一种电力现货市场下的水火电机组同台出清方法及系统

技术领域

本发明涉及电力市场技术领域，具体涉及一种电力现货市场下的水火电机组同台出清方法及系统。

背景技术

电力现货市场建设是我国电力市场改革的重点，电力现货市场开展后，电能量价格将由目前价差传导模式转变为绝对价格传导模式，水电、火电等不同发电成本机组之间的价格矛盾问题凸显，不可避免要面临并需要解决水电、火电同台竞价问题。

从整个电力市场环境来看，水电机组发电成本较火电低，在电力市场中有明显的价格优势，可低于火电发电成本出清，在水火电同台竞价过程中，丰水期等时期水电将过度挤压火电机组中标空间，对市场水火电主体间的原有利益格局将产生巨大调整，对火电企业带来不稳定因素。与此同时，从电网电源特点来看，水电属于可再生清洁能源，但受季节、降雨等影响显著，对电网供电能力有着明显的不确定性；相对水电而言，火电具有不受自然条件的约束，发电功率稳定，对电网安全运行起到关键作用，因此在电力现货市场中，水火电公平参与市场是电网安全稳定运行的基础。

此外按照电力市场的基本原理，电网中水火电提供的电能量均属于同质同价商品，市场的电能量价格将由高成本机组决定，不区分供应者的类型。在供需紧张的用电高峰(如迎峰度夏、迎峰度冬)时段，市场价格将以高成本火电报价决定，原本低价水电将会以火电价格出清，导致社会总购电成本的增加，损害用户利益，增加企业用能成本，违背电力市场改革初衷。

因此需要制定公平高效的水火电机组参与电力现货市场的同台竞价规则，兼顾综合发挥水火电机组在调峰、调频、备用电源中各自优势，充分考虑水电作为清洁可再生能源的特点，以及火电机组在迎峰度夏、迎峰度冬以及枯水期等时节电力供需平衡中发挥得基础性作用，引导水火电理性参与市场竞争，实现电力系统整体效益最大化目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种电力现货市场下的水火电机组同台出清方法及系统，本发明能够解决目前电力现货市场中水火电机组同台竞价问题，可有效避免水电机组高价出清的风险，有利于电力现货市场电价稳定，可与电网安全调度体制相适应，避免过大制约电网调度的自由度，确保电网的安全稳定运行。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种电力现货市场下的水火电机组同台出清方法，包括：

1)接收M台水电机组中任意水电机组i在负荷P时的电力现货市场报价W

2)计算所有火电机组的市场补贴报价T

3)针对任意水电机组i以电力现货市场报价W

4)根据出清结果，得到任意水电机组i各时段发电出力曲线以及分时节点电价LMP，作为水电机组市场出清的结果；根据出清结果，得到任意火电机组j各时段发电出力曲线以及分时节点电价LMP、火电市场补贴平均电价

5)对运行日的机组开机组合、机组出力曲线进行交流潮流安全校核，若不满足某一项安全约束条件，则在安全约束机组组合算法模型SCUC、安全约束经济调度算法模型SCED中增加相应的安全约束条件，跳转执行步骤2)重新进行上述计算过程直至满足交流潮流安全约束条件，最终输出运行日前现货市场出清结果。

可选地，步骤2)中计算所有火电机组的市场补贴报价T

上式中,N为火电机组总数量，T

可选地，步骤2)中现货市场价格RT

上式中，T

可选地，步骤2)中与综合报价T

上式中，RT

其中，

上式中，T

可选地，步骤3)中采用安全约束机组组合算法模型SCUC、安全约束经济调度算法模型SCED进行集中优化计算时，安全约束机组组合算法模型SCUC、安全约束经济调度算法模型SCED的目标函数均为电网购电成本最低，其函数表达式如下式所示：

上式中，N表示电力现货市场中的发电机组总台数，T表示总时段数，P

可选地，步骤5)中进行交流潮流安全校核时，安全约束机组组合模型SCUC可增加的安全约束条件包括系统负荷平衡约束、系统正负备用容量约束、系统旋转备用约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、机组最小连续开停时间约束、机组最大启动次数约束、线路潮流约束和断面潮流约束。

可选地，步骤5)中进行交流潮流安全校核时，安全约束经济调度模型SCED可增加的安全约束条件包括系统负荷平衡约束、系统旋转备用约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、线路潮流约束和断面潮流约束。

此外，本发明还提供一种电力现货市场下的水火电机组同台出清系统，包括：

数据接收程序单元，用于接收M台水电机组中任意水电机组i在负荷P时的电力现货市场报价W

数据转换程序单元，用于计算所有火电机组的市场补贴报价T

模型运算程序单元，用于针对任意水电机组i以电力现货市场报价W

结果分离程序单元，用于根据出清结果，得到任意水电机组i各时段发电出力曲线以及分时节点电价LMP，作为水电机组市场出清的结果；根据出清结果，得到任意火电机组j各时段发电出力曲线以及分时节点电价LMP、火电市场补贴平均电价

安全校核程序单元，用于对运行日的机组开机组合、机组出力曲线进行交流潮流安全校核，若不满足某一项安全约束，则在计算模型中增加相应的安全约束，跳转执行数据转换程序单元重新进行上述计算过程直至满足交流潮流安全约束，若全部满足约束，则输出运行日前现货市场出清结果。

此外，本发明还提供一种电力现货市场下的水火电机组同台出清系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行前述电力现货市场下的水火电机组同台出清方法的步骤，或者所述存储器中存储有被编程或配置以执行前述电力现货市场下的水火电机组同台出清方法的计算机程序。

此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述电力现货市场下的水火电机组同台出清方法的计算机程序。

和现有技术相比，本发明具有下述优点：(1)本发明相比较于目前采用的度电补贴机制、政府差价合约机制，此种水火电机组参与电力现货市场的同台竞价方法能够高效、公平实现水火电机组充分参与电力现货市场竞争，解决了目前半市场化补偿机制带来的不充分竞争与市场干预问题。(2)本发明可有效避免了水电机组高价出清的风险，有利于电力现货市场电价稳定。(3)本发明提出的水火电同台竞价规则，消耗计算资源少，出清过程简单，且与电网安全调度体制相适应，避免过大制约电网调度的自由度，确保电网的安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。

具体实施方式

下文将以对水电机组、火电机组参与电力现货市场的同台竞价过程为例，对本发明的具体实施过程进行详细说明，以便本技术领域的技术人员理解本发明。

如图1所示，本实施例电力现货市场下的水火电机组同台出清方法包括：

1)接收M台水电机组中任意水电机组i在负荷P时的电力现货市场报价W

2)计算所有火电机组的市场补贴报价T

3)针对任意水电机组i以电力现货市场报价W

4)根据出清结果，得到任意水电机组i各时段发电出力曲线以及分时节点电价LMP，作为水电机组市场出清的结果；根据出清结果，得到任意火电机组j各时段发电出力曲线以及分时节点电价LMP、火电市场补贴平均电价

5)对运行日的机组开机组合、机组出力曲线进行交流潮流安全校核，若不满足某一项安全约束条件，则在安全约束机组组合算法模型SCUC、安全约束经济调度算法模型SCED中增加相应的安全约束条件，跳转执行步骤2)重新进行上述计算过程直至满足交流潮流安全约束条件，最终输出运行日前现货市场出清结果。

水电机组边际成本本主要包括固定成本、运维成本、合理利润。火电机组边际成本主要包括固定成本、运维成本、燃料成本、合理利润等。在不考虑财务成本情况下，火电机组其发电成本高于水电机组，且显著依赖于燃料价格，受燃料价格波动影响大。本实施例中，按照水电机组群长期平均边际成本W

水电机组的报价为W

火电机组的综合报价T

上式中，W

步骤2)针对任意火电机组j，通过数学转换将电力现货市场报价T

上式中,N为火电机组总数量，T

本实施例中，步骤2)中现货市场价格RT

上式中，T

本实施例中，步骤2)中与综合报价T

上式中，RT

其中，

上式中，T

步骤3)中综合考虑电网预测负荷、母线预测负荷、送(受)端电力曲线、机组出力曲线、发电机组检修计划、输变电设备检修计划、发电机组运行约束条件、电网安全运行约束条件等因素，采用安全约束机组组合算法模型SCUC、安全约束经济调度算法模型SCED进行集中优化计算，得到运行日前水火电机组交易电量、出清价格。

安全约束机组组合模型SCUC：基于机组发电成本与机组启动费用最低，在系统各约束条件下(系统负荷平衡约束、系统正负备用容量约束、系统旋转备用约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、机组最小连续开停时间约束、机组最大启动次数约束、线路潮流约束和断面潮流约束等)，计算得到电力市场中各机组开机组合的过程。

安全约束经济调度模型SCED：在获得电力市场中各机组开机组合的前提下，基于机组发电成本最低，在系统各约束条件下(系统负荷平衡约束、系统旋转备用约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、线路潮流约束和断面潮流约束等)，计算得到电力市场中各机组出力曲线与节点电价的过程。

需要说明的是，安全约束机组组合模型SCUC、安全约束经济调度模型SCED均是现有算法模型，本实施例方法中仅仅涉及其应用，并不包含对其进行任何改进，故其实现的具体细节在此不再展开说明。

本实施例中，步骤3)中采用安全约束机组组合算法模型SCUC、安全约束经济调度算法模型SCED进行集中优化计算时，安全约束机组组合算法模型SCUC、安全约束经济调度算法模型SCED的目标函数均为电网购电成本最低，其函数表达式如下式所示：

上式中，N表示电力现货市场中的发电机组总台数，T表示总时段数，P

本实施例中，步骤5)中进行交流潮流安全校核时，安全约束机组组合模型SCUC可增加的安全约束条件包括系统负荷平衡约束、系统正负备用容量约束、系统旋转备用约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、机组最小连续开停时间约束、机组最大启动次数约束、线路潮流约束和断面潮流约束。

本实施例中，步骤5)中进行交流潮流安全校核时，安全约束经济调度模型SCED可增加的安全约束条件包括系统负荷平衡约束、系统旋转备用约束、机组出力上下限约束、机组爬坡约束、线路潮流约束和断面潮流约束。

综上所述，本实施例电力现货市场下的水火电机组同台出清方法依据水电机组长期平均边际成本，将火电机组综合报价分解成“电力现货市场价格、市场补贴价格”两部分，可有效避免水电机组高价出清的风险，有利于电力现货市场电价稳定；通过数学转换，将火电机组的现货市场价格排序与边际成本报价顺序保持一致，以重新计算排序后的现货市场价格参与电力现货市场，从而实现水火电机组的同台竞价出清，得到发电机组各时段发电出力曲线以及分时节点电价，其中市场分时节点电价与火电平均补贴价格之和作为火电机组的综合出清价格，从而解决水火电机组共同参与电力现货市场的难题，有利于市场充分竞争与电价稳定。本实施例电力现货市场下的水火电机组同台出清方法提出的水火电同台竞价规则，与电网安全调度体制相适应，避免过大制约电网调度的自由度，确保电网的安全稳定运行。

此外，本实施例还提供一种电力现货市场下的水火电机组同台出清系统，包括：

数据接收程序单元，用于接收M台水电机组中任意水电机组i在负荷P时的电力现货市场报价W

数据转换程序单元，用于计算所有火电机组的市场补贴报价T

模型运算程序单元，用于针对任意水电机组i以电力现货市场报价W

结果分离程序单元，用于根据出清结果，得到任意水电机组i各时段发电出力曲线以及分时节点电价LMP，作为水电机组市场出清的结果；根据出清结果，得到任意火电机组j各时段发电出力曲线以及分时节点电价LMP、火电市场补贴平均电价

安全校核程序单元，用于对运行日的机组开机组合、机组出力曲线进行交流潮流安全校核，若不满足某一项安全约束，则在计算模型中增加相应的安全约束，跳转执行数据转换程序单元重新进行上述计算过程直至满足交流潮流安全约束，若全部满足约束，则输出运行日前现货市场出清结果。

此外，本实施例还提供一种电力现货市场下的水火电机组同台出清系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行前述电力现货市场下的水火电机组同台出清方法的步骤，或者所述存储器中存储有被编程或配置以执行前述电力现货市场下的水火电机组同台出清方法的计算机程序。

此外，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有被编程或配置以执行前述电力现货市场下的水火电机组同台出清方法的计算机程序。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可读存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。