一种能量调度方法、装置、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及能量调度技术领域，更具体地说，涉及一种能量调度方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着电力市场改革的不断深入，现货市场的建设成为电力市场未来主要工作，且综合能源系统作为未来用户端主要的用能形式，其参与现货市场交易的经济性最优问题成为亟待解决的关键问题。

目前，综合能源系统能量调度过程是以固定价格作为基础进行实现，且并未考虑电力现货市场的交易规则，由于现货市场中价格存在剧烈波动且交易规则愈发复杂，因此，现有综合能源系统参与现货市场的能量调度方法并不能使综合能源系统中的各能源运行在最优情况下，从而无法达到较优的经济性。

综上所述，如何实现综合能源系统中各能源的合理调度，以便于达到较好的经济性，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种能量调度方法、装置、设备及计算机可读存储介质，用于实现综合能源系统中各能源的合理调度，以便于达到较好的经济性。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种能量调度方法，包括：

根据综合能源系统内各能源的运行特性构建所述综合能源系统的功率平衡方程，根据所述功率平衡方程得到目标参数，并采用条件风险价值法建立与日前市场对应的价格模型、与实时市场对应的价格模型；

根据与所述日前市场对应的价格模型及所述目标参数，以日前市场收益最大化为目标构建日前市场目标函数，根据所述日前市场目标函数得到日前市场收益；

根据所述目标参数、现货市场交易规则及所述综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模，以得到偏差结算模型，并根据所述日前市场收益、与所述实时市场对应的价格模型及所述偏差结算模型，以实时运行收益与所述日前市场收益之差最大化为目标构建实时市场目标函数；

对所述实时市场目标函数进行求解，得到所述综合能源系统参与现货市场的实时运行曲线，并控制所述综合能源系统以所述实时运行曲线进行运行调度。

优选的，采用条件风险价值法建立价格模型，包括：

采用所述条件风险价值法建立价格模型：

其中，F

优选的，在采用所述条件风险价值法建立价格模型之后，还包括：

将所述价格模型修改为

其中，

优选的，所述日前市场目标函数为：

其中，g

优选的，根据所述日前市场目标函数得到日前市场收益，包括：

对所述日前市场目标函数进行求解，得到日前市场申报曲线；

根据所述日前市场申报曲线及所述日前市场出清电价得到所述日前市场收益。

优选的，所述偏差结算模型为：

所述实时市场目标函数为：

优选的，对所述实时市场目标函数进行求解，包括：

利用CPLEX求解器对所述实时市场目标函数进行求解。

一种能量调度装置，包括：

第一构建模块，用于根据综合能源系统内各能源的运行特性构建所述综合能源系统的功率平衡方程，根据所述功率平衡方程得到目标参数，并采用条件风险价值法建立与日前市场对应的价格模型、与实时市场对应的价格模型；

第二构建模块，用于根据与所述日前市场对应的价格模型及所述目标参数，以日前市场收益最大化为目标构建日前市场目标函数，根据所述日前市场目标函数得到日前市场收益；

第三构建模块，用于根据所述目标参数、现货市场交易规则及所述综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模，以得到偏差结算模型，并根据所述日前市场收益、与所述实时市场对应的价格模型及所述偏差结算模型，以实时运行收益与所述日前市场收益之差最大化为目标构建实时市场目标函数；

运行调度模块，用于对所述实时市场目标函数进行求解，得到所述综合能源系统参与现货市场的实时运行曲线，并控制所述综合能源系统以所述实时运行曲线进行运行调度。

一种能量调度设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的能量调度方法的步骤。

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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的能量调度方法的步骤。

本申请提供了一种能量调度方法、装置、设备及计算机可读存储介质，其中，该方法包括：根据综合能源系统内各能源的运行特性构建综合能源系统的功率平衡方程，根据功率平衡方程得到目标参数，并采用条件风险价值法建立与日前市场对应的价格模型、与实时市场对应的价格模型；根据与日前市场对应的价格模型及目标参数，以日前市场收益最大化为目标构建日前市场目标函数，根据日前市场目标函数得到日前市场收益；根据目标参数、现货市场交易规则及综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模，以得到偏差结算模型，并根据日前市场收益、与实时市场对应的价格模型及偏差结算模型，以实时运行收益与日前市场收益之差最大化为目标构建实时市场目标函数；对实时市场目标函数进行求解，得到综合能源系统参与现货市场的实时运行曲线，并控制综合能源系统以实时运行曲线进行运行调度。

本申请公开的上述技术方案，根据综合能源系统内各能源的运行特性构建所述综合能源系统的功率平衡方程，并根据所构建的功率平衡方程得到目标参数，且采用条件风险价值法建立与日前市场对应的价格模型及与实时市场对应的价格模型，以通过对应的价格模型解决对应市场的价格波动情况，并根据与日前市场对应的价格模型及目标参数，以日前市场收益最大化为目标构建日前市场目标函数，即日前市场目标函数的构建实现将日前市场价格波动情况考虑在内，构建完日前市场目标函数之后则对其进行求解，以得到日前市场收益，之后，则根据对综合能源系统的功率平衡方程进行求解得到的目标参数、现货市场交易规则及综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模，以得到偏差结算模型，并根据求解得到的日前市场收益、所构建的与实时市场对应的价格模型及所构建的偏差结算模型，以实时运行收益与所述日前市场收益之差最大化为目标构建实时市场目标函数，由于上述过程将日前市场价格波动情况、实时市场价格波动及现货市场交易规则均考虑在内，因此，在控制综合能源系统以对实时目标函数进行求解得到的实时运行曲线进行运行调度时则可以提高运行调度的合理性，即可以使综合能源系统中各能源能够以较为合理的方式进行运行，也即使得综合能源系统中的各设备可以运行在最优情况下，从而使得综合能源系统经济性可以达到最优。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种能量调度方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的能量调度方法框架图；

图3为本申请实施例提供的综合能源系统各能源的总运行曲线示意图；

图4为本申请实施例提供的燃气轮机的运行曲线示意图；

图5为本申请实施例提供的电储能输出功率示意图；

图6为本申请实施例提供的风电输出运行曲线示意图；

图7为本申请实施例提供的一种能量调度装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种能量调度设备的结构示意图。

具体实施方式

综合能源系统是一种含有分布式可再生能源的多种能源利用有效手段，目前，随着电力市场改革的进一步深入，现货市场的建设成为电力市场未来主要工作之一，在电力市场环境下价格存在剧烈波动，交易规则愈发复杂，综合能源系统参与现货市场交易的经济性最优问题成为亟待解决的关键问题之一。在现有技术中，综合能源系统在参与电力现货市场之后，其能量调度过程是以固定价格为基础进行实现，且在能量调度过程中并未考虑现货市场的交易规则，因此，则导致综合能源系统参与现货市场的能量调度方法并不能使其中的各能源运行在最优情况下，从而导致综合能源系统参与现货市场交易的经济性无法达到最优。

为此，本申请提供一种能够实现综合能源系统中各能源的合理调度，以便于使得综合能源系统参与现货市场交易的经济性能够达到经济性最优。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1和图2，其中，图1示出了本申请实施例提供的一种能量调度方法的流程图，图2示出了本申请实施例提供的能量调度方法框架图。本申请实施例提供的一种能量调度方法，可以包括：

S11：根据综合能源系统内各能源的运行特性构建综合能源系统的功率平衡方程，根据功率平衡方程得到目标参数，并采用条件风险价值法建立与日前市场对应的价格模型、与实时市场对应的价格模型。

首先，可以根据综合能源系统中风电、光伏、需求响应、柴发、储能、热电联产等的运行特性建立各能源对应的模型。

具体地，可以建立与风电对应的风电出力模型：

在建立各能源对应的模型之后，可以根据各能源的模型建立综合能源系统的功率平衡方程：

P

其中，P

在构建得到综合能源系统的功率平衡方程之后，可以对该功率平衡方程进行求解，以得到目标参数，具体即为P

同时可以采用条件风险价值法建议与日前市场对应的价格模型，并采用条件风险价值法建立与实时市场对应的价格模型，以通过对应的价格模型对电力现货市场的价格波动进行风险量化，从而解决价格无法预测的不确定性问题。

S12：根据与日前市场对应的价格模型及目标参数，以日前市场收益最大化为目标构建日前市场目标函数，根据日前市场目标函数得到日前市场收益。

在执行步骤S11之后，可以根据与日前市场对应的价格模型、对功率平衡方程进行求解得到的目标参数(具体为与日前市场对应的目标参数)，以日前市场收益最大化为目标构建日前市场目标函数，并对所构建的日前市场目标函数进行求解，以得到日前市场收益。

S13：根据目标参数、现货市场交易规则及综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模，以得到偏差结算模型，并根据日前市场收益、与实时市场对应的价格模型及偏差结算模型，以实时运行收益与日前市场收益之差最大化为目标构建实时市场目标函数。

另外，在步骤S11之后，可以根据对功率平衡方程进行求解得到的目标参数(具体为与日前市场对应的目标参数、与实时市场对应的目标参数)、现货市场交易规则(把超过允许范围的日前市场与实时市场的套利部分进行回收，把市场规则的监管措施予以考虑)及综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模，以得到偏差结算模型。

之后，则可以根据步骤S12所得到的日前市场收益、步骤S11所建立的与实时市场对应的价格模型及上述所建立的偏差结算模型，以实时运行收益与日前市场收益之差最大化为目标构建实时市场目标函数。

S14：对实时市场目标函数进行求解，得到综合能源系统参与现货市场的实时运行曲线，并控制综合能源系统以实时运行曲线进行运行调度。

对所构建的实时市场目标函数进行求解，得到综合能源系统参与现货市场的实时运行曲线，并控制综合能源系统以实时运行曲线进行运行调度。其中，需要说明的是，上述所得到的综合能源系统参与现货市场的实时运行曲线不仅包含综合能源系统总运行曲线，还可以包括内部多个设备的运行曲线，具体可以参见图3-图6，其中，其中，图3示出了本申请实施例提供的综合能源系统各能源的总运行曲线示意图，图4示出了本申请实施例提供的燃气轮机的运行曲线示意图，图5示出了本申请实施例提供的电储能输出功率示意图，图6示出了本申请实施例提供的风电输出运行曲线示意图，在图3-图6中，横坐标代表时刻(h)，纵坐标为功率(MW)，图3中的实线为综合能源系统各能源在实时市场中的总运行曲线，图4中的实线为燃气轮机在实时市场中的运行曲线，图5中带有填充的柱状结构代表电储能在实时市场中的输出功率情况，图6中的实线为风电在实时市场中的运行曲线。

通过上述过程可以得到满足实时运行收益与日前市场收益之差最大化的实时运行曲线，因此，在控制综合能源系统以实时运行曲线进行运行调度时则可以提高运行调度的合理性，以使得综合能源系统中各能源能够以较为合理的方式进行运行，进而使得综合能源系统参与现货市场的经济性可以达到最优。

本申请公开的上述技术方案，根据综合能源系统内各能源的运行特性构建所述综合能源系统的功率平衡方程，并根据所构建的功率平衡方程得到目标参数，且采用条件风险价值法建立与日前市场对应的价格模型及与实时市场对应的价格模型，以通过对应的价格模型解决对应市场的价格波动情况，并根据与日前市场对应的价格模型及目标参数，以日前市场收益最大化为目标构建日前市场目标函数，即日前市场目标函数的构建实现将日前市场价格波动情况考虑在内，构建完日前市场目标函数之后则对其进行求解，以得到日前市场收益，之后，则根据对综合能源系统的功率平衡方程进行求解得到的目标参数、现货市场交易规则及综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模，以得到偏差结算模型，并根据求解得到的日前市场收益、所构建的与实时市场对应的价格模型及所构建的偏差结算模型，以实时运行收益与所述日前市场收益之差最大化为目标构建实时市场目标函数，由于上述过程将日前市场价格波动情况、实时市场价格波动及现货市场交易规则均考虑在内，因此，在控制综合能源系统以对实时目标函数进行求解得到的实时运行曲线进行运行调度时则可以提高运行调度的合理性，即可以使综合能源系统中各能源能够以较为合理的方式进行运行，也即使得综合能源系统中的各设备可以运行在最优情况下，从而使得综合能源系统经济性可以达到最优。

本申请实施例提供的一种能量调度方法，采用条件风险价值法建立价格模型，可以包括：

采用条件风险价值法建立价格模型：

其中，F

在采用条件风险价值法建立与日前市场对应的价格模型、与实时市场对应的价格模型时，具体可以采用条件风险价值法构建如下的价格模型：

在上述模型中，F

本申请实施例提供的一种能量调度方法，在采用条件风险价值法建立价格模型之后，还可以包括：

将价格模型修改为

其中，

考虑到价格为离散数据，为了适配价格数据类型，因此，则所构建的价格模型

本申请实施例提供的一种能量调度方法，日前市场目标函数为：

其中，g

在本申请中，根据与日前市场对应的价格模型及目标参数所构建的以日前市场收益最大化为目标的日前市场目标函数具体为：

本申请实施例提供的一种能量调度方法，根据日前市场目标函数得到日前市场收益，可以包括：

对日前市场目标函数进行求解，得到日前市场申报曲线；

根据日前市场申报曲线及日前市场出清电价得到日前市场收益。

在构建出日前市场目标函数之后，可以对日前市场目标函数进行求解，得到日前市场申报曲线，具体可以参见图3-图6，图3中的虚线为综合能源系统在日前市场中的总运行曲线，图4中的虚线为燃气轮机在日前市场中的运行曲线，图5中无填充的柱状结构代表电储能在日前市场中的输出功率情况，图6中的虚线为风电在日前市场中的运行曲线，在得到日前市场申报曲线的同时，可以得到日前风险收益，以便于工作人员可以及时了解日前风电收益。在得到日前市场申报曲线之后，可以根据日前市场申报曲线及日前市场出清电价计算日前市场收益(具体可以将日前市场申报曲线中的数据与日前市场出清价格相乘，以得到日前市场收益)，以便于使其参与到实时市场目标函数的构建中。

本申请实施例提供的一种能量调度方法，偏差结算模型为：

实时市场目标函数为：

在本申请中，根据目标参数、现货市场交易规则及综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模而得到的偏差结算模型具体可以为

相应地，根据日前市场收益、与实时市场对应的价格模型及偏差结算模型，以实时运行收益与所述日前市场收益之差最大化为目标所的构建实时市场目标函数具体为

本申请实施例提供的一种能量调度方法，对实时市场目标函数进行求解，可以包括：

利用CPLEX求解器对实时市场目标函数进行求解。

在本申请中，可以利用CPLEX求解器所构建的实时市场目标函数进行求解，以得到综合能源系统参与现货市场的实时运行曲线，同时可以得到实时市场收益，以便于工作人员可以及时获取实时市场收益。另外，也可以利用CPLEX求解器对综合能源系统的功率平衡方程及日前市场目标函数进行求解，以对应得到所需参数信息。

当然，也可以采用其他求解器来对实时市场目标函数进行求解，本申请对此不做任何限定。

本申请实施例还提供了一种能量调度装置，参见图7，其示出了本申请实施例提供的一种能量调度装置的结构示意图，可以包括：

第一构建模块21，用于根据综合能源系统内各能源的运行特性构建综合能源系统的功率平衡方程，根据功率平衡方程得到目标参数，并采用条件风险价值法建立与日前市场对应的价格模型、与实时市场对应的价格模型；

第二构建模块22，用于根据与日前市场对应的价格模型及目标参数，以日前市场收益最大化为目标构建日前市场目标函数，根据日前市场目标函数得到日前市场收益；

第三构建模块23，用于根据目标参数、现货市场交易规则及综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模，以得到偏差结算模型，并根据日前市场收益、与实时市场对应的价格模型及偏差结算模型，以实时运行收益与日前市场收益之差最大化为目标构建实时市场目标函数；

运行调度模块24，用于对实时市场目标函数进行求解，得到综合能源系统参与现货市场的实时运行曲线，并控制综合能源系统以实时运行曲线进行运行调度。

本申请实施例提供的一种能量调度装置，第一构建模块21可以包括：

建立单元，用于采用条件风险价值法建立价格模型：

其中，F

本申请实施例提供的一种能量调度装置，第一构建模块21还可以包括：

修改单元，用于在采用条件风险价值法建立价格模型之后，将价格模型修改为

本申请实施例提供的一种能量调度装置，日前市场目标函数为：

其中，g

本申请实施例提供的一种能量调度装置，第二构建模块22可以包括：

第一求解单元，用于对日前市场目标函数进行求解，得到日前市场申报曲线；

得到日前市场收益单元，用于根据日前市场申报曲线及日前市场出清电价得到日前市场收益。

本申请实施例提供的一种能量调度装置，偏差结算模型为：

实时市场目标函数为：

本申请实施例提供的一种能量调度装置，运行调度模块24可以包括：

第二求解单元，用于利用CPLEX求解器对实时市场目标函数进行求解。

本申请实施例还提供了一种能量调度设备，参见图8，其示出了本申请实施例提供的一种能量调度设备的结构示意图，可以包括：

存储器31，用于存储计算机程序；

处理器32，用于执行存储器31存储的计算机程序时可实现如下步骤：

根据综合能源系统内各能源的运行特性构建综合能源系统的功率平衡方程，根据功率平衡方程得到目标参数，并采用条件风险价值法建立与日前市场对应的价格模型、与实时市场对应的价格模型；根据与日前市场对应的价格模型及目标参数，以日前市场收益最大化为目标构建日前市场目标函数，根据日前市场目标函数得到日前市场收益；根据目标参数、现货市场交易规则及综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模，以得到偏差结算模型，并根据日前市场收益、与实时市场对应的价格模型及偏差结算模型，以实时运行收益与日前市场收益之差最大化为目标构建实时市场目标函数；对实时市场目标函数进行求解，得到综合能源系统参与现货市场的实时运行曲线，并控制综合能源系统以实时运行曲线进行运行调度。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时可实现如下步骤：

根据综合能源系统内各能源的运行特性构建综合能源系统的功率平衡方程，根据功率平衡方程得到目标参数，并采用条件风险价值法建立与日前市场对应的价格模型、与实时市场对应的价格模型；根据与日前市场对应的价格模型及目标参数，以日前市场收益最大化为目标构建日前市场目标函数，根据日前市场目标函数得到日前市场收益；根据目标参数、现货市场交易规则及综合能源系统在日前市场和实时市场中的出力进行结算建模，以得到偏差结算模型，并根据日前市场收益、与实时市场对应的价格模型及偏差结算模型，以实时运行收益与日前市场收益之差最大化为目标构建实时市场目标函数；对实时市场目标函数进行求解，得到综合能源系统参与现货市场的实时运行曲线，并控制综合能源系统以实时运行曲线进行运行调度。

该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请实施例提供的一种能量调度装置、设备及计算机可读存储介质中相关部分的说明可以参见本申请实施例提供的一种能量调度方法中对应部分的详细说明，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。