本發(fā)明屬于省間電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易領(lǐng)域，尤其涉及一種基于場(chǎng)景類型的省間現(xiàn)貨分段量?jī)r(jià)申報(bào)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、新能源發(fā)電的不確定性對(duì)跨省跨區(qū)市場(chǎng)交易產(chǎn)生了多方面的影響。由于新能源如風(fēng)能和太陽(yáng)能的產(chǎn)出受天氣和季節(jié)等自然條件的直接影響，其發(fā)電量呈現(xiàn)出顯著的波動(dòng)性和不可預(yù)測(cè)性。這種特性給跨省跨區(qū)的電力交易帶來了計(jì)劃和調(diào)度上的挑戰(zhàn)，因?yàn)殡娋W(wǎng)需要在保證供電穩(wěn)定性的同時(shí)，處理和吸收這些波動(dòng)性的電源。

2、首先，新能源發(fā)電的不確定性要求電力市場(chǎng)具備更高的靈活性和調(diào)節(jié)能力?？缡】鐓^(qū)的電力交易需要能夠迅速響應(yīng)新能源發(fā)電量的波動(dòng)，這可能涉及到實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)的電力交易機(jī)制，以及更加靈活的中長(zhǎng)期合同調(diào)整機(jī)制。市場(chǎng)的參與者，包括發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)公司和消費(fèi)者，都需要適應(yīng)這種快速變化的環(huán)境，以確保電力供應(yīng)的連續(xù)性和可靠性。

3、其次，為了有效管理新能源發(fā)電的不確定性，跨省跨區(qū)市場(chǎng)可能需要引入更多的輔助服務(wù)，如頻率調(diào)節(jié)、備用容量和需求響應(yīng)等。這些服務(wù)可以幫助平衡因新能源發(fā)電波動(dòng)帶來的供需失衡，從而維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，這也意味著市場(chǎng)機(jī)制需要能夠合理地定價(jià)這些輔助服務(wù)，以激勵(lì)市場(chǎng)參與者提供必要的調(diào)節(jié)能力。

4、再者，新能源發(fā)電的不確定性也促進(jìn)了跨省跨區(qū)電力市場(chǎng)之間的合作和協(xié)調(diào)。為了優(yōu)化全國(guó)范圍內(nèi)的電力資源配置，不同地區(qū)的電網(wǎng)需要共享信息、協(xié)調(diào)策略，并建立有效的跨區(qū)域電力調(diào)度機(jī)制。這不僅有助于提高新能源發(fā)電的消納率，還能夠通過跨區(qū)域的電力交易，平衡不同地區(qū)的電力供需，降低因新能源發(fā)電波動(dòng)帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

5、隨著雙碳政策的推動(dòng)，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型，新能源使電網(wǎng)來源復(fù)雜性加劇，對(duì)電力系統(tǒng)提出了更高要求，調(diào)控技術(shù)手段亟待升級(jí)。光伏、風(fēng)力發(fā)電出力與負(fù)荷不匹配的特點(diǎn)違背電力系統(tǒng)需保持實(shí)時(shí)平衡的要求，使電壓控制、調(diào)峰調(diào)頻難度加大，未來風(fēng)光的大比例接入電網(wǎng)將使電網(wǎng)來源復(fù)雜性加劇，電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力受到考驗(yàn)，適配問題亟待解決。在此背景下，電力系統(tǒng)需要提高感知能力，做到全面可觀，隨著能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和電力市場(chǎng)的快速發(fā)展，對(duì)電力市場(chǎng)場(chǎng)景類型進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別和分析的需求日益增長(zhǎng)。

6、與此同時(shí)，由于新能源發(fā)電具有間歇性和不可預(yù)測(cè)性，使用分段量?jī)r(jià)申報(bào)可以幫助發(fā)電企業(yè)更好地參與市場(chǎng)交易。通過在新能源發(fā)電量大的時(shí)段提供較低的電價(jià)，可以促進(jìn)新能源電力的消納，支持清潔能源的發(fā)展。分段量?jī)r(jià)申報(bào)也是電力市場(chǎng)化改革的重要組成部分。通過實(shí)施分段量?jī)r(jià)申報(bào)，可以推動(dòng)電力市場(chǎng)向更加市場(chǎng)化、規(guī)范化的方向發(fā)展，為電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供制度保障。

7、目前，國(guó)內(nèi)外主要以發(fā)電側(cè)主體作為市場(chǎng)決策者開展市場(chǎng)均衡相關(guān)研究。由于負(fù)荷側(cè)資源具有海量、多元、分散等的相關(guān)特點(diǎn)，建模分析發(fā)電側(cè)更加復(fù)雜。故針對(duì)負(fù)荷側(cè)主體的研究大都側(cè)重于優(yōu)化單個(gè)市場(chǎng)決策者的投標(biāo)策略。然而單一側(cè)的優(yōu)化研究往往只考慮省級(jí)電網(wǎng)或者市場(chǎng)參與者中的一方，缺乏對(duì)整個(gè)電力市場(chǎng)供需關(guān)系和交互影響的全面分析，可能導(dǎo)致資源配置不夠合理，無法使整個(gè)系統(tǒng)的福利最大化。與此同時(shí)，單側(cè)優(yōu)化可能無法充分考慮到市場(chǎng)參與者的行為和策略變化，導(dǎo)致優(yōu)化的結(jié)果不能夠適應(yīng)市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化和不確定性因素，如可再生能源的波動(dòng)性可能會(huì)降低電力系統(tǒng)的靈活性和對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)能力。對(duì)于發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)二者的博弈優(yōu)化則可以很好的解決上述的，可以更好的實(shí)現(xiàn)電力資源的優(yōu)化配置，降低交易成本，提高市場(chǎng)主體的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還可以使社會(huì)福利最大化。

8、基于此，亟待一種基于不同場(chǎng)景類型的省間現(xiàn)貨分段量?jī)r(jià)申報(bào)的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服電力現(xiàn)貨省間市場(chǎng)單方面優(yōu)化缺乏全局視角、忽視市場(chǎng)動(dòng)態(tài)、系統(tǒng)靈活性降低的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種基于場(chǎng)景類型的省間現(xiàn)貨分段量?jī)r(jià)申報(bào)方法，包括如下步驟：

4、根據(jù)不同的場(chǎng)景類型和對(duì)應(yīng)的分段報(bào)價(jià)策略，建立上層發(fā)電主體的量?jī)r(jià)申報(bào)模型及其相關(guān)約束；

5、根據(jù)不同的場(chǎng)景類型和省間現(xiàn)貨市場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)，建立下層市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的出清模型及其相關(guān)約束；

6、將所述出清模型用kkt條件的形式進(jìn)行表述，并對(duì)所述kkt條件進(jìn)行改寫轉(zhuǎn)化；

7、將改寫轉(zhuǎn)化后的kkt條件并入所述量?jī)r(jià)申報(bào)模型，將其轉(zhuǎn)化為單層非線性優(yōu)化模型，再基于對(duì)偶理論，將所述單層非線性優(yōu)化模型簡(jiǎn)化為單層線性優(yōu)化模型；

8、對(duì)所述單層線性優(yōu)化模型求解，得到不同的場(chǎng)景類型及其對(duì)應(yīng)的分段報(bào)價(jià)策略下的最優(yōu)購(gòu)電策略及其相應(yīng)的出清結(jié)果。

9、優(yōu)選的，所述量?jī)r(jià)申報(bào)模型的目標(biāo)函數(shù)為：

10、最小購(gòu)電成本＝省內(nèi)機(jī)組出清成本+省內(nèi)機(jī)組備用出清成本+省間購(gòu)電成本-省間售電成本

11、

12、其中，minc為不同場(chǎng)景類型下最小購(gòu)電成本；為第k類電源類型省內(nèi)發(fā)電機(jī)組n在時(shí)間段t的電能報(bào)價(jià)；為第k類電源類型省內(nèi)發(fā)電機(jī)組n在時(shí)間段t的電能報(bào)價(jià)；為第k類電源類型省間市場(chǎng)在時(shí)段t的購(gòu)買量；為第k種省間市場(chǎng)在時(shí)段t的出清量；

13、所述量?jī)r(jià)申報(bào)模型的約束包括：電力平衡約束、備用容量約束、機(jī)組爬坡約束、機(jī)組出力約束、跨省區(qū)聯(lián)絡(luò)線輸電功率爬坡約束、買方申報(bào)約束、省間現(xiàn)貨購(gòu)售電約束和預(yù)測(cè)價(jià)格區(qū)間約束。

14、優(yōu)選的，所述出清模型的目標(biāo)函數(shù)的為：

15、

16、其中，cs為售電成本，為第k類發(fā)電能源省間市場(chǎng)在時(shí)段t的出清量；為第k種發(fā)電能源于省間市場(chǎng)在時(shí)段t的出清報(bào)價(jià)；ct為運(yùn)輸成本；源自ip’省份的第k種發(fā)電能源于省間市場(chǎng)在時(shí)段t的運(yùn)輸單價(jià)；cp為購(gòu)電成本，為第k類發(fā)電能源省間市場(chǎng)在時(shí)段t的購(gòu)買；為第k類發(fā)電能源在省間市場(chǎng)在時(shí)段t的出清報(bào)價(jià)

17、所述出清模型的約束包括：省間聯(lián)絡(luò)線電力平衡約束和送端省份售電約束。

18、優(yōu)選的，將所述出清模型用kkt條件的形式進(jìn)行表述，并對(duì)所述kkt條件進(jìn)行改寫轉(zhuǎn)化的方法包括：

19、拉格朗日函數(shù)

20、

21、式中：f(x)為下層問題的目標(biāo)函數(shù)；c(x)為下層的等式約束；d(x)為下層的不等式約束；α和β為拉格朗日系數(shù)；

22、拉格朗日平穩(wěn)性約束

23、

24、互補(bǔ)松弛條件

25、

26、本發(fā)明還提供了一種基于場(chǎng)景類型的省間現(xiàn)貨分段量?jī)r(jià)申報(bào)系統(tǒng)，包括：量?jī)r(jià)申報(bào)模型單元、出清模型單元、kkt單元、模型轉(zhuǎn)化單元和輸出單元；

27、所述量?jī)r(jià)申報(bào)模型單元用于根據(jù)不同的場(chǎng)景類型和對(duì)應(yīng)的分段報(bào)價(jià)策略，建立上層發(fā)電主體的量?jī)r(jià)申報(bào)模型及其相關(guān)約束；

28、所述出清模型單元用于根據(jù)不同的場(chǎng)景類型和省間現(xiàn)貨市場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)，建立下層市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)的出清模型及其相關(guān)約束；

29、所述kkt單元用于將所述出清模型用kkt條件的形式進(jìn)行表述，并對(duì)所述kkt條件進(jìn)行改寫轉(zhuǎn)化；

30、所述模型轉(zhuǎn)化單元用于將改寫轉(zhuǎn)化后的kkt條件并入所述量?jī)r(jià)申報(bào)模型，將其轉(zhuǎn)化為單層非線性優(yōu)化模型，再基于對(duì)偶理論，將所述單層非線性優(yōu)化模型簡(jiǎn)化為單層線性優(yōu)化模型；

31、所述輸出單元用于對(duì)所述單層線性優(yōu)化模型求解，得到不同的場(chǎng)景類型及其對(duì)應(yīng)的分段報(bào)價(jià)策略下的最優(yōu)購(gòu)電策略及其相應(yīng)的出清結(jié)果。

32、優(yōu)選的，所述量?jī)r(jià)申報(bào)模型單元中，量?jī)r(jià)申報(bào)模型的目標(biāo)函數(shù)為：

33、最小購(gòu)電成本＝省內(nèi)機(jī)組出清成本+省內(nèi)機(jī)組備用出清成本+省間購(gòu)電成本-省間售電成本

34、

35、其中，minc為不同場(chǎng)景類型下最小購(gòu)電成本；為第k類電源類型省內(nèi)發(fā)電機(jī)組n在時(shí)間段t的電能報(bào)價(jià)；為第k類電源類型省內(nèi)發(fā)電機(jī)組n在時(shí)間段t的電能報(bào)價(jià)；為第k類電源類型省間市場(chǎng)在時(shí)段t的購(gòu)買量；為第k種省間市場(chǎng)在時(shí)段t的出清量；

36、所述量?jī)r(jià)申報(bào)模型的約束包括：電力平衡約束、備用容量約束、機(jī)組爬坡約束、機(jī)組出力約束、跨省區(qū)聯(lián)絡(luò)線輸電功率爬坡約束、買方申報(bào)約束、省間現(xiàn)貨購(gòu)售電約束和預(yù)測(cè)價(jià)格區(qū)間約束。

37、優(yōu)選的，所述出清模型單元中，出清模型的目標(biāo)函數(shù)的為：

38、

39、其中，cs為售電成本，為第k類發(fā)電能源省間市場(chǎng)在時(shí)段t的出清量；為第k種發(fā)電能源于省間市場(chǎng)在時(shí)段t的出清報(bào)價(jià)；ct為運(yùn)輸成本；源自ip’省份的第k種發(fā)電能源于省間市場(chǎng)在時(shí)段t的運(yùn)輸單價(jià)；cp為購(gòu)電成本，為第k類發(fā)電能源省間市場(chǎng)在時(shí)段t的購(gòu)買；為第k類發(fā)電能源在省間市場(chǎng)在時(shí)段t的出清報(bào)價(jià)

40、所述出清模型的約束包括：省間聯(lián)絡(luò)線電力平衡約束和送端省份售電約束。

41、優(yōu)選的，所述kkt單元中，將所述出清模型用kkt條件的形式進(jìn)行表述，并對(duì)所述kkt條件進(jìn)行改寫轉(zhuǎn)化的方法包括：

42、拉格朗日函數(shù)

43、

44、式中：f(x)為下層問題的目標(biāo)函數(shù)；c(x)為下層的等式約束；d(x)為下層的不等式約束；α和β為拉格朗日系數(shù)；

45、拉格朗日平穩(wěn)性約束

46、

47、互補(bǔ)松弛條件

48、

49、本發(fā)明的有益效果如下：

50、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下有益的技術(shù)效果：

51、(1)本發(fā)明可以依據(jù)省級(jí)電網(wǎng)企業(yè)和市場(chǎng)參與者的運(yùn)行特性，對(duì)于量?jī)r(jià)申報(bào)的過程準(zhǔn)確建模，通過雙層博弈優(yōu)化模型對(duì)于量?jī)r(jià)申報(bào)與出清的過程進(jìn)行了模擬，計(jì)算結(jié)果將省級(jí)電網(wǎng)與各個(gè)市場(chǎng)的參與者或者任何新加入電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的博弈競(jìng)爭(zhēng)主體進(jìn)行對(duì)比。

52、(2)本發(fā)明立足于優(yōu)化省級(jí)電網(wǎng)企業(yè)和市場(chǎng)參與者雙方的利益，在省間購(gòu)電成本和社會(huì)福利最大化二者進(jìn)行博弈，使雙方的利益都可以最大化的提高，省級(jí)電網(wǎng)可以更好的預(yù)測(cè)和相應(yīng)市場(chǎng)變化，指定靈活的購(gòu)電計(jì)劃，而市場(chǎng)參與者則可以在這一框架下進(jìn)行更為有效的競(jìng)爭(zhēng)和合作，提高了整個(gè)市場(chǎng)的效率，彌補(bǔ)了現(xiàn)在大多僅對(duì)單側(cè)進(jìn)行優(yōu)化，沒有綜合考慮全局的優(yōu)化策略中的不足。

53、(3)本發(fā)明立足促進(jìn)政策制定和調(diào)整，支持電力市場(chǎng)化改革。該模型可以為政策制定者提供決策支撐，通過模擬不同的政策對(duì)于市場(chǎng)的變化，幫助政策制定者調(diào)整和完善相關(guān)的政策，以適應(yīng)市場(chǎng)的發(fā)展和變化。于此同時(shí)，通過市場(chǎng)化的手段實(shí)現(xiàn)電力資源的有效配置，促進(jìn)電力行業(yè)的健康發(fā)展。