(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011137948.3
(22)申请日 2020.10.22
地址 102206 北京市昌平区回龙观镇北农
路2号
申请人 国家电网有限公司
国网湖南省电力有限公司
(72)发明人 刘敦楠 张显 加鹤萍 刘明光
陈庆祺 罗朝春
(74)专利代理机构 天津盛理知识产权代理有限
公司 12209
代理人 王雨晴
(51)Int.Cl.
G06Q 10/04(2012.01)
G06Q 30/02(2012.01)G06Q 40/04(2012.01)G06Q 50/06(2012.01)
(54)发明名称一种基于分区电价的能量块电力交易系统和出清方法(57)摘要本发明涉及一种基于分区电价的能量块电力交易系统和出清方法，包括参数配置模块、数据输入模块、交易出清模块和数据输出模块；所述参数配置模块：用于配置能量块电力交易系统和出清方法所需的各种参数；所述数据输入模块：用于输入不同市场主体、不同时段、不同能量块的申报负荷和申报价格；所述交易出清模块：用于根据数据输入模块输入、处理后的申报数据，进行能量块电力交易出清，计算得到不同分区、不同时段的结算价格以及中标负荷；所述数据输出模块：用于输出不同分区、不同时段的结算价格。本发明能够使电力交易的出清结果更加符合各个市场主体的发用电技术特征和电力交易需求，市场主体的发用电曲线与结算价格更加 合理。权利要求书3页 说明书9页 附图5页CN 112257926 A 2021.01.22
C N 112257926
A
1.一种基于分区电价的能量块电力交易系统，其特征在于：包括参数配置模块、数据输入模块、交易出清模块和数据输出模块；
(1)所述参数配置模块：用于配置能量块电力交易系统和出清方法所需的各种参数；
(2)所述数据输入模块：用于输入不同市场主体、不同时段、不同能量块的申报负荷和申报价格，对申报数据进行处理，转化为所述的能量块电力交易出清方法的标准化、统一化的数据形式；
(3)所述交易出清模块：用于根据数据输入模块输入、处理后的申报数据，进行能量块电力交易出清，计算得到不同分区、不同时段的结算价格，以及不同市场主体、不同时段、不同能量块的中标负荷；
(4)所述数据输出模块：用于根据交易出清模块的计算结果，输出不同分区、不同时段的结算价格，以及不同市场主体、不同时段、不同能量块的中标负荷和结算费用。
2.根据权利要求1所述的一种基于分区电价的能量块电力交易系统，其特征在于：所述参数配置模块包括基本参数配置模块、市场主体配置模块和能量块配置模块；
①基本参数配置：用于配置电力交易与出清相关的各种基本参数，包括电力系统网络拓扑结构，网络分区及其数量，网络分区之间的联络线及其数量，网络分区和联络线的技术参数，网络分区和联络线之间的负荷转移因子；
②市场主体配置：用于配置参与电力交易的市场主体的各种参数，包括发电机组的发电类型、所在分区、装机容量、最大和最小技术出力、爬坡率、典型发电曲线，电力用户的电压等级、所在分区、典型用电曲线，储能、虚拟电厂的装机容量、响应速率；
③能量块配置：用于配置能量块的各种参数，包括常规小时、常规块和灵活小时的申报负荷和申报价格的上、下限，灵活小时最多可以申报的可中标时段数量。
3.一种基于分区电价的能量块电力交易出清方法，应用于基于分区电价的能量块电力交易系统的交易出清模块，包括如下步骤：
步骤1、根据能量块电力交易系统的数据输入模块处理后的申报数据，设置能量块电力交易出清模型的优化变量、目标函数和约束条件；
步骤2、求解能量块电力交易出清模型，计算出清结果；
步骤3、计算不同分区、不同时段的结算价格。
4.根据权利要求3所述的一种基于分区电价的能量块电力交易出清方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：
(1)优化变量为常规小时、常规块和灵活小时的中标标识；
根据能量块的中标规则，常规小时的中标标识为0至1之间的实数型变量，常规块和灵活小时的中标标识均为0或1的整数型变量；市场主体能量块的中标负荷为中标标识和申报负荷的乘积，计算公式如下：
其中，为时段t分区i市场主体j的常规小时的中标负荷、申报负荷、中标标识，为时段t分区i市场主体j的常规块m的中标负荷、
申报电量、中标标识、开始时间、结束时间，为时段t分区i市场主体j的灵活小时n的中标负荷、申报负荷、可中标时段c的中标标识、可中标时段；
(2)设置目标函数为能量块电力交易出清过程中所有市场主体获得的市场剩余之和最大化，计算公式如下：
其中，F为能量块电力交易出清模型的目标函数，为时段t分区i市场主体j的常规小时、常规块m、灵活小时n的申报价格；
(3)设置约束条件为能量块电力交易出清过程中必须满足的技术条件，包括机组出力约束、机组爬坡约束、功率平衡约束、联络线潮流约束、系统旋转备用约束、常规小时中标约束、灵活小时中标约束：
①机组出力约束，机组出力在技术出力上、下限之间，计算公式如下：
其中，为时段t分区i机组j的出力，为分区i机组j的技术出力上、下限；
②机组爬坡约束，不同时段的机组出力在爬坡率上、下限之间，计算公式如下：
其中，为分区i机组j的爬坡率上、下限；
③功率平衡约束，不同时段的总发电等于总用电，计算公式如下：
其中，为时段t分区i的固有负荷；
④联络线潮流约束，联络线潮流不越限，在联络线功率上、下限之间，计算公式如下：
其中，为时段t联络线k的潮流，h k,i为分区i对联络线k的功率传输分布因子，为联络线k的功率上、下限；
⑤旋转备用约束，正、负旋转备用不少于系统要求的旋转备用容量，计算公式如下：
其中，min(·)为最小值函数，P t srd、P t srd为时段t的系统要求的正、负旋转备用容量；
⑥常规小时中标约束，常规小时的中标负荷不超过申报负荷，计算公式如下：
⑦灵活小时中标约束，灵活小时在多个可中标时段中至多中标1次，计算公式如下：
5.根据权利要求3所述的一种基于分区电价的能量块电力交易出清方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：
(1)计算常规块、灵活小时的中标排列组合；其中，常规块的申报数量为x，常规块的中标排列组合的数量为2x；灵活小时的申报数量为y，第m个灵活小时的可中标时段数量为z m，
灵活小时的中标排列组合的数量为常规块、灵活小时的中标排列组合的数量为
(2)遍历循环每1个常规块、灵活小时的中标排列组合，将常规块、灵活小时的中标标识作为固定变量，根据“高低匹配、梯级排队”的原则，求解常规小时的中标电量，记录相应的目标函数值；
(3)对比常规块、灵活小时的所有中标排列组合的目标函数值，目标函数值最小的常规块、灵活小时的中标排列组合和常规小时的中标负荷，即为能量块电力交易的出清结果。
6.根据权利要求3所述的一种基于分区电价的能量块电力交易出清方法，其特征在于：所述步骤3的具体步骤包括：
(1)求解能量块电力交易出清模型，得到常规块、灵活小时的中标电量；
(2)将常规块、灵活小时的中标电量作为固定变量，以常规小时的中标标识作为优化变量，不考虑灵活小时中标约束，重新求解能量块电力交易出清模型，得到常规小时的中标电量，以及功率平衡约束和联络线潮流约束的拉格朗日乘子；
(3)计算不同分区、不同时段的结算价格，计算公式如下：
其中，为时段t分区i的结算价格，λt、为时段t的功率平衡约束和联络线潮流上、下限约束的拉格朗日乘子。
一种基于分区电价的能量块电力交易系统和出清方法
技术领域
[0001]本发明属于电力交易技术领域，涉及能量块电力交易系统和出清方法，尤其是一种基于分区电价的能量块电力交易系统和出清方法。
背景技术
[0002]目前，我国新一轮电力体制改革正式开始。推进电力交易体制改革，完善市场化交易机制，是新一轮电力体制改革的重点任务之一。随着电力体制改革不断深化、电力交易规模不断扩大，电力市场建设已逐步向探索建立电力现货市场转变，目前广东、浙江、山东等8个省份已根据国家发改委相关文件要求，启动电力现货市场结算试运行。但是，根据结算试运行情况，现有电力现货交易系统和出清方法
仍存在以下问题：①目前我国火力发电仍是我国最基本、最重要的电力供应方式之一，但是火力发电在电力现货市场下存在频繁开停机、出力急剧变化的情况，对发电机组的安全平稳运行带来一定技术问题；②目前电力现货交易系统和出清方法主要考虑未来1天的负荷情况，难以有效应对负荷因节假日、天气等因素产生突变情况，将对电力系统安全稳定运行带来较大的风险和隐患。
[0003]因此，需要一种新型电力交易系统和出清方法，解决现有电力现货交易系统和出清方法存在的技术问题。火力发电、水力发电、风力发电、光伏发电、核电、储能、电力用户、电动汽车、虚拟电厂等多元市场主体可以根据其自身的发用电技术特征，自主申报相应的电力交易需求。通过一种电力交易系统和出清方法，使电力交易的出清结果更加符合各个市场主体的发用电技术特征和电力交易需求，市场主体的发用电曲线与结算价格更加合理，可以实现电力资源的进一步优化配置。
发明内容
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于分区电价的能量块电力交易系统和出清方法，能够使电力交易的出清结果更加符合各个市场主体的发用电技术特征和电力交易需求，进而实现电力资源的进一步优化配置。
[0005]本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
[0006]一种基于分区电价的能量块电力交易系统，包括参数配置模块、数据输入模块、交易出清模块和数据输出模块；
[0007](1)所述参数配置模块：用于配置能量块电力交易系统和出清方法所需的各种参数；
[0008](2)所述数据输入模块：用于输入不同市场主体、不同时段、不同能量块的申报负荷和申报价格，对申报数据进行处理，转化为所述的能量块电力交易出清方法的标准化、统一化的数据形式；
[0009](3)所述交易出清模块：用于根据数据输入模块输入、处理后的申报数据，进行能量块电力交易出清，计算得到不同分区、不同时段的结算价格，以及不同市场主体、不同时段、不同能量块的中标负荷；
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