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一种适应新型电力系统的市场成员报价策略制定方法 

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申请/专利权人:华北电力大学;国网浙江省电力有限公司;国网浙江省电力有限公司电力科学研究院

摘要:本发明公开了属于电力系统和电力市场技术领域的一种适应新型电力系统的市场成员报价策略制定方法。包括以下步骤:步骤1:确定市场边界条件,明确市场交易、出清、定价、结算流程和模式,建立市场出清模式和市场定价机制;步骤2:根据步骤1中的市场出清模式和市场定价机制构建市场成员最优报价的双层优化模型;步骤3:采用深度强化学习的迭代求解法对步骤2建立的双层优化模型进行求解,得到市场主体最优报价策略。本发明不仅适用于各类市场主体,还可灵活匹配不同市场机制设计,为市场主体在未来复杂电力市场环境下的生产经营提供有力支撑。

主权项:1.一种适应新型电力系统的市场成员报价策略制定方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:确定市场边界条件,明确市场交易、出清、定价、结算流程和模式,建立市场出清模型和市场定价机制;所述步骤1中的市场出清模型为电能量和灵活爬坡辅助服务联合出清模型;市场定价机制包括电能量市场的节点边际电价定价机制和辅助服务市场的机会成本统一定价机制;步骤2:根据新能源、火电、储能设备和需求侧响应资源建立市场主体报价决策模型,再结合步骤1中的市场出清模型和市场定价机制构建市场成员最优报价的双层优化模型;所述步骤2中的市场主体报价决策模型为:新能源机组:以收益最大化为目标函数 其中,下标i表示发电机组编号,i∈Iwind∪Isolar,Iwind和Isolar分别表示风电和光伏机组的集合;和gi,t分别表示t时段i机组的电能量市场价格和中标出力;△t表示单位时段的时间间隔,T表示总时段数;火电机组:目标函数 其中,为电能量收益,为灵活爬坡市场收益,为发电成本;i∈Icoal∪Igas,Icoal和Igas分别表示燃煤和燃气机组的集合;和分别表示t时段灵活爬坡市场上、下爬坡服务的出清价格,和分别表示t时段i机组上、下爬坡服务的中标量;和表示机组i的发电成本参数;ui,t是表示t时段i机组的启停状态的0-1变量,值为1表示启机状态,值为0表示停机状态;表示空载成本,表示启停成本;抽水蓄能电站:目标函数包括电能量收益和灵活爬坡市场收益 其中,下标j表示抽水蓄能电站编号,J表示抽水蓄能电站集合,j∈J;和分别表示t时段j电站的发电和抽水功率;步骤3:采用深度强化学习的迭代求解法对步骤2建立的双层优化模型进行求解,得到市场主体最优报价策略;所述电能量与灵活爬坡辅助服务联合出清模型包括SCUC模型与相应的SCED模型;所述SCUC模型为:目标函数: 其中,表示b节点常规负荷的效用,mb表示负荷需求曲线的斜率;Db,t和分别表示t时段b节点的中标量和最大负荷值;表示基于报价计算的发电机组i的成本,为启机转换变量;表示抽水蓄能电站j的成本,Cnew和Cstore分别表示新能源和抽水蓄能机组的基础报价参数;d∈DR表示参与需求响应DR的负荷聚合商d,CCAP表示市场报价上限,为负荷聚合商d在t时段的基线负荷;和为其在t时段中标的增、减负荷,相应的和表示其调用成本,其中αd、βd为成本参数;和分别表示t时段上、下爬坡能力产品的需求价格参数,Vtup和Vtdown为t时段上、下爬坡能力产品的缺额变量;ki为i机组的报价变量,kj为j电站的报价变量;报价约束:0≤ki≤Kmax140≤kj≤Kmax15其中,Kmax表示报价上限;系统约束:包括功率平衡约束、正向和反向网络潮流约束和常规负荷需求约束;具体表示如下: 其中,Flmax表示线路l的输电容量极限,fl-i、fl-j、fl-b、fl-d分别表示发电机组i、抽水蓄能j、节点b、负荷聚合商d对线路l的发电机功率传输分布因子;灵活爬坡辅助服务需求约束 其中,与为负荷聚合商的上、下爬坡能力中标容量;和是灵活爬坡市场上、下爬坡能力的目标量,由预测负荷波动和不确定性需求共同决定,计算公式如下: 式中,表示t时段的系统净负荷预测值,和是t+1时段由净负荷预测误差所引起的上、下最大可能偏差;当考虑95%置信度水平时,和分别对应预测误差分布的97.5%和2.5%分位数;若假设净负荷预测误差服从高斯分布,即ξ~N0,σ2,则该95%置信区间为-1.96σ至1.96σ,上式重写为: 新能源机组运行约束: 式中,i∈Iwind∪Isolar最大出力gmaxi,t由t时段的预测出力确定;火电机组运行约束:包括机组出力上下限约束、爬坡能力约束、爬坡能力中标容量上限约束、最小连续开停机时间约束和机组启停逻辑约束;具体表示如下: 其中,i∈Icoal∪Igas,和分别表示机组i的最小出力和最大出力;和为t时段机组i的已运行或停机时间,Tion和Tioff分别为机组i最小停机和开机时间限制;激励型需求响应约束:包括响应负荷功率约束、响应前后总用电量平衡约束、用电负荷约束、爬坡能力约束和爬坡能力中标容量上限约束;具体表示如下: 其中,和分别为负荷聚合商d的响应容量及响应负荷限值;和表示其在1min内的上、下爬坡能力;抽水蓄能电站运行约束:包括发电和抽水功率约束、爬坡能力约束、爬坡能力中标容量上限约束、库容约束和库容平衡约束;具体表示如下: 其中,j∈J,和分别为电站j发电和抽水的最大功率;Ej,t表示电站j在t时段的库容电量,ηj表示抽发效率,通常取0.75;和分别表示电站j的最小和最大库容电量;t0和t-1分别表示抽水蓄能电站一个完整运行周期的初始时段和末时段;所述SCED模型是在SCUC模型的基础上,ui,t和由SCUC优化得到的最优值ui,t*和代替,火电机组运行约束不包括最小连续开停机时间约束和机组启停逻辑约束。

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