本發(fā)明涉及電力，具體來說，涉及一種基于電力現(xiàn)貨市場協(xié)同的配網(wǎng)側(cè)電力調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

1、在新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建中，以新能源為主體的發(fā)展策略不僅是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的核心要素，而且對于構(gòu)建現(xiàn)代能源體系具有深遠(yuǎn)的意義。微電網(wǎng)、分布式光伏、儲能電站等配網(wǎng)側(cè)能源系統(tǒng)，在提高新能源消納水平和保障高質(zhì)量能源供應(yīng)方面取得了顯著進(jìn)展，這些技術(shù)的快速發(fā)展同樣帶來了對運營成本和收益水平的高度關(guān)注。隨著電力市場改革的深入，市場交易已從電力中長期市場向現(xiàn)貨交易市場轉(zhuǎn)變，這為微電網(wǎng)和分布式光伏等新興市場主體提供了積極參與市場交易的機會。

2、電力調(diào)度在這一轉(zhuǎn)變中扮演著至關(guān)重要的角色，尤其是在高比例的可再生能源接入電網(wǎng)的情況下。電力調(diào)度不僅涉及到如何更有效地利用和分配現(xiàn)有電力資源，還包括預(yù)測電力需求和調(diào)整發(fā)電輸出以適應(yīng)市場需求的動態(tài)變化。在配網(wǎng)側(cè)，分布式發(fā)電的就近交易可以顯著提升能源系統(tǒng)的效率，尤其是在分布式光伏大規(guī)模接入的背景下，電力調(diào)度在此過程中確保了電網(wǎng)的穩(wěn)定和經(jīng)濟運行，通過實時調(diào)整發(fā)電和負(fù)載，使得新能源的消納更加高效和安全。

3、在配網(wǎng)側(cè)開展分布式發(fā)電就近交易，可以充分發(fā)揮不同類型能源系統(tǒng)在用能時空上的互補優(yōu)勢，特別是在分布式光伏大規(guī)模持續(xù)接入的趨勢背景下，能進(jìn)一步提高新能源就地消納比例，提高電網(wǎng)安全運行水平，對構(gòu)建適應(yīng)新型電力系統(tǒng)的市場機制具有重要的支撐作用。

4、目前，國內(nèi)外已有較多配網(wǎng)側(cè)分布式交易相關(guān)研究，大多集中在市場的機制與模式設(shè)計和優(yōu)化運行方面。博弈論是現(xiàn)代數(shù)學(xué)的一個重要分支，目標(biāo)是研究沖突對抗條件下的最優(yōu)決策問題。已有較多研究將博弈論引入配網(wǎng)側(cè)分布式電力交易，圍繞市場交易模式建立了相關(guān)的出清優(yōu)化模型，在配網(wǎng)側(cè)電能量市場交易進(jìn)行了有益的探索和嘗試?，F(xiàn)有技術(shù)中適應(yīng)現(xiàn)貨市場交易的風(fēng)儲微電網(wǎng)分布式調(diào)度方法，該方法通過考慮風(fēng)電、儲能、微電網(wǎng)的分布式交易，但該方法并未考慮各主體及系統(tǒng)整體在交易過程中如何同時獲得最大收益，且未考慮到分布式光伏這一重要分布式能源，此外，還存在以下缺陷：

5、(1)市場交易模式較為復(fù)雜，不利于配網(wǎng)側(cè)市場用戶主體自發(fā)形成靈活的就近交易；

6、(2)交易范圍局限在配網(wǎng)側(cè)市場內(nèi)部，未與電力現(xiàn)貨市場銜接；

7、(3)市場主體類型較為單一，隨著配網(wǎng)側(cè)微電網(wǎng)、儲能電站等新興市場主體不斷涌現(xiàn)，多類型市場主體參與下的分布式交易模型更具現(xiàn)實意義。

8、針對相關(guān)技術(shù)中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、(一)解決的技術(shù)問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于電力現(xiàn)貨市場協(xié)同的配網(wǎng)側(cè)電力調(diào)度方法，具備新興市場主體在配網(wǎng)側(cè)市場交易的靈活性和經(jīng)濟性，提高電網(wǎng)安全運行水平的優(yōu)點，進(jìn)而解決配網(wǎng)側(cè)市場存在的交易模式較為復(fù)雜、靈活性不足、交易范圍受限、市場主體較為單一等問題。

3、(二)技術(shù)方案

4、為實現(xiàn)上述新興市場主體在配網(wǎng)側(cè)市場交易的靈活性和經(jīng)濟性，提高電網(wǎng)安全運行水平的優(yōu)點，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：

5、一種基于電力現(xiàn)貨市場協(xié)同的配網(wǎng)側(cè)電力調(diào)度方法，該基于電力現(xiàn)貨市場協(xié)同的配網(wǎng)側(cè)電力調(diào)度方法包括以下步驟：

6、s1、基于合作博弈理性交易行為，建立基于雙層交易結(jié)構(gòu)的配網(wǎng)側(cè)市場交易模式；

7、s2、建立電力市場與配網(wǎng)側(cè)市場間的價格信號耦合聯(lián)系，并定義配網(wǎng)側(cè)市場主體在兩級市場的交易總量；

8、s3、建立配網(wǎng)側(cè)市場主體在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型，并結(jié)合納什議價協(xié)議構(gòu)建配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體交易出清模型；

9、s4、將配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體交易出清模型分解，并對分解后生成的子問題進(jìn)行優(yōu)化求解，得到配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體的最優(yōu)電能交易策略；

10、s5、將最優(yōu)電能交易策略模擬部署至配網(wǎng)側(cè)市場中，并基于配網(wǎng)側(cè)市場波動情況執(zhí)行配網(wǎng)側(cè)市場電力調(diào)度。

11、優(yōu)選地，配網(wǎng)側(cè)市場主體在兩級市場的交易總量的計算公式為：

12、ctrade,t＝σql,tpl,t+σ(qd,t-ql,t)pd,t+∑(qr,t-qd,t)pr,t+cdmo,t

13、式中，ctrade,t表示配網(wǎng)側(cè)市場主體在時段t內(nèi)的市場交易量，ql,t表示配網(wǎng)側(cè)市場主體在電力中長期市場簽訂的在時段t的電量；pl,t表示配網(wǎng)側(cè)市場主體在電力中長期市場簽訂的在時段t的電價；qd,t表示時段t的現(xiàn)貨日前市場申報用電量；pd,t表示時段t的現(xiàn)貨市場日前出清后所形成的節(jié)點電價；pr,t表示時段t的現(xiàn)貨市場實時交易出清后所形成的節(jié)點電價；qr,t表示時段t經(jīng)電網(wǎng)交易的電量；cdmo,t表示配網(wǎng)側(cè)市場主體在配網(wǎng)側(cè)分布式電能市場交易量；l表示中長期市場；d表示日前市場；r表示實時市場。

14、優(yōu)選地，建立配網(wǎng)側(cè)市場主體在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型，并結(jié)合納什議價協(xié)議構(gòu)建配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體交易出清模型包括以下步驟：

15、s31、分別建立微電網(wǎng)在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型、儲能電站在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型及分布式光伏在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型，其中，配網(wǎng)側(cè)市場主體至少包括儲能電站、分布式光伏及微電網(wǎng)；

16、s32、基于納什議價協(xié)議構(gòu)建以運行成本表示的納什議價標(biāo)準(zhǔn)模型；

17、s33、分別將微電網(wǎng)在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型、儲能電站在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型及分布式光伏在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型代入至納什議價標(biāo)準(zhǔn)模型中，得到配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體交易出清模型。

18、優(yōu)選地，微電網(wǎng)在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型的表達(dá)式為：

19、

20、式中，ci,mg-grid表示微電網(wǎng)i從電網(wǎng)購電成本；ci,gas表示微電網(wǎng)i內(nèi)部chp機組消耗的燃?xì)獬杀?；ci,co2表示微電網(wǎng)i內(nèi)部chp機組的二氧化碳處理成本；ii,mg-grid表示微電網(wǎng)i向電網(wǎng)售電收益；ii,grn表示微電網(wǎng)i綠電收益；ci,j表示微電網(wǎng)i與儲能電站j之間的交易成本，ci,k表示微電網(wǎng)i與分布式光伏k之間的交易成本；t表示成本計算周期；表示微電網(wǎng)i的負(fù)荷功率；表示微電網(wǎng)i的日前購電電量；表示微電網(wǎng)i的中長期合同電價；表示微電網(wǎng)i的負(fù)荷功率的日前出清電價；表示t時刻微電網(wǎng)i內(nèi)部chp機組耗氣量；pgas表示t時刻微電網(wǎng)i內(nèi)部chp機組的單位燃?xì)鈨r格；pi,co2表示t時刻微電網(wǎng)i內(nèi)部chp機組的單位二氧化碳處理成本；表示t時刻微電網(wǎng)i向電網(wǎng)售出的功率；pi,mg-grid表示t時刻微電網(wǎng)i向電網(wǎng)售出的售電價格；表示t時刻微電網(wǎng)i內(nèi)部光伏的發(fā)電量；pgreen表示t時刻微電網(wǎng)i內(nèi)部光伏的發(fā)電量和單位綠電收益。

21、優(yōu)選地，儲能電站在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型的表達(dá)式為：

22、

23、

24、式中，cj,life表示儲能電站j因充放電產(chǎn)生的生命周期內(nèi)的成本損耗；cj,es-grid表示儲能j從電網(wǎng)購電的成本；ij,es-grid表示儲能電站j向電網(wǎng)售電的收益；cj,i表示儲能j與微電網(wǎng)i之間的交易成本；cj,k表示儲能j與分布式光伏k之間的交易成本；為儲能電站j在t時刻的購電電量；表示儲能電站j在t時刻的售電電量；pj,es表示儲能電站j在t時刻的單位充放電電量成本；pj,es-grid表示儲能電站j在t時刻的上網(wǎng)電價；表示儲能電站j在t時刻的從電網(wǎng)購電電價；表示t時刻微電網(wǎng)i與儲能j之間的交易電量；表示t時刻儲能j從分布式光伏k購買的電量；表示t時刻儲能j與微電網(wǎng)i之間的交易電價；pj,k表示t時刻儲能j與分布式光伏k之間的交易電價。

25、優(yōu)選地，分布式光伏在兩級市場交易的成本優(yōu)化模型的表達(dá)式為：

26、

27、式中，ck,pv-grid表示分布式光伏k與電網(wǎng)之間的交易成本；表示t時刻分布式光伏k與電網(wǎng)之間的交易電量；表示t時刻分布式光伏k與電網(wǎng)之間的交易電價；表示t時刻分布式光伏k與微電網(wǎng)i之間的交易電量；pk,i表示分布式光伏k與微電網(wǎng)i之間的單位交易電量的電價；表示t時刻分布式光伏k與儲能電站j之間的交易電量；pk,j表示分布式光伏k與儲能電站j之間的單位交易電量的電價。

28、優(yōu)選地，將配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體交易出清模型分解，并對分解后生成的子問題進(jìn)行優(yōu)化求解，得到配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體的最優(yōu)電能交易策略包括以下步驟：

29、s41、將配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體交易出清模型分解為總成本最小化子問題f1與支付效益最大化子問題f2；

30、s42、利用順序優(yōu)化技術(shù)對分解后的兩個子問題進(jìn)行優(yōu)化求解，得到配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體的最優(yōu)電能交易策略。

31、優(yōu)選地，利用順序優(yōu)化技術(shù)對分解后的兩個子問題進(jìn)行優(yōu)化求解，得到配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體的最優(yōu)電能交易策略包括以下步驟：

32、s421、結(jié)合子問題f1對應(yīng)的約束條件，利用cplex求解器對子問題f1進(jìn)行求解，得到配網(wǎng)側(cè)市場主體在兩級市場的交易電量；

33、s422、將配網(wǎng)側(cè)市場主體在兩級市場的交易電量代入子問題f2中，結(jié)合子問題f2對應(yīng)的約束條件，利用fmincon求解器對子問題f2進(jìn)行求解，得到配網(wǎng)側(cè)市場主體在兩級市場的交易電價。

34、優(yōu)選地，利用cplex求解器對子問題f1進(jìn)行求解包括以下步驟：

35、提取微電網(wǎng)原始數(shù)據(jù)，并將微電網(wǎng)原始數(shù)據(jù)作為輸入；

36、設(shè)置優(yōu)化模型參數(shù)，以子問題f1作為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)分別建立配網(wǎng)側(cè)市場主體的優(yōu)化模型；

37、基于cplex求解器的格式對配網(wǎng)側(cè)市場主體的優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到電能交易策略，并對電能交易策略進(jìn)行整理匯總。

38、優(yōu)選地，fmincon求解器對子問題f2進(jìn)行求解包括以下步驟：

39、設(shè)置最大迭代次數(shù)，并初始化配網(wǎng)側(cè)市場主體在兩級市場的交易電價；

40、基于配網(wǎng)側(cè)市場主體在兩級市場的交易電價設(shè)置交易電價收斂容差及支付效益函數(shù)收斂容差；

41、將子問題f1的電能交易策略作為子問題f2中的電量輸入量，利用fmincon求解器對子問題f2進(jìn)行迭代求解；

42、判斷目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果與當(dāng)前優(yōu)化結(jié)果的誤差值是否滿足交易電價收斂容差及支付效益函數(shù)收斂容差；若誤差值在容差范圍內(nèi)，則停止迭代，并返回最終優(yōu)化結(jié)果；若超過容差范圍，則重復(fù)執(zhí)行迭代計算，直至滿足收斂條件。

43、(三)有益效果

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了基于電力現(xiàn)貨市場協(xié)同的配網(wǎng)側(cè)電力調(diào)度方法，具備以下有益效果：

45、(1)本發(fā)明提供的基于電力現(xiàn)貨市場協(xié)同的配網(wǎng)側(cè)電力調(diào)度方法，通過建立基于雙層交易結(jié)構(gòu)的配網(wǎng)側(cè)市場交易模式，相比較單純參與集中式電力市場，能夠進(jìn)一步拓展各市場主體的市場化交易，充分發(fā)揮市場對資源的配置作用，引導(dǎo)電能量在時空維度的合理分布，進(jìn)而有利于推動電力市場改革持續(xù)深入。

46、(2)本發(fā)明通過構(gòu)建基于合作博弈納什議價理論的配網(wǎng)側(cè)市場多類型主體交易出清模型，能夠有效提高配網(wǎng)側(cè)微電網(wǎng)、新型儲能、分布式光伏等新興市場主體的收益水平，從而可以充分發(fā)揮本地能源產(chǎn)銷者之間的資源互補優(yōu)勢，對沖電力市場價格波動導(dǎo)致的市場風(fēng)險。

47、(3)本發(fā)明針對配網(wǎng)側(cè)市場存在的交易模式較為復(fù)雜、靈活性不足、交易范圍受限、市場主體較為單一等問題，基于納什議價建立連接電力市場與分布式市場的雙層交易結(jié)構(gòu)的配網(wǎng)側(cè)市場交易模式，以提高分布式光伏、獨立儲能等新興市場主體在配網(wǎng)側(cè)市場交易的靈活性和經(jīng)濟性，從而進(jìn)一步促進(jìn)新能源的消納，提高電網(wǎng)安全運行水平。

48、(4)本發(fā)明將最優(yōu)電能交易策略模擬部署至配網(wǎng)側(cè)市場中，并預(yù)測配網(wǎng)側(cè)市場波動信息，幫助用戶更好地理解電力市場價格和需求的潛在波動，自適應(yīng)調(diào)整電能交易策略以更好地適應(yīng)電力市場變化，同時建立有效的反饋循環(huán)，根據(jù)電能交易策略的表現(xiàn)不斷調(diào)整預(yù)測模型以優(yōu)化市場響應(yīng)和交易效率。