一种调频服务市场出清方法、系统、存储介质和电子设备

本技术涉及电力市场应用领域，特别涉及一种调频服务市场出清方法、系统、存储介质和电子设备。

背景技术：

1、随着光伏电站、海上风电等新能源发电站逐渐建造，其装机容量大幅增加，导致系统调频需求逐渐增加。

2、目前调频市场机制仍不完善，火电机组依旧承担着主要的调频任务，导致系统碳排放居高不下。但与此同时，需求侧可调节资源也不断发展，电动汽车、独立储能、柔性负荷等快速响应调频资源体现出了巨大潜力，在调频性能方面表现出调节速度快、绿色低碳等特点。这些资源能以负荷聚合商作为代理在调频市场中替代传统发电机组参与调频，实现提高调频性能和降低系统碳排放的效果，但现有的市场出清方法无法完全体现需求响应的低碳特征，难以引导需求侧低碳用电行为。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种调频服务市场出清方法、系统、存储介质和电子设备，能够通过迭代计算得到最优市场出清结果。

2、为解决上述技术问题，本技术提供一种调频服务市场出清方法，具体技术方案如下：

3、s1：获取系统用电需求、调频需求和潮流数据；

4、s2：确定各市场主体基于所述系统用电需求和调频需求上报的申报数据；所述申报数据包括可调容量和价格；

5、s3：根据所述申报数据，以市场成本最小化以及碳排放成本最小为第一目标函数建立市场出清模型，求解所述第一目标函数得到最优的市场出清结果；

6、s4：根据所述潮流数据和所述市场出清结果，计算系统碳排放流，得到各节点碳流率；

7、s5：根据所述系统碳流率，以响应成本最小化及碳排放责任最小为第二目标函数建立用户响应模型，求解所述第二目标函数得到最优的负荷响应结果；

8、s6：根据所述负荷响应结果判断响应后的负荷是否需要调整；若无需调整，输出所述市场出清结果；若需调整，重复步骤s3-s6，直到无需调整负荷并输出所述市场出清结果。

9、可选的，所述根据所述申报数据，以市场成本最小化以及碳排放成本最小为第一目标函数建立市场出清模型，求解所述第一目标函数得到最优的市场出清结果时，还包括：

10、添加火电机组发电产生的火电碳排放成本作为所述碳排放成本。

11、可选的，所述根据所述申报数据，以市场成本最小化以及碳排放成本最小为第一目标函数建立市场出清模型，求解所述第一目标函数得到最优的市场出清结果包括：

12、构建所述第一目标函数，所述第一目标函数为：

13、

14、所述第一目标函数中，为电能市场出清价格；为节点i处机组出力；为上调频容量出清价格；为节点i处主体上调频中标容量；为节点i处下调频容量出清价格；为节点i处主体下调频中标容量；为上调频里程出清价格；为节点i处主体上调频里程中标容量；为下调频里程出清价格；为节点i处主体下调频里程中标容量；η为碳排放成本系数；为t时刻发电主体，n为节点总数，t为总时长。

15、可选的，所述目标函数需满足的约束条件为，在电能市场交易中，所有中标主体的中标量之和满足功率平衡式；机组中标容量不超过机组出力上限；所述功率平衡式如下：

16、

17、所述功率平衡式中，为节点i处负荷值、为机组i最大发电功率；

18、同时满足的机组爬坡功率约束和机组调频约束如下：

19、

20、其中，为机组i最小发电功率；为机组i的上、下调频容量中标量；sdi、spi为机组i的滑坡容量限值和爬坡容量限值。

21、可选的，所述计算系统碳排放流，得到各节点碳流率包括：

22、确定所述系统碳排放流每个节点的碳势；

23、确定所有从所述节点流出有功潮流的支路；所述支路上潮流的碳流密度与所述节点的碳势相等；

24、采用设定潮流计算方法来得到潮流计算结果；所述潮流计算结果包括支路潮流、发电机注入功率、节点注入功率和负荷大小；

25、根据所述潮流计算结果通过支路起始节点的碳势和支路潮流计算各所述节点对应所有支路的碳流率。

26、可选的，所述计算系统碳排放流，得到各节点碳流率时，若采用直流潮流模型，对应的线路潮流约束为：

27、

28、其中，pk,ij为线路k上的传输功率，pk,max、pk,min分别为线路传输功率上下限；bij为节点导纳矩阵元素的虚部；为节点i的电压相角。

29、可选的，所述以响应成本最小化及碳排放责任最小为第二目标函数建立用户响应模型之前，还包括：

30、构建以响应成本最小化及碳排放责任最小的第二目标函数：

31、

32、其中，cdr为响应单位负荷量的成本价格；di,t为t时刻负荷聚合商i处负荷响应量，当负荷增加时取正，负荷减少时取负；为t时刻负荷聚合商i处负荷聚合商承担的碳排放责任。

33、本技术还提供一种调频服务市场出清系统，包括：

34、电力数据获取模块，用于获取系统用电需求、调频需求和潮流数据；

35、申报数据获取模块，用于确定各市场主体基于所述系统用电需求和调频需求上报的申报数据；所述申报数据包括可调容量和价格；

36、市场出清计算模块，用于根据所述申报数据，以市场成本最小化以及碳排放成本最小为第一目标函数建立市场出清模型，求解所述第一目标函数得到最优的市场出清结果；

37、碳流率计算模块，用于根据所述潮流数据和所述市场出清结果，计算系统碳排放流，得到各节点碳流率；

38、负荷响应计算模块，用于根据所述系统碳流率，以响应成本最小化及碳排放责任最小为第二目标函数建立用户响应模型，求解所述第二目标函数得到最优的负荷响应结果；

39、数据校正模块，用于根据所述负荷响应结果判断响应后的负荷是否需要调整；若无需调整，输出所述市场出清结果；若需调整，进入所述市场出清计算模块，直到无需调整负荷并输出所述市场出清结果。

40、本技术还提供一种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如上所述的方法的步骤。

41、本技术还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如上所述的方法的步骤。

42、本技术提供一种调频服务市场出清方法，包括：s1：获取系统用电需求、调频需求和潮流数据；s2：确定各市场主体基于所述系统用电需求和调频需求上报的申报数据；所述申报数据包括可调容量和价格；s3：根据所述申报数据，以市场成本最小化以及碳排放成本最小为第一目标函数建立市场出清模型，求解所述第一目标函数得到最优的市场出清结果；s4：根据所述潮流数据和所述市场出清结果，计算系统碳排放流，得到各节点碳流率；s5：根据所述系统碳流率，以响应成本最小化及碳排放责任最小为第二目标函数建立用户响应模型，求解所述第二目标函数得到最优的负荷响应结果；s6：根据所述负荷响应结果判断响应后的负荷是否需要调整；若无需调整，输出所述市场出清结果；若需调整，重复步骤s3-s6，直到无需调整负荷并输出所述市场出清结果。

43、本技术相比于传统调频辅助服务市场未考虑系统碳排放的出清方式，同时考虑了发电侧碳和用户侧的碳排放特性，以市场成本和系统碳排放成本最小为目标建立市场出清模型，通过市场出清模型得到市场出清结果和潮流数据，然后计算系统的碳排放流，并以响应成本和碳排放责任最小为目标建立响应模型，利用系统碳排量引导负荷侧进行响应调整，而调整后的负荷重新进入市场出清模型计算，最后经过迭代计算得出最优市场出清结果。并通过相关算例验证出清方法的合理性。

44、本技术还提供一种调频服务市场出清系统、存储介质和电子设备，具有上述有益效果，此处不再赘述。