最大化风光优先匹配量和最小化代理购电价格波动的水电机组出力控制方法、系统及介质

本发明涉及水电机组出力控制，尤其涉及一种最大化风光优先匹配量和最小化代理购电价格波动的水电机组出力控制方法、系统及介质。

背景技术：

1、作为引导工商业用户进入市场的过渡性政策，代理购电有效解决了中小型工商业用户无法参与电力市场交易的难题，对于实现全面市场化具有重要意义。

2、但是，在实际的执行过程中，由于风光发电机组的出力具有随机性，导致代理购电价格具有较强的波动性。同时，当风光机组大发时，优发电量与优购电量和代理购电电量匹配完成之后的剩余优先发电量将进入市场，大量的优先发电机组进入市场会产生大量的平滑资金，进而影响市场的公平性、增加市场风险。而水电机组同样作为优先发电机组，合理的控制水电机组出力，能有效增加风光优先匹配量，降低代理购电价格波动。

3、故而，亟需对水电机组出力进行优化控制，在保障电力供需平衡的前提下，改善风光发电与代理购电匹配产生的负面影响。

技术实现思路

1、本发明提供了一种最大化风光优先匹配量和最小化代理购电价格波动的水电机组出力控制方法、系统及介质，用于解决风光发电机组出力随机性导致的代理购电价格波动和剩余优发电量进入市场产生大量平衡资金的问题。

2、第一方面，提供了一种最大化风光优先匹配量和最小化代理购电价格波动的水电机组出力控制方法，包括如下步骤：

3、s1：获取水电站水库水位、河道下游水位和河道天然流量，建立水电机组发电功率计算模型，计算出决策时段t的水电机组最小发电功率和最大发电功率

4、s2：从电力交易平台获取代理购电年月交易分解到决策时段t的电量qym,t及对应的功率pym,t，对比决策时段t水电机组最小发电功率和代理购电年月交易分解到决策时段t电量对应的功率pym,t，取两者中的最大值作为第一轮迭代中决策时段t的水电机组出力值pt,0；

5、s3：采集决策时段t代理购电用户用电功率和风光发电机组的发电功率，建立风光优先匹配量计算模型，计算出当前迭代轮次中决策时段t的水电机组出力对应的风光优先匹配量qws,t；

6、s4：基于代理购电年月交易的出清价格和水电机组、风光发电机组的上网电价，建立代理购电价格计算模型，计算出当前迭代轮次中决策时段t的水电机组出力对应的代理购电价格prag,t；

7、s5：根据步骤s3计算出的风光优先匹配量及步骤s4计算出的代理购电价格，分别对代理购电价格波动率(经济指标)和风光优先匹配率(技术指标)进行计算，再基于两者计算出当前迭代轮次中决策时段t的水电机组出力对应的电力系统经济技术综合评估指标；

8、s6：按照设置的迭代步长δp，依次增加决策时段t的水电机组出力值，迭代计算步骤s3-s5，并记录每一个水电机组出力值对应的电力系统经济技术综合评估指标，当水电机组出力值大于水电机组最大发电功率时，停止迭代计算，筛选出最优电力系统经济技术综合评估指标，基于其对应的水电机组出力和水电站水库蓄放流量，对水库的闸门开度进行控制。

9、进一步地，步骤s1中的水电机组发电功率计算模型具体表示为：

10、ph,t＝k(fnature,t+fstor,t)(hstor,t-hdown,t)

11、式中，ph,t为决策时段t的水电机组发电功率；k为水电机组综合效率系数；fnature,t为决策时段t的河道天然流量；fstor,t为决策时段t的水库蓄放流量；hstor,t为决策时段t的水库水位；hdown,t为决策时段t的河道下游水位。

12、进一步地，决策时段t的水电机组最小发电功率为水库蓄放流量为零时的发电功率，计算公式如下：

13、

14、决策时段t的水电机组最大发电功率为水库蓄放流量最大时的功率，计算公式如下：

15、

16、式中，为决策时段t的水库最大蓄放流量；f(hstor,t)为决策时段t的水库水位hstor,t对应的水库库容；f(hstag)为水库死水位hstag对应的水库库容；t为调度时间间隔。

17、进一步地，步骤s3中的风光优先匹配量计算模型具体表示为：

18、当水电机组与风光发电机组出力之和小于代理购电用户用电功率时，风光优先匹配量qws,t为决策时段t的风光发电机组出力，计算公式表示为：

19、qws,t＝(pw,t+ps,t)t

20、式中，pw,t为风力发电机组在决策时段t的发电功率；ps,t为光伏发电机组在决策时段t的发电功率；

21、当水电机组与风光发电机组出力之和不小于代理购电用户用电功率时，风光优先匹配量qws,t为水电机组出力不足以提供代理购电用户用电功率的差值，计算公式表示为：

22、qws,t＝(pag,t-pt,0)t

23、式中，pag,t为代理购电用户在决策时段t的用电功率。

24、进一步地，步骤s4中的代理购电价格计算模型具体表示为：

25、当水电机组与风光发电机组出力之和小于代理购电用户用电功率时，计算公式表示为：

26、

27、当水电机组与风光发电机组出力之和不小于代理购电用户用电功率时，计算公式表示为：

28、

29、式中，prym为代理购电用户参与代理购电年月交易的出清电价；prws为风光发电机组上网电价；qt,0为水电机组在决策时段t的发电量；prh为水力发电机组上网电价；qmar为代理购电用户参与现货市场交易电量；prmar为现货市场用户交易均价；qag,t为决策时段t的代理购电用户用电量。

30、进一步地，所述步骤s5中代理购电价格波动率计算公式表示为：

31、

32、式中，bag,t为决策时段t的代理购电价格波动率；prb为历史同时段代理购电价格平均值；

33、步骤s5中风光优先匹配率计算公式表示为：

34、

35、式中，xws,t为决策时段t的风光匹配率；pw,t为风力发电机组在决策时段t的发电功率；ps,t为光伏发电机组在决策时段t的发电功率；qws,t为决策时段t的风光优先匹配量。

36、进一步地，步骤s5中的电力系统经济技术综合评估指标，其计算公式表示为：

37、nt,k＝α(1-xws,t)+βbag,t

38、式中，nt,k为第k-1轮迭代中决策时段t的水电机组出力对应的电力系统经济技术综合评估指标；α为优先匹配率在综合评估指标中的权重系数；β为代理购电价格波动率在综合评估指标中的权重系数。

39、第二方面，提供了一种最大化风光优先匹配量和最小化代理购电价格波动的水电机组出力控制系统，包括数据采集模块以及控制模块；

40、所述数据采集模块用于将采集的数据传输至控制模块，其中采集的数据包括：水电站水库水位、河道下游水位和河道天然流量，以及代理购电年月交易数据、决策时段t代理购电用户用电功率和风光发电机组的发电功率；

41、控制模块用于接收所述数据采集模块采集的数据，并配置为执行如前所述的最大化风光优先匹配量和最小化代理购电价格波动的水电机组出力控制方法。

42、进一步地，所述控制模块包括：

43、水电站功率计算单元，用于获取水电站水库水位、河道下游水位和河道天然流量，建立水电机组发电功率计算模型，计算出决策时段t的水电机组最小发电功率和最大发电功率

44、初始水电机组出力值决断单元，用于从电力交易平台获取代理购电年月交易分解到决策时段t的电量qym,t及对应的功率pym,t，对比决策时段t水电机组最小发电功率和代理购电年月交易分解到决策时段t电量对应的功率pym,t，取两者中的最大值作为第一轮迭代中决策时段t的水电机组出力值pt,0；

45、风光优先匹配量计算单元，用于采集决策时段t代理购电用户用电功率和风光发电机组的发电功率，建立风光优先匹配量计算模型，计算出当前迭代轮次中决策时段t的水电机组出力对应的风光优先匹配量qws,t；

46、代理购电价格计算单元，用于基于代理购电年月交易的出清价格和水电机组、风光发电机组的上网电价，建立代理购电价格计算模型，计算出当前迭代轮次中决策时段t的水电机组出力对应的代理购电价格prag,t；

47、经济技术综合评估指标计算单元，用于根据计算出的风光优先匹配量及代理购电价格，分别对代理购电价格波动率和风光优先匹配率进行计算，再基于两者计算出当前迭代轮次中决策时段t的水电机组出力对应的电力系统经济技术综合评估指标；

48、控制单元，用于按照设置的迭代步长δp，依次增加决策时段t的水电机组出力值，返回风光优先匹配量计算单元、代理购电价格计算单元、经济技术综合评估指标计算单元依次进行计算，并记录每一个水电机组出力值对应的电力系统经济技术综合评估指标，当水电机组出力值大于水电机组最大发电功率时，停止迭代计算，筛选出最优电力系统经济技术综合评估指标，基于其对应的水电机组出力和水电站水库蓄放流量，对水库的闸门开度进行控制。

49、第三方面，提供了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前所述的最大化风光优先匹配量和最小化代理购电价格波动的水电机组出力控制方法。

50、本发明提出了一种最大化风光优先匹配量和最小化代理购电价格波动的水电机组出力控制方法、系统及介质，首先通过建立的风光优先匹配量计算模型和代理购电价格计算模型计算出一系列水电机组出力下的风光优先匹配量和代理购电价格，进而计算出一系列水电机组出力下的电力系统经济技术综合评估指标，并选择最优电力系统经济技术综合评估指标对应的水电机组出力和水电站水库蓄放流量，对水库的闸门开度进行控制。本发明具有易操作的特点，通过有效控制水电机组出力，有效增加风光优先匹配量，降低代理购电价格波动，实现了最大化风光优先匹配量和最小化代理购电价格波动的水电机组出力控制，在保障电力供需平衡的前提下，改善风光发电与代理购电匹配产生的负面影响。