基于本地新能源保障收购的代理购电省间购电量计算方法

技术领域

本发明涉及电力市场技术领域，尤其涉及一种基于本地新能源保障收购的代理购电省间购电量计算方法。

背景技术

在2021年末，我国开始实施电网公司代理购电政策。在代购电政策下，电网公司的业务职能发生了变化，变得更加复杂。电网公司在发电侧需负责新能源、核电等电源的保障性收购，在用户侧则要为农业居民用户和暂未直接参与市场的工商业进行代理购电。在优先电源电量不能满足电网两类用户用电需求时，电网需要购买市场化电量来进行补足。需要的市场化电量电网公司既可以选择从省间市场购买外部电量，也可以选择从省内市场购买本地煤电电量。但是在现货市场开展前，只根据总量需求考虑省内省外电价差和网络约束进行简单分配购买，无法支撑现货市场下电网公司进行代理购电业务时的省间购电决策。因此亟需一种能够支撑现货市场下电网公司进行代理购电业务时的省间购电决策方法。

发明内容

本发明提供一种基于本地新能源保障收购的代理购电省间购电量计算方法，以克服上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于本地新能源保障收购的代理购电省间购电量计算方法，包括如下步骤：

S1：获取省内农业居民用户、代理工商业用户和直接参与市场用户在评估月各日各时段的负荷功率，在评估月中每日的分时段的负荷功率，以获取省内电网公司代理用户在评估月中每日的分时段负荷用电量；

S2：获取省内水电、核电和风力发电和光伏发电优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电功率，以获取省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电量；

S3：根据所述省内电网公司代理用户在评估月中每日的分时段负荷用电量，和所述省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电量，建立电网公司在评估月的省间购电决策模型；

S4：根据所述电网公司在评估月的省间购电决策模型，获取电网公司在省间月度市场中的购电量。

进一步的，所述S1中，获取省内电网公司代理用户在评估月中每日的分时段负荷用电量的方法如下：

S11：获取省内农业居民用户、代理工商业用户和直接参与市场用户在评估月中每日的分时段的负荷功率如下：

/>

式中，L

S12：获取省内电网公司代理用户在评估月中每日的分时段的负荷功率如下：

式中，

S13：获取省内电网公司代理用户在评估月中每日的分时段的负荷用电量如下：

式中，

进一步的，所述S2中，获取省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电量方法如下：

S21：获取省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电功率如下：

式中：

S22：基于公式(5)获取省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电量：

式中，

进一步的，所述S3中，电网公司在评估月的省间购电决策模型为：

式中，z为电网公司从省间市场购电费用、省内优先电源保量保价购电费用和省内现货市场购电费用之和；Q

进一步的，所述电网公司在评估月的省间购电决策模型的约束条件包括：省间市场月度购电量分解约束、省间购电量范围约束、本地优先电源保量保价电量分时段电量约束和本地优先电源保障性收购率约束。

进一步的，所述省间市场月度购电量分解约束如下：

进一步的，所述省间购电量范围约束如下：

进一步的，所述本地优先电源保量保价电量分时段电量约束包括：

对公式(10)进行松弛如下：

进一步的，所述本地优先电源保障性收购率约束包括：

对公式(13)进行松弛得：

/>

式中：△β为保障性收购率松弛变量；

将公式(14)进一步进行转化如下：

有益效果：本发明提出一种基于本地新能源保障收购的代理购电省间购电量计算方法，根据所述省内电网公司代理用户在评估月中每日的分时段负荷用电量，和所述省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电量，建立电网公司在评估月的省间购电决策模型，能够为电网公司制定省间购电决策提供依据，保证本地新能源保障性收购空间的同时减少电网公司代理购电成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于本地新能源保障收购的代理购电省间购电量计算方法流程图；

图2为本发明的实施例的购电用户的分时段负荷功率曲线示意图；

图3为本发明的实施例的优先电源出力示意图；

图4为本发明的实施例的现货电价示意图；

图5为本发明的实施例的评估月某日决策结果示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本实施例提供了一种基于本地新能源保障收购的代理购电省间购电量计算方法，包括如下步骤：如图1所示，

S1：获取省内农业居民用户、代理工商业用户和直接参与市场用户三类用户在评估月各日各时段的负荷功率，在评估月中每日的分时段的负荷功率，以获取省内电网公司代理用户即农业居民用户和代理工商业用户在评估月中每日的分时段负荷用电量；

优选的，获取省内电网公司代理用户即农业居民用户和代理工商业用户在评估月中每日的分时段负荷用电量的方法如下：

S11：获取省内农业居民用户、代理工商业用户和直接参与市场用户在评估月中每日的分时段的负荷功率如下：

/>

式中，L

S12：获取省内电网公司代理用户，即农业居民用户和代理工商业用户在评估月中每日的分时段的负荷功率如下：

式中，

S13：获取省内电网公司代理用户在评估月中每日的分时段的负荷用电量如下：

式中，

具体的，在本实施例中，以东北某省电力系统为计算实例，考虑到其周末与工作日负荷特性差别不大，因此负荷典型日取工作日和节假日两种，其全月各日各时段各类负荷用电量如图2所示；

S2：获取省内水电、核电和风力发电和光伏发电等优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电功率，以获取省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电量；

所述S2中，获取省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电量方法如下：

S21：获取省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电功率如下：

式中：

S22：获取省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电量方法如下：

式中，

本实例中全月各日各时段的优先发电量如图3所示。

S3：根据所述省内电网公司代理用户在评估月中每日的分时段负荷用电量，和所述省内优先发电电源在评估月中每日的分时段的发电量，建立电网公司在评估月的省间购电决策模型，所述电网公司在评估月的省间购电决策模型是以评估月中，电网公司在省间市场购电费用、省内优先发电电源购电费用和省内现货市场购电费用之和最小为目标；

所述S3中，电网公司在评估月的省间购电决策模型建立如下：

式中，z为电网公司从省间市场购电费用、省内优先电源保量保价购电费用和省内现货市场购电费用之和；Q

优选的，所述电网公司在评估月的省间购电决策模型的约束条件包括：省间市场月度购电量分解约束、省间购电量范围约束、本地优先电源保量保价电量分时段电量约束和本地优先电源保障性收购率约束；

优选的，所述省间市场月度购电量分解约束如下：

具体的，公式(7)的省间市场月度购电量分解约束能够保证月度市场省间购买电量分解到各日各时段之后的和与月度市场购买量总量相等。

优选的，所述省间购电量范围约束如下：

具体的，公式(8)的省间购电量范围约束表示省间购电量要大于0，但也不能超过电网公司代理用户用电量之和。若Q

优选的，所述本地优先电源保量保价电量分时段电量约束包括：

具体的，式(9)能够保证电网公司在评估月d天t时段从优先电源中以保量保价购买的电量不能超过其最大发电量。

另外，由于外来电越大，电网公司从本地购买电量的需求就越少。一侧采用公式(10)保证电网公司在d天t时段从本地优先电源以保量保价方式收购的电量还应该小于电网公司代理用户总负荷需求减去月度购买的外来电电量分解到该时段的值。

考虑到外来电大于本地负荷的情况也可能存在，此时公式(10)中的所计算的

该式中，Q

优选的，所述本地优先电源保障性收购率约束包括：

式(12)表示，电网公司月度总计从优先电源中以保量保价购买的电量等于月内每个时段购买的电量之和。电网公司在从优先电源中以保量保价方式购买电量时，在允许的情况下应该尽可能满足国家对优先电源保障性收购率的要求，因此还需要满足如下约束要求。

所述本地优先电源保障性收购率约束还包括：

首先，统计月度优先电源的最大可能发电量

考虑到当优先发电电量太大而无法满足该条件的情况也存在，而且此时也允许放宽该约束，因此对公式(13)进行松弛得：

/>

式中：△β为保障性收购率松弛变量；考虑到该松弛变量放到目标函数中缺乏物理意义，进而将上述松弛方程式转化为

其中，Q

本实例中，省间中市场价格设置为3500元/万千瓦时；设置评估月内各日省内现货市场价格相同，日内各时段价格如图4所示，可以看出日内价格具有明显的峰谷波动，符合正常电价波动规律。

S4：根据所述电网公司在评估月的省间购电决策模型，利用CPLEX优化求解器进行求解，获取电网公司在省间月度市场中的购电量。

本实例中，经过优化决策，最终该月电网公司的购电成本为28.23亿元，省间购电量为30亿度，省内优先电源保障性购电量为44.28亿度，保障性收购电量占优先发电量的80％，由于在算例中设置的现货电价较高，优化结果没有在省内现货市场购买电量。取该月某一日的平衡情况进行展示，如图5所示。从图中可以看出，电网公司各时段购买了一定量的省间外来电和省内的优先电源，没有购买现货市场电量。

本发明针对现货市场开展后，由于需要分时段进行平衡结算，无法简单比较省内外电价差，需要考虑省外来电的曲线分解方式、省内本地风光发电波动性、省内本地现货市场分时段电价等因素，以省外来电、本地新能源、本地现货市场综合购电成本最低进行购电决策。该决策保证本地新能源保障性收购空间的同时减少电网公司代理购电成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。