一种电力现货市场迭代出清方法及系统与流程

本发明涉及电力系统及其自动化，尤其是电力现货市场迭代出清方法及系统。

背景技术：

1、电力现货市场的有效运转需要高效的出清方法支撑，市场出清过程的核心是安全约束机组组合(scuc)程序，scuc是一个混合整数的优化问题，拥有大量的整数变量以及等式与不等式约束。在scuc中计及全部电网设备元件、直接考虑交流潮流约束难以求解，通常基于灵敏度建立直流潮流约束模型，并通过scuc计算与安全校核之间的迭代，保障求解效率。

2、随着双边现货市场建设的推进，越来越多的负荷侧主体参与现货市场，且负荷侧主体的数据远大于发电侧主体。scuc计算中若采用完整的灵敏度数据，考虑大量负荷侧市场主体将会使得网络约束比较稠密，出清计算难度大；同时，受小数量级灵敏度数据的影响，为消除断面阻塞，容易导致断面关联小数量级灵敏度机组的启停变化大。scuc计算中若对灵敏度数据进行筛选，采用过滤小数量级数据后的灵敏度进行计算，则会导致潮流计算偏差过大，影响结果的有效性。

3、因此，针对双向竞争环境下大量负荷主体参与现货市场的出清难题，如何提升scuc的计算效率与结果合理性，成为本领域技术人员急需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种适应大量负荷主体参与现货市场的迭代出清方法及系统，通过改进优化计算内部的网络约束处理策略，以及优化计算与安全校核之间的迭代过程，提升现货市场出清的迭代效率以及直流潮流结果的计算精度。

2、技术方案：本发明所述的电力现货市场迭代出清方法，包括如下步骤：

3、构建不考虑网络约束的第一现货市场出清模型，求解获得发电机组、用电负荷的无网络约束功率；

4、根据所述发电机组、用电负荷的无网络约束功率，以及完整的灵敏度数据，计算各稳定断面的直流潮流，获得初始潮流计划；

5、对小数量级灵敏度数据进行过滤，在所述第一现货市场出清模型基础上增加潮流约束，构建考虑网络约束的第二现货市场出清模型；

6、对所述第二现货市场出清模型进行出清计算，生成发电机组、用电负荷的网络约束功率，出清结束。

7、进一步地，所述第一现货市场出清模型的目标函数为：

8、

9、约束条件包括：

10、

11、pi,minui,t≤pi,t,0≤pi,maxui,t；

12、

13、-δi≤pi,t,0-pi,t-1,0≤δi；

14、其中，t为现货市场出清所含时段数；d为市场化负荷主体的总个数；i为系统中发电机组总个数；pd,t,0为市场化负荷d在时段t的无网络约束用电负荷；pi,t,0为发电机组i在时段t的无网络约束有功出力；cd为市场化负荷d的购电成本；ci为机组i的运行成本；si为机组i的开机成本；yi,t为机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志；j为系统中联络线总个数；tj,t为联络线j在时段t的计划功率；lt为系统在时段t的非市场化负荷需求；rt为系统在时段t的旋转备用需求；pi,max和pi,min分别为机组i输出功率的上下限；ui,t为机组i在时段t的启停状态；zi,t为机组i在时段t是否有开机到停机状态变化的标志；uti和dti分别为机组i的最小开机时间和最小停机时间；δi为机组i每时段爬坡速率。

15、进一步地，所述第二现货市场出清模型的目标函数为：

16、目标函数表示为：

17、

18、约束条件：

19、

20、pi,minui,t≤pi,t≤pi,maxui,t；

21、

22、-δi≤pi,t-pi,t-1≤δi；

23、

24、其中，pi,t为发电机组i在时段t的网络约束有功出力；pd,t为市场化负荷d在时段t的网络约束用电功率；分别为断面s的潮流传输下限与上限；g′s-i为机组i所在节点对断面s的过滤后灵敏度；g'd-i为市场化负荷d所在节点对断面s的过滤后灵敏度；s为出清计算所考虑的稳定断面集合。

25、进一步地，所述计算各稳定断面的直流潮流，获得初始潮流计划包括：

26、

27、其中，fs,t,0为稳定断面s在时段t的初始潮流；k为电力系统中母线负荷总个数；dk,t为母线负荷k在时段t的非市场化负荷预测功率；gs-i为机组i所在节点对断面s的灵敏度；gs-j为联络线j所在节点对断面s的灵敏度；gd-k为市场化负荷d所在节点对断面s的灵敏度；gs-k为母线负荷k所在节点对断面s的灵敏度

28、进一步地，所述对所述第二现货市场出清模型进行出清计算，生成发电机组、用电负荷的网络约束功率包括：

29、对第二现货市场出清模型进行优化计算，获得发电机组的网络约束有功出力、市场化负荷的网络约束用电功率；

30、根据发电机组的网络约束有功出力、市场化负荷的网络约束用电功率，进行安全校核；

31、若校验结果中没有新增输电断面潮流越限，则根据网络约束发电机组功率、市场化负荷用电功率，得到电力现货市场出清的计算结果；

32、否则将新增输电断面加入稳定断面集合，重新获取发电机组、市场化负荷的网络约束有功功率。

33、本发明所述的电力现货市场迭代出清系统，包括：

34、无网络约束出清模块，用于构建不考虑网络约束的第一现货市场出清模型，求解获得发电机组、用电负荷的无网络约束功率；

35、直流潮流计算模块，用于根据所述发电机组、用电负荷的无网络约束功率，以及完整的灵敏度数据，计算各稳定断面的直流潮流，获得初始潮流计划；

36、网络约束出清模块，用于对小数量级灵敏度数据进行过滤，在所述第一现货市场出清模型基础上增加潮流约束，构建考虑网络约束的第二现货市场出清模型；对所述第二现货市场出清模型进行出清计算，生成发电机组、用电负荷的网络约束功率，出清结束。

37、进一步地，所述第一现货市场出清模型的目标函数为：

38、

39、约束条件包括：

40、

41、pi,minui,t≤pi,t,0≤pi,maxui,t；

42、

43、

44、-δi≤pi,t,0-pi,t-1,0≤δi；

45、其中，t为现货市场出清所含时段数；d为市场化负荷主体的总个数；i为系统中发电机组总个数；pd,t,0为市场化负荷d在时段t的无网络约束用电负荷；pi,t,0为发电机组i在时段t的无网络约束有功出力；cd为市场化负荷d的购电成本；ci为机组i的运行成本；si为机组i的开机成本；yi,t为机组i在时段t是否有停机到开机状态变化的标志；j为系统中联络线总个数；tj,t为联络线j在时段t的计划功率；lt为系统在时段t的非市场化负荷需求；rt为系统在时段t的旋转备用需求；pi,max和pi,min分别为机组i输出功率的上下限；ui,t为机组i在时段t的启停状态；zi,t为机组i在时段t是否有开机到停机状态变化的标志；uti和dti分别为机组i的最小开机时间和最小停机时间；δi为机组i每时段爬坡速率。

46、进一步地，所述第二现货市场出清模型的目标函数为：

47、目标函数表示为：

48、

49、约束条件：

50、

51、pi,minui,t≤pi,t≤pi,maxui,t；

52、

53、-δi≤pi,t-pi,t-1≤δi；

54、

55、其中，pi,t为发电机组i在时段t的网络约束有功出力；pd,t为市场化负荷d在时段t的网络约束用电功率；分别为断面s的潮流传输下限与上限；g′s-i为机组i所在节点对断面s的过滤后灵敏度；g'd-i为市场化负荷d所在节点对断面s的过滤后灵敏度；s为出清计算所考虑的稳定断面集合。

56、本发明所述的电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被加载至处理器时实现所述的电力现货市场迭代出清方法。

57、本发明所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的电力现货市场迭代出清方法。

58、有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：1)通过增加无网络约束出清以及全数据灵敏度的直流校核，为scuc快速提供精确的初始计划及初始潮流，scuc优化得出的直流潮流结果相对更准确，越限断面数目有降低；2)优化出清在初始潮流的基础上，采用基于过滤灵敏度的增量潮流方式，降低了网络约束的复杂性，减少优化与安全校核的迭代次数，提高迭代计算效率。