[發明專利]抽水蓄能機組在日前電力現貨市場的雙層競價優化方法

有效

• 申請號: 201911385193.6
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111047114B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 徐克強;李澤文;張勇;別朝紅;王科;周浩然;聶涌泉;劉凡;何越;劉起興
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q30/08;G06Q50/06;G06N3/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發明公開了一種抽水蓄能機組在日前電力現貨市場的雙層競價優化方法：首先在報價范圍內隨機生成W組新報價；然后調用gurobi優化器求解市場出清模型，在全系統發電總費用最小目標下優化抽水蓄能機組的相關參數；接著以實現抽水蓄能機組在電力現貨市場中獲得最大收益為目標，從而通過遺傳算法尋優迭代過程，直至輸出最優的抽水蓄能機組報價及容量優化結果。本發明可實現抽水蓄能機組容量合理安排和優化資源配置，同時獲得更高的收益，從而提高抽水蓄能電站在市場中的競爭力。

技術領域

本發明屬于抽水蓄能機組市場化應用領域，具體涉及抽水蓄能機組在日前電力現貨市場的策略性競價模型的應用。

背景技術

抽水蓄能機組是一種響應快速、運行方式靈活的電源形式，由于其具有儲能、調峰、調頻等多種功能，因而對于間歇性能源的發展起到了重要的輔助作用。目前，全球抽水蓄能電站的裝機已達1.5億千瓦，伴隨全球能源結構轉型和能源消費革命，抽水蓄能機組將在保障電網安全、提供系統靈活調節和促進新能源消納等方面發揮越來越重要的作用。

隨著電力工業引入市場競爭，電力市場參與主體不斷增多，市場化用電量逐步增加，逐步形成了電能市場和輔助服務市場，發電商參與電力市場競爭是電力行業的發展趨勢。雖然在市場起步階段抽水蓄能機組允許參與的電能量和輔助市場仍較少，但目前對于抽水蓄能機組市場化形式的交易和補償明顯增多。目前，國內外對抽水蓄能機組的應用研究中，從抽水蓄能機組的競價策略角度優化其應用的研究較少，在電能量和輔助市場的聯合市場中開展的應用研究相對也較少。但由于抽水蓄能機組存在抽發損耗，提供的輔助服務受益對象廣泛難以量化等原因，限制了抽水蓄能機組在市場中的競爭力，因此，需要通過建立模型、分析模型并求解驗證后應用于提升抽水蓄能機組在市場中的競爭力，對其在市場中發揮的作用予以正確量化分析，在對抽水蓄能機組容量合理安排和優化資源配置前提下實現最大效益。

另外，采用數學優化算法直接求解模型一般較為復雜，往往完全依賴于商業化軟件，且模型求解結果仍有待提高對于實踐的指導價值。盡管遺傳算法是解決復雜問題的有效工具，例如，其能夠直接對結構對象進行處理，不會受到求導和連續性的限制，對于含有0/1變量的函數的求解具有優勢。但目前遺傳算法在電力系統中主要應用于無功優化問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抽水蓄能機組在日前電力現貨市場的雙層競價優化方法，實現抽水蓄能機組容量合理安排和優化資源配置，同時獲得更高的收益。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

1)在抽水蓄能電站的(一般為一個電站)報價范圍內隨機生成W組報價策略，以每組報價策略代表初始遺傳種群中的一個個體(采用實數編碼)，并確定遺傳算法的運行參數，所述運行參數包括遺傳代數G、交叉概率Pc和變異概率Pm；

2)以系統的發電總費用(所有機組的總報價，系統中所有機組分為兩類：抽水蓄能機組和其他機組)最小為優化目標建立市場出清模型，使用分支界定法求解該市場出清模型，得到步驟1)中任意一組報價策略下抽水蓄能機組的出力(P_j(t))、抽水功率(D_j(t))，并計算電價(①將市場出清模型目標函數聯合約束建立拉格朗日函數，可求解得到拉格朗日乘子λ^e(t)、μ⁺_l(t)、μ^-_l(t)和λ^r(t)，通過計算節點邊際電價；②由ρ^r(t)＝-λ^r(t)得到調頻輔助服務市場電價)；其中所述市場出清模型的約束條件包括系統安全運行約束、抽水蓄能機組約束、其他機組約束(其他機組具體包括煤電機組、氣電機組、水電機組中的一種以上機組)和電能量市場與調頻輔助服務市場之間的市場關聯約束；