[發(fā)明專利]一種熱力系統(tǒng)作為利益整體參與電力市場的決策方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110622600.1
• 申請(qǐng)日: 2021-06-03
• 公開（公告）號(hào): CN113487342A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯木易;羅毅;胡博;周桂平;王順江;張艷軍;吳南;張雨萌;吳亞寧;李丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);國網(wǎng)遼寧省電力有限公司
• 主分類號(hào): G06Q30/02
• 分類號(hào): G06Q30/02;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢高得專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42268
• 代理人: 楊如增

本發(fā)明公開了一種熱力系統(tǒng)作為利益整體參與電力市場的決策方法，包括如下步驟：(1)建立包括水力流動(dòng)與熱能傳遞過程的熱網(wǎng)模型；(2)將熱力系統(tǒng)看成一個(gè)直接參與電力市場的利益體，構(gòu)建內(nèi)部運(yùn)行約束；(3)熱力系統(tǒng)利益整體以在電力市場的所獲利潤最大為目標(biāo)，決策向電力市場的報(bào)價(jià)；(4)電力市場獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行商接受熱力系統(tǒng)利益整體及其他機(jī)組的報(bào)價(jià)，進(jìn)行出清；(5)用KKT條件將雙層模型轉(zhuǎn)化為單層混合整數(shù)線性規(guī)劃模型。本發(fā)明熱力系統(tǒng)作為利益整體參與電力市場的決策方法，充分反映熱能傳輸特性與管網(wǎng)約束對(duì)于熱力系統(tǒng)利益整體運(yùn)行的影響，并模擬了熱力系統(tǒng)利益整體與電力市場的競爭交互關(guān)系，符合競爭性電力市場下的交易模式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電熱綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種熱力系統(tǒng)作為利益整體參與電力市場的決策方法。

背景技術(shù)

電熱綜合能源系統(tǒng)作為綜合能源系統(tǒng)的重要組成部分，其能源利用的高效率以及電能熱能之間的互補(bǔ)特性可以有效促進(jìn)多能協(xié)同與能源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，對(duì)于提升一次能源利用率、緩解目前的能源危機(jī)具有重要意義。隨著能源市場逐步開放，統(tǒng)一調(diào)度模型無法適應(yīng)多市場主體的運(yùn)營模式，綜合能源系統(tǒng)中傳統(tǒng)的垂直一體式調(diào)度逐步向交互競爭型市場運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變，電熱綜合能源系統(tǒng)內(nèi)的運(yùn)營主體在競爭性市場下的決策研究收到研究人員的廣泛關(guān)注。

隨著電氣化與“煤改電”的推進(jìn)，區(qū)域供熱系統(tǒng)內(nèi)傳統(tǒng)的燃煤鍋爐正逐步被電加熱裝置替代，CHP機(jī)組與廣泛應(yīng)用的電加熱裝置加深了熱力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的耦合。熱電耦合裝置的存在使熱力系統(tǒng)與與電力市場存在密切的購電與售電的關(guān)系，是電力市場的組成部分。目前電熱綜合能源系統(tǒng)中電力市場的理論相對(duì)成熟，熱力市場還處于摸索狀態(tài)。在熱力市場理論不成熟的背景下，可以將通過CHP機(jī)組、電加熱裝置與電力系統(tǒng)連接的區(qū)域供熱系統(tǒng)看成是與電力系統(tǒng)相連接的整體，忽略熱力系統(tǒng)內(nèi)部的交易，研究熱力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)交易。目前國內(nèi)外已有研究探索了熱力系統(tǒng)利益整體在電力市場下的運(yùn)行策略，研究把熱電耦合裝置、傳統(tǒng)熱源乃至新能源發(fā)電等元件組成一個(gè)利益統(tǒng)一的主體。熱力系統(tǒng)利益整體接受來自電力市場運(yùn)營商確定的電價(jià)信號(hào)，以利潤最大為目標(biāo)(包括電力市場的收益及運(yùn)行成本)安排自己的售電購電計(jì)劃以及內(nèi)部各單元的出力、用能。

在市場化背景下，已有研究探索了熱力系統(tǒng)作為利益整體在電力市場中的運(yùn)行。但現(xiàn)有研究存在如下幾個(gè)缺陷：1)把熱力系統(tǒng)利益整體看成是價(jià)格接受者，即熱力系統(tǒng)利益整體接受的來自電力市場運(yùn)營商的電價(jià)是固定的，忽略了熱力系統(tǒng)利益整體與電力市場之間的競爭交互關(guān)系。而實(shí)際熱力系統(tǒng)利益整體中的CHP機(jī)組與電鍋爐擁有一定的容量，可以通過自己的報(bào)價(jià)影響電價(jià)，需從價(jià)格制定者的角度研究熱力系統(tǒng)利益整體在電力市場下的運(yùn)行決策。2)目前的研究中熱力系統(tǒng)利益整體涵蓋了CHP機(jī)組、電加熱裝置等主要元件，但忽略了內(nèi)部熱網(wǎng)傳輸約束，而熱網(wǎng)傳輸約束會(huì)影響熱力系統(tǒng)的用能計(jì)劃。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)不足，提供一種熱力系統(tǒng)作為利益整體參與電力市場的決策方法，由此解決目前關(guān)于熱力系統(tǒng)利益整體的研究中忽略熱力管網(wǎng)約束，無法準(zhǔn)確反映熱能傳輸特性對(duì)于熱力系統(tǒng)利益整體運(yùn)行影響的問題；以及目前市場化背景下，將熱力系統(tǒng)利益整體作為價(jià)格接受者參與電力市場并研究其決策運(yùn)行的不合理性問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種熱力系統(tǒng)作為利益整體參與電力市場的決策方法，包括如下步驟：

(1)建立包括水力流動(dòng)過程與熱能傳遞過程的熱力網(wǎng)絡(luò)模型；

(2)將熱力系統(tǒng)看成一個(gè)直接參與電力市場的利益體，構(gòu)建熱力系統(tǒng)利益整體運(yùn)行約束方程；

(3)熱力系統(tǒng)利益整體以在電力市場的所獲利潤最大為目標(biāo)，協(xié)調(diào)內(nèi)部單元出力并進(jìn)行在電力市場的日前報(bào)價(jià)決策；

(4)電力市場獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)行商接受熱力系統(tǒng)利益整體以及系統(tǒng)其他機(jī)組的報(bào)價(jià)，以系統(tǒng)社會(huì)福利最大為優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行出清；

(5)用KKT條件將雙層模型轉(zhuǎn)化為單層混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，通過求解器求解。