而完成电力市场出清控制。通过根据差价结算获得的在运水电价格对待结算水电进行定价结算，本发明实施例避免了水电和火电同台竞争时可能会带来的由于成本定价不同带来的市场发展不稳定问题。
[0089]
为了使得用户能够更直观地了解到电力的市场出清控制情况，需要将市场出清控制结果发送给用户。因此，在一个实施例中，在根据所述在运水电结算价格以及预设的市场控制方法，对电力市场进行出清控制之后，所述市场出清控制方法还包括：输出控制结果，并向所述用户发送控制结果。在一个实施例中，控制结果包括各类机组的节点电价、机组出力方案以及市场结算费用。
[0090]
本发明提供了一种电力的市场出清控制方法，根据预设的水电市场出清模型组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组进行建模，通过预设的约束条件组求得模型组的经济最优解，随后，通过预设的差价结算公式计算在运水电结算价格，并根据在运水电结算价格以及预设的市场控制方法对电力市场进行出清控制，该市场出清控制方法提升了电力中水电与火电同台竞价前提下的市场稳定性。
[0091]
具体实施例二
[0092]
除上述方法外，本发明实施例还描述了一种电力的市场出清控制装置。图2示出了根据本发明的一种电力的市场出清控制装置的一个实施例的结构图。
[0093]
如图2所示，该市场出清控制装置，所述市场出清控制装置包括数据获取单元11、价格计算单元12以及出清控制单元13。
[0094]
数据获取单元11用于获取申报价格数据组以及水电出清数据组。所述申报价格数据组包括政府基准价数据组、自申报火电价格数据组以及自申报水电价格数据组。
[0095]
价格计算单元12用于根据预设的水电市场出清模型、预设的在运水电差价计算公式、所述约束条件组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，计算在运水电结算价格。在一个实施例中，具体地，价格计算单元12还用于根据所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，构建水电市场出清模型，并根据预设的约束条件组，计算所述水电市场出清模型的第一市场出清价格；根据所述政府基准价数据组、所述自申报水电价格数据组以及所述第一市场出清价格，通过预设的差价结算公式，计算在运水电结算价格。
[0096]
出清控制单元13用于根据所述在运水电结算价格进行电力的市场出清控制。
[0097]
当需要对电力市场进行市场出清控制时，市场出清控制装置通过如前所述的方法实现电力的市场出清控制。具体地，首先通过数据获取单元11获取申报价格数据组以及水
电出清数据组；随后，通过价格计算单元12根据预设的水电市场出清模型、预设的在运水电差价计算公式、所述约束条件组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组，计算在运水电结算价格；最后，通过出清控制单元13根据所述在运水电结算价格进行电力的市场出清控制。
[0098]
由于政府设置的水电基准价需要考虑市场消纳的实际情况，因此，在设定初始基准价后，实时收集水电市场的交易数据以监控水电的市场消纳情况，并根据消纳情况调整政府基准价。在一个实施例中，所述市场出清控制装置还包括监测调整单元，所述监测调整单元用于实时监测获取电力的市场交易数据，并根据所述市场交易数据以及预设的报价调整方法，调整所述政府基准价数据组。
[0099]
在一个实施例中，所述市场出清控制装置还包括结果反馈单元，所述结果反馈单元用于输出控制结果，并向所述用户发送控制结果。
[0100]
本发明提供了一种电力的市场出清控制装置，根据预设的水电市场出清模型组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组进行建模，通过预设的约束条件组求得模型组的经济最优解，随后，通过预设的差价结算公式计算在运水电结算价格，并根据在运水电结算价格以及预设的市场控制方法对电力市场进行出清控制，该市场出清控制装置提升了电力中水电与火电同台竞价前提下的市场稳定性。
[0101]
具体实施例三
[0102]
除上述方法和装置外，本发明还描述了一种电力的市场出清控制系统。图3示出了根据本发明的一种电力的市场出清控制系统的一个实施例的结构图。
[0103]
如图3所示，该市场出清控制系统包括出清控制模块1、数据管理模块2以及用户交互模块3，出清控制模块1、数据管理模块2以及用户交互模块3之间彼此通信连接。
[0104]
其中，出清控制模块1用于执行如前所述的电力的市场出清控制方法，数据管理模块2用于存储申报价格数据组、水电出清数据组以及在执行市场出清控制方法期间产生的数据；用户交互模块3用于获取用户的操作指令，将所述操作指令发送给所述出清控制模块。
[0105]
在一个实施例中，所述用户交互模块3还用于向所述用户发送控制结果。在此基础上，用户交互模块3还包括可触摸/不可触摸显示屏、输入键盘、虚拟键盘、指示灯以及前述一种或多种的组合。
[0106]
本发明提供了一种电力的市场出清控制系统，根据预设的水电市场出清模型组、所述政府基准价数据组、自申报水电价格数据组、自申报火电价格数据组以及所述水电出清数据组进行建模，通过预设的约束条件组求得模型组的经济最优解，随后，通过预设的差价结算公式计算在运水电结算价格，并根据在运水电结算价格以及预设的市场控制方法对电力市场进行出清控制，该市场出清控制系统提升了电力中水电与火电同台竞价前提下的市场稳定性。
[0107]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。