电网和市场联合仿真方法、设备及介质与流程

本发明涉及电力市场，尤其涉及一种电网和市场联合仿真方法、设备及介质。

背景技术：

1、电力市场是在保证电力系统安全、可靠运行的基础上，通过市场机制增强资源优化配置效果，实现系统运行经济性与可靠性的协调，而作为电力市场运营的载体，电网自身的运行特点、各类调度运行事件等也会对电力市场运营产生极大影响，电网运行和市场运营之间存在交互影响。

2、传统的电网调度运行分析是基于电网建设发展，通过仿真技术手段对未来一个时期内的电网运行情况进行分析，包括从短路电流、稳态潮流、暂稳态电压稳定、电网运行风险等多个角度评估电网运行新特性，为电网的安全稳定运行提供决策支撑，但未考虑电力市场的经济运行要素。

3、电力现货市场环境下，电力系统生产运行方式发生改变，电网潮流型态和特性产生变化，需要开展电力现货市场运营仿真分析，为电力现货市场的平稳运营提供技术支撑。目前单一的现货市场运营出清仅侧重于电价出清模型下的仿真过程，在技术上采用直流潮流计算，出清结果及其分析结论可用于研究，但可能不满足电网实际的安全约束，无法为实际市场运营提供指导和建议。

4、综上，目前缺少一体化的仿真推演方法，未实现电网调度运行和市场运营模拟的联动，无法反映实际电力市场与电网调度运行之间互动影响的运行特性，难以市场运营提供完善的实际指导建议。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种电网和市场联合仿真方法，其通过电网仿真模型与电力市场模型之间的转换，实现电网仿真和市场仿真的联动，反映实际电网调度运行与电力市场之间互动影响的运行特性，为实际市场运营提供完善的指导和建议。

2、本发明的目的之一采用以下技术方案实现：

3、一种电网和市场联合仿真方法，包括以下步骤：

4、通过电力系统分析软件，构建电网仿真基础场景；

5、根据所述电网仿真基础场景进行电网仿真模型及机组模型的优化，优化后得到电网仿真典型场景；

6、将所述电网仿真典型场景转换为电力市场仿真基础场景；

7、根据获取的机组报价信息，以最小化发电成本及社会福利最大化为目标，对所述电力市场仿真基础场景进行出清；

8、根据出清收敛后的结果，生成电力市场仿真典型场景；

9、根据生成的电力市场仿真典型场景及目标要求，开展电力现货市场分析。

10、进一步地，所述电网仿真基础场景的数据类别包括电网模型、机组模型和边界条件。

11、进一步地，构建电网仿真基础场景，包括：

12、通过电力系统分析软件生成电网运行基础场景；

13、对所述电网运行基础场景进行电力平衡校验，当满足“可用机组装机总量+联络线落地功率≥系统负荷”时，校验通过，将所述电网运行基础场景作为所述电网仿真基础场景；否则，进行机组运行方式和联络线落地功率调整。

14、进一步地，根据所述电网仿真基础场景进行电网仿真模型及机组模型的优化，得到电网仿真典型场景，包括：

15、对所述电网仿真基础场景进行短路电流计算，根据计算结果优化电网运行方式和机组开机方式；

16、对所述电网仿真基础场景进行电网稳定计算，根据计算结果优化电网运行方式和机组开机方式；

17、对所述电网仿真基础场景进行电网潮流计算，根据计算结果优化电气元件稳定限额和机组开机方式。

18、进一步地，对所述电网仿真基础场景进行短路电流计算，还包括：对优化后的所述电网仿真基础场景继续进行短路电流计算，直至短路电流水平负荷电网安全稳定要求；

19、对所述电网仿真基础场景进行电网稳定计算，包括：进行静态电压稳定测算，当测算结果不满足电网安全稳定要求时，优化并返回依次进行短路电流计算、静态电压稳定测算；进行暂态稳定测算，当测算结果不满足电网安全稳定要求时，优化并返回依次进行短路电流计算、静态电压稳定测算、暂态稳定测算；

20、对所述电网仿真基础场景进行电网潮流计算，包括：测算全网及关键断面近区潮流分布情况，当测算后无法求解或无收敛解，优化并返回依次进行短路电流计算、电网稳定计算、电网潮流计算。

21、进一步地，将所述电网仿真典型场景转换为电力市场仿真基础场景，包括：

22、对电网模型进行转换，将电网拓扑、电气元件稳定限额及电网运行方式映射至所述电力市场分析软件；

23、对机组模型进行转换，将发电机组模型映射至所述电力市场分析软件；根据一次能源价格水平、市场历史价格水平和机组能源类型、设备型号，按类形成发电机组报价，得到机组经济模型；将机组必开必停计划和机组检修计划映射至电力市场分析软件；

24、将电网运行仿真的边界条件由单一时段数据扩展成电力市场仿真用的多时段时序数据；所述数据的数据类别包括：系统及母线负荷数据、必开机组出力数据、边界机组出力数据及联络线落地功率数据；

25、得到所述电网仿真典型场景映射转化的电力市场仿真基础场景。

26、进一步地，对所述电力市场仿真基础场景进行出清，出清目标函数满足：

27、

28、

29、

30、

31、rdi≤pi,t-pi,t-1≤rui

32、

33、

34、其中，c为发电总成本，为机组i启动成本，为机组i空载成本，ui,t为机组i在t时刻的启停状态(0/1)，为机组i在t时刻的电能成本，为机组i在t时刻的备用成本；pi,t为机组i在t时刻中标出力，σi为机组i厂用电率，pf,t为所有自计划机组出力与外来电的总和，pj,t为母线j在t时刻的负荷值，pls为网损总和；pi,min、pi,max分别为机组i的最小、最大发电能力，分别为机组i在t时刻的中标正备用、负备用；p+re、p-re分别为市场正备用、负备用需求；rui、rdi分别为机组i的爬坡、滑坡限值；sfl,i,t、sfl,j,t分别为机组i、母线负荷j于t时刻对于线路l的功率分布因子。

35、进一步地，对所述电力市场仿真基础场景进行出清后，还包括：

36、对出清结果进行潮流阻塞分析，当在关键断面发生严重阻塞时，重新进行电网仿真典型场景的构建。

37、本发明的目的之二在于提供执行发明目的之一的电子设备，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的电网和市场联合仿真方法。

38、本发明的目的之三在于提供存储发明目的之一的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的电网和市场联合仿真方法。

39、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

40、本发明通过电网调度运行分析提供符合真实电网安全稳定要求的电网拓扑、潮流限额与边界条件数据，同时增加市场出清结果对电网运行方式的反馈决策环节，实现了电力现货市场与电网调度运行的一体化联合推演。通过将电网仿真典型场景转化成电力市场仿真基础场景，并对电力市场仿真基础场景进行优化实现联合仿真，该仿真方法使电网调度在电网的运营中，既能遵循电网运行的客观规律，维持电网的安全稳定运行并向用户提供优质可靠的电力；又能够根据电力市场的要求，以获取电网整体最大经济效益为目标，协调电网内各个不同利益主体之间的关系，实现发电成本最小化/社会福利最大化。通过物理安全和经济激励融合的电网评价方式为电网建设规划、生产运行和市场规划设计、运营管理等提供决策工具。