买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明公开了热电联产发电机组在电‑热‑气联合市场中的竞价方法，随着燃气型CHP机组凭借其良好的经济性、环保性和较强的调节能力，其装机容量占比在整个电力系统中快速上升。燃气型CHP机组以天然气为燃料，同时生产电力和热力，因此它耦合电力、热力和天然气系统，是在电‑热‑气联合市场中最为典型且投标最为复杂的设备。为了适应未来电力、热力和天然气传统垄断行业的快速市场化需求，有必要针对燃气型CHP机组的最优竞价策略进行研究。燃气型CHP机组在电力市场和热力市场中作为供应商，在天然气市场中作为用户。因此本发明针对市场角色多样的燃气型CHP机组设计了两阶段交易机制，利用二进制展开和原‑对偶互补条件得到投标精度可控的最优竞价模型，将原非凸问题转化为混合整数线性规划问题，从而实现了快速求解。在最优竞价策略计算流程中，若嵌入对角化算法则可计算N人古诺博弈纳什均衡，展现了本发明的可拓展性。

主权项：1.热电联产发电机组在电-热-气联合市场中的竞价方法，其特征在于该方法包括：构建电力市场潮流线性化出清模型；构建热力市场出清模型；构建天然气市场出清模型；构建燃气型CHP机组最优竞价模型，并基于二进制拓展和原-对偶互补条件，推导最优竞价的等价转换模型；以安全运行约束为条件构建热力市场出清模型：计算最优天然气潮流并出清，保障民用负荷的基础上，逐步增加燃气发电负荷，从而计算天然气的分段价格，构建如下的关联矩阵A，内部元素amn的赋值如下： 式中，inpipem和outpipem分别表示流入节点m和流出节点m的天然气管道集合，基于关联矩阵A进一步得到方向矩阵： 确定天然气气源单价，明确发电型燃气负荷的中标气量和气价，最优天然气潮流计算模型如下： s.t.GS-GL-GC-GP＝AMNFMN+ANMFNM:λg 式中，目标函数是最小化系统购气成本，表示t时段从气源i购入天然气的单价，SWi,t表示气源i被购买的天然气量，Ggas表示天然气源的集合，Γ表示时间的集合，式39天然气的节点气量平衡，其对偶乘子λg即为节点气价，分别表示气源、气负荷、压缩机气负荷和发电型燃气负荷的向量，GN表示天然气系统节点数量，分别表示天然气潮流从节点m流向节点n和从节点n流向节点m的向量，LN表示管道数量，天然气系统在日内不改变潮流的方向，FMN中的元素皆为正数，FNM中的元素皆为负数，Line表示管道的集合，用于计算无压缩机管道mn中的天然气管存Lm,n,t，prm,tprn,t分别表示时段t内管道mn两端的气压，Km,n用于计算管道mn中的储气量的管存因子，prm,minprm,max分别表示节点m处的最小最大安全气压，表示在一个调度周期结束后的管存量要大于安全值Lmin，用于描述含有压缩机的管道压力需满足压缩机的工作特性，CPm,n表示在管道mn上的压缩机集合，σmin,kσmax,k分别表示压缩机k的最小最大压缩比；分别将fm,n,t和prm的值域分成SN1段和SN2段，并引入取值在0～1之间的辅助变量δ1k,t和δ2k,t，原天然气最优潮流模型改进为如下模型：Mincostxgs,xflow,xnode节点流量平衡约束：s.t.xgs-GD＝MA·xflow:λgas原模型中的等式约束hxgs,xflow,xnode＝0原模型中的不等式约束gxgs,xflow,xnode≤0式中，xgs，xflow和xnode分别为表示气源出力，管道中的天然气潮流和节点状态的向量，GD表示天然气负荷，MA是节点和管道的关联矩阵，式57表示，式58和59分别表示；并基于二进制拓展和原-对偶互补条件，推导最优竞价的等价转换模型，具体如下：连接在电网母线i和热网节点n的燃气型CHP机组g利润最大化， 上式中，costg表示机组g的成本参数分段的集合，表示机组g在f段的天然气成本，eg,f表示机组g在f段所消耗的天然气量；机组所受的约束分为内部约束和外部约束，内部约束：技术与投标规则约束；能量守恒约束： 其中：TPgTHg分别为机组g的发电耗气量和制热耗气量，Eg,f表示机组g的天然气成本在f段的量，分别表示机组g的最大发电功率和最大供热功率；CHP机组的热电耦合约束：其中：分别表示机组g的运行域第r段边界参数，Rg是机组g的运行可行域的边界索引集合，投标规则约束： 外部约束：电网潮流与热网潮流；若Le是电力市场潮流出清模型的拉格朗日函数，该电力出清模型中除了等式约束外，不等式约束改写为如下互补约束： 若Lh是热力市场潮流出清模型的拉格朗日函数，该热力出清模型中除了等式约束外，不等式约束改写为如下互补约束： 能源生产商的最优投标模型包含了内部约束和外部约束，基于KKT条件转化成带均衡约束的数学规划：对pg,b、和hg,b4个变量进行二进制拓展前，对公式做进一步优化： 进一步得到：双线性项用两个新的双线性项与的加和替代，投标电价和投标电量都是能源生产商自行决定的变量，故模型中对这两个变量进行二进制拓展：得到：由上式看出双线性项用两个新的双线性项与的加和替代，在这两个双线性项中，投标热价和投标热量都是能源生产商自行决定的变量，故将对两个变量进行二进制展开： 对做如下展开： 式中，表示机组g在b段电力投标价格的上限和下限，投标精度由KE控制，同时引入二进制辅助变量表示投标电价的最小变化单位，看作是投标电价的精度，将中标电量pg,b乘以式84，得到 式中，从上式看出，双线性项用线性方程表示，等式转化为如下不等式组： 同理，其他双线性项和也用如下含整数变量的方程组替代， 式中，引入的二进制变量包括和分别表示机组g在b段投标电量的最小最大值，分别表示机组g在b段投标热价的最小最大值，分别表示机组g在b段投标热量的最小最大值，KP、KH和KC分别控制投标电量、投标热价和投标热量的精确度，表示机组g在b段的投标电量精度，表示机组g在b段的投标热价精度，表示机组g在b段的投标热量精度，将约束条件式加入进内部约束中，目标函数中的双线性项则被替代，整个目标函数转化为线性方程：

全文数据：

权利要求：

百度查询： 东南大学 热电联产发电机组在电-热-气联合市场中的竞价方法