多時(shí)間尺度的大用戶直接交易電力市場(chǎng)模擬仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及大用戶直接交易電力市場(chǎng)模擬仿真方法。
【背景技術(shù)】：
[0002] 我國(guó)自從改革電力投融資體制和實(shí)施集資辦電政策以來(lái)，電力工業(yè)得到迅速發(fā) 展，吸引各種資金集資辦電，改變了過(guò)去電廠只由國(guó)家投資建設(shè)的情況，形成"多家辦電"的 局面，出現(xiàn)許多獨(dú)立發(fā)電廠，緩解了電力短缺的狀況。獨(dú)立發(fā)電廠與電網(wǎng)公司沒(méi)有直接的利 益關(guān)系，在電力短缺時(shí)電網(wǎng)公司可以保證獨(dú)立發(fā)電廠商一定的機(jī)組利用小時(shí)數(shù);在電力富 裕的情況下，電網(wǎng)公司則優(yōu)先考慮與自身利益有關(guān)的電廠，導(dǎo)致機(jī)組調(diào)度不公正，新建獨(dú)立 發(fā)電廠的高效低污染大容量機(jī)組得不到充分運(yùn)行，與電網(wǎng)有利益關(guān)聯(lián)的老電廠的低效高污 染機(jī)組反而滿負(fù)荷運(yùn)行；同時(shí)電網(wǎng)公司優(yōu)先考慮與自己有利益關(guān)聯(lián)的火電廠上網(wǎng)，導(dǎo)致獨(dú) 立水電站因負(fù)荷輕，出現(xiàn)豐水時(shí)節(jié)棄水現(xiàn)象，形成水、火電調(diào)度沖突。所以為了消化富裕發(fā) 電能力，獨(dú)立發(fā)電廠必然希望開(kāi)發(fā)用電空間，向大用戶直接供電。大用戶用電量大、負(fù)荷均 衡，其作為電力產(chǎn)業(yè)的一個(gè)終端，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定及安全運(yùn)行是有很大貢獻(xiàn)的。但工業(yè)用電電 價(jià)高于居民生活電價(jià);因此大用戶為了降低生產(chǎn)成本，也有向發(fā)電廠直接購(gòu)電的要求。電力 體制改革的目標(biāo)是使電網(wǎng)公司退出電力交易，只負(fù)責(zé)輸電服務(wù)，用戶和發(fā)電廠商可以直接 見(jiàn)面交易，也可以通過(guò)售電商或電力經(jīng)紀(jì)人委托交易。無(wú)論是現(xiàn)行電力體制存在的問(wèn)題，還 是電力體制改革的需要都在呼喚大用戶直接交易的出現(xiàn)，為此本發(fā)明提出了一種多時(shí)間尺 度的大用戶直接交易電力市場(chǎng)仿真方法，為實(shí)現(xiàn)大用戶直接交易市場(chǎng)建立提供依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種多時(shí)間尺度的大用戶直接交易電力市場(chǎng)模擬仿真方 法，該方法將多時(shí)間尺度的電力市場(chǎng)相結(jié)合，并為每個(gè)市場(chǎng)提供相應(yīng)的交易模型或算法，從 而實(shí)現(xiàn)了多尺度電力市場(chǎng)的協(xié)同配合。
[0004] 本發(fā)明月初采集大用戶用電特性信息、發(fā)電廠商機(jī)組報(bào)價(jià)曲線以及電網(wǎng)傳輸數(shù) 據(jù)，對(duì)多大用戶及多發(fā)電廠商參與的直接交易長(zhǎng)期市場(chǎng)進(jìn)行撮合，完成發(fā)電廠商與大用戶 之間的長(zhǎng)期市場(chǎng)交易，得到發(fā)電廠商與大用戶之間的長(zhǎng)期供需關(guān)系；利用長(zhǎng)期合同分解算 法，將大用戶長(zhǎng)期用電總量進(jìn)行分解，得到大用戶參與直接交易的日用電負(fù)荷;建立并且求 解月度容量市場(chǎng)交易模型，得到各發(fā)電廠商發(fā)電機(jī)組每小時(shí)的容量上限以及月度可能的開(kāi) 機(jī)計(jì)劃;提前一天滾動(dòng)求解日前市場(chǎng)交易模型，完成發(fā)電廠商與大用戶之間日前交易，得到 發(fā)電商機(jī)組出力曲線以及大用戶日用電需求。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 多時(shí)間尺度的大用戶直接交易電力市場(chǎng)模擬仿真方法，包括如下步驟：
[0007] 1)、在月初采集大用戶月度市場(chǎng)負(fù)荷報(bào)價(jià)、發(fā)電廠商機(jī)組月度報(bào)價(jià)、電網(wǎng)發(fā)電機(jī)最 大最小值、發(fā)電機(jī)類(lèi)型、傳輸線容量限制、電壓等級(jí)、電網(wǎng)連接關(guān)系數(shù)據(jù)，其中參與市場(chǎng)交易 的大用戶個(gè)數(shù)為m，發(fā)電廠商個(gè)數(shù)為η;
[0008] 2)、以社會(huì)收益最大化目標(biāo)，滿足負(fù)荷需求平衡約束和電網(wǎng)約束，建立直接交易長(zhǎng) 期電能市場(chǎng)撮合模型，求解得到發(fā)電廠商與大用戶之間的月度交易電量；
[0009] 3)、根據(jù)步驟2)得到的發(fā)電廠商與大用戶之間的月度交易電量，從大用戶角度出 發(fā)，以大用戶用電成本最小化為目標(biāo)，建立大用戶月度合同分解模型，將月度總量合同分解 到小時(shí)級(jí)用電量；
[0010] 4)、根據(jù)步驟3)得到的大用戶小時(shí)級(jí)的用電情況，電網(wǎng)公司以成本最小化為目標(biāo)， 滿足負(fù)荷平衡約束以及電網(wǎng)傳輸約束，建立月度容量市場(chǎng)交易模型，求解得到全系統(tǒng)機(jī)組 容量出清價(jià)格與各個(gè)火電機(jī)組的中標(biāo)容量、各個(gè)火電機(jī)組的月度發(fā)電量計(jì)劃、中標(biāo)的火電 機(jī)組在月內(nèi)每一天可能的開(kāi)機(jī)方式，為日前調(diào)度提供依據(jù)；
[0011] 5)、該月當(dāng)天開(kāi)始時(shí)，收集大用戶用電負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；
[0012] 6)、基于步驟4)月初發(fā)電廠商制定的發(fā)電機(jī)組的中標(biāo)容量，以電力市場(chǎng)購(gòu)電成本 最小化為目標(biāo)建立日前市場(chǎng)交易模型，得到發(fā)電廠商一天各小時(shí)的出力計(jì)劃、大用戶實(shí)際 用電負(fù)荷以及發(fā)電廠商與大用戶之間電能的交易價(jià)格，完成日前交易；
[0013] 7)、判斷日前交易是否為該月最后一天，若未到月末則重復(fù)5)步驟繼續(xù)進(jìn)行下一 天日前交易，若到達(dá)月末，則返回步驟1)進(jìn)行下一個(gè)月月度和日前交易。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟2)中采用多大用戶及多發(fā)電廠商參與的直接交易月度市場(chǎng)進(jìn) 行撮合模型，該模型以社會(huì)效益最大化為目標(biāo)，目標(biāo)函數(shù)如下；
[0015]
[0016]其中，m為大用戶編號(hào)，η為發(fā)電廠編號(hào)，k為向外傳輸省編號(hào)，s為所有參與長(zhǎng)期市 場(chǎng)交易省編號(hào)，/4為大用戶m在長(zhǎng)期市場(chǎng)的報(bào)價(jià)，< 為大用戶m在長(zhǎng)期市場(chǎng)預(yù)計(jì)的需求，# 發(fā)電廠η在長(zhǎng)期市場(chǎng)的報(bào)價(jià)，K為發(fā)電廠η在長(zhǎng)期市場(chǎng)預(yù)計(jì)的出力省到s省的省間 傳輸費(fèi)用，沒(méi)f為s省省內(nèi)傳輸費(fèi)用，pls, k為k省向s省的省間傳輸電量，pls為s省的省內(nèi)傳輸電 量，目標(biāo)函數(shù)中第一部分為大用戶總需求成本，第二部分為發(fā)電廠總發(fā)電成本，第三部分為 省間傳輸總成本，第四部分為省內(nèi)傳輸總成本。
[0017] 進(jìn)一步的，所述步驟3)中，采用大用戶月度合同分解模型對(duì)大用戶月度電能合同 中的用電總量進(jìn)行分解，該模型從大用戶角度出發(fā)，以大用戶用電成本最小化為目標(biāo)，滿足 生產(chǎn)約束以及負(fù)荷平衡約束為前提，目標(biāo)函數(shù)如下；
[0018]
[0019] 其中，該模型的調(diào)度周期為1個(gè)月，時(shí)間粒度為1小時(shí)，式中Qd,h為大用戶第d天第h 小時(shí)的電量，Pd,h為第d天第h小時(shí)的電價(jià)，Q'合約中在高峰時(shí)段的合約電量，。"為合約在 高峰時(shí)段的合約電價(jià)，off為合約在用電低谷時(shí)段的合約電量，Ρ 7 off為合約在用電低谷時(shí) 段的合約電價(jià)；目標(biāo)函數(shù)中第一部分為大用戶實(shí)時(shí)用電總成本，第二部分為大用戶差價(jià)合 約總支出。
[0020] 進(jìn)一步的，所述步驟4)中，電網(wǎng)公司以成本最小化為目標(biāo)，建立月度容量市場(chǎng)交易 模型，該模型成本包含兩部分競(jìng)標(biāo)容量成本和月度發(fā)電量成本，目標(biāo)函數(shù)如下：
[0021]
[0022] 其中，1η(μ?)機(jī)組i在容量出清價(jià)格為μ?時(shí)的容量費(fèi)用，
為機(jī)組月度發(fā) 電量總成本;Vl為第i個(gè)火電機(jī)組的中標(biāo)容量，z1>t表示第i個(gè)火電機(jī)組在第t時(shí)段是否投入 發(fā)電，若是，則Zl,t=l，否則為〇#第1個(gè)火電機(jī)組的月度發(fā)電合同量，Pl,t火電機(jī)組i在第t 時(shí)段的出力值。
[0023] 進(jìn)一步的，所述步驟6)中，以電力市場(chǎng)購(gòu)電成本最小化為目標(biāo)建立日前市場(chǎng)交易 模型，購(gòu)電成本包括發(fā)電成本，發(fā)電側(cè)備用成本，需求側(cè)備用成本；目標(biāo)函數(shù)如下：
[0024]
[0025] 式中，U為機(jī)組個(gè)數(shù)，U為機(jī)組個(gè)數(shù)，為機(jī)組出力，g為發(fā)電成本系數(shù)，
為發(fā)電成本，包括燃料費(fèi)用尤和開(kāi)機(jī)成本Si,t
~發(fā)電 測(cè)備用成本，包括正備用f和負(fù)備用〇備用價(jià)格；為需求側(cè)備用成本，M m=i 為大用戶個(gè)數(shù)，為需求側(cè)備用價(jià)格，為需求側(cè)備用總量。
[0026] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有效果:本發(fā)明提出了一種多時(shí)間尺度的市場(chǎng) 模擬仿真方法，將月度電力市場(chǎng)與日前市場(chǎng)相結(jié)合，為發(fā)電廠商和大用戶提供月度交易電 量、日前交易電量、交易價(jià)格，便于電力市場(chǎng)各參與者之間的長(zhǎng)期與短期結(jié)算。
【附圖說(shuō)明】：
[0027] 圖1為多時(shí)間尺度的大用戶直接交易電力市場(chǎng)模擬仿真方法框圖；
[0028] 圖2(a)為機(jī)組i在容量出清價(jià)格為μ?時(shí)的容量費(fèi)用示意圖；
[0029] 圖2(b)為機(jī)組月度發(fā)電量總成本示意圖。
【具體實(shí)施方式】：
[0030] 請(qǐng)參閱圖1所示，為本發(fā)明多時(shí)間尺度的大用戶直接交易電力市場(chǎng)模擬仿真方法 包括以下步驟：
[0031] 1)、在月初采集大用戶月度市場(chǎng)負(fù)荷報(bào)價(jià)、發(fā)電廠商機(jī)組月度報(bào)價(jià)、電網(wǎng)發(fā)電機(jī)最 大最小值、發(fā)電機(jī)類(lèi)型、傳輸線容量限制、電壓等級(jí)、電網(wǎng)連接關(guān)系數(shù)據(jù)，其中參與市場(chǎng)交易 的大用戶個(gè)數(shù)為m，發(fā)電廠商個(gè)數(shù)為η;
[0032] 2)、以社會(huì)收益最大化目標(biāo)，滿足負(fù)荷需求平衡約束和電網(wǎng)約束，建立直接交易長(zhǎng) 期電能市場(chǎng)撮合模型，求解得到發(fā)電廠商與大用戶月度電能供需關(guān)系，即發(fā)電廠商與大用 戶之間的月度交易電量；目標(biāo)函數(shù)如下；
[0033]
[0034] 其中，m為大用戶編號(hào)，η為發(fā)電廠編號(hào)，k為向外傳輸省編號(hào)，s為所有參與長(zhǎng)期市 場(chǎng)交易省編號(hào)，<為大用戶m在長(zhǎng)期市場(chǎng)的報(bào)價(jià)，< 為大用戶m在長(zhǎng)期市場(chǎng)預(yù)計(jì)的需