本發(fā)明涉及電力市場(chǎng)，具體為不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、在電力系統(tǒng)逐步市場(chǎng)化的背景下，各類(lèi)電力系統(tǒng)組成部分參與到市場(chǎng)交易中來(lái)。但電力市場(chǎng)中存在不少新能源參與者，其出力存在不確定性和波動(dòng)性，對(duì)于市場(chǎng)的電價(jià)會(huì)造成顯著影響。能源樞紐包含多種能源設(shè)備，可以從各種市場(chǎng)上滿(mǎn)足自身的多能需求，因其多能互補(bǔ)性，也具有充足的可調(diào)與備用潛力。然而，市場(chǎng)上的不確定性波動(dòng)會(huì)給能源樞紐面臨巨大的交易風(fēng)險(xiǎn)。因此能源樞紐如何制定合理的投標(biāo)策略以盡力規(guī)避市場(chǎng)中的不確定性具有充分的研究?jī)r(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有的技術(shù)傳統(tǒng)電力能量市場(chǎng)方法存在未考慮機(jī)組容量?jī)r(jià)值的缺陷，能源樞紐作為市場(chǎng)參與者也未考慮與市場(chǎng)的互動(dòng)而暴露在市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)中。

3、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法，包括輸入市場(chǎng)基本信息與能源樞紐的基本信息和新能源的參數(shù)信息，建立能源樞紐外新能源出力的不確定性模型?；诰C合能源信息、綜合能源內(nèi)部的能量關(guān)系以及安全運(yùn)行條件，建立綜合能源的自調(diào)度模型。根據(jù)市場(chǎng)信息、新能源信息和網(wǎng)絡(luò)信息建立日前能量市場(chǎng)和備用市場(chǎng)的綜合出清模型。使用matlab描述雙層優(yōu)化問(wèn)題，并使用gurobi商業(yè)求解器求解，得到在考慮不確定性的能源樞紐的優(yōu)化投標(biāo)方法。

4、作為本發(fā)明所述的不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述輸入市場(chǎng)基本信息與能源樞紐的基本信息包括網(wǎng)絡(luò)信息、能量市場(chǎng)和備用市場(chǎng)的其他參與者基本信息、綜合能源內(nèi)部各設(shè)備信息。

5、網(wǎng)絡(luò)信息包括傳輸線路l的傳輸容量上下限flmax,flmin，其他機(jī)組g的出力上下限t時(shí)刻，負(fù)荷d的上下限市場(chǎng)在t時(shí)刻需求的備用rt，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，?jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣x。

6、市場(chǎng)信息包括其他機(jī)組g的成本系數(shù)cegg，其他機(jī)組g的備用補(bǔ)償成本系數(shù)crgg其他負(fù)荷d的成本系數(shù)cedd。

7、綜合能源商業(yè)綜合體內(nèi)部的多能設(shè)備為小型燃?xì)鈾C(jī)組、小型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、電熱鍋、燃?xì)鉄徨?、電?chǔ)能、熱儲(chǔ)能和小型光伏，能量設(shè)備加上變壓器構(gòu)成綜合能源商業(yè)綜合體的能量樞紐。

8、小型燃?xì)鈾C(jī)組gi的電出力上下限氣轉(zhuǎn)電的效率電出力的爬坡上下限：運(yùn)行成本系數(shù)cegigi。

9、小型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組c的電出力上下限熱出力上下限氣轉(zhuǎn)電的效率ηchpcg2p，氣轉(zhuǎn)熱的效率電出力的爬坡上下限熱出力的爬坡上下限：運(yùn)行成本系數(shù)cechpc。

10、電鍋爐eb的熱出力上下限電轉(zhuǎn)熱的效率熱出力的爬坡上下限運(yùn)行成本系數(shù)ceebeb。

11、燃?xì)忮仩tgb的熱出力上下限電轉(zhuǎn)熱的效率熱出力的爬坡上下限運(yùn)行成本系數(shù)cegbgb。

12、電儲(chǔ)能e的充電功率上下限放電功率上下限能量狀態(tài)soc上下限能量狀態(tài)的初始值soc0，儲(chǔ)能充放電效率ηece，ηede，運(yùn)行成本系數(shù)ceese。

13、熱儲(chǔ)能h的充熱功率上下限放電功率上下限儲(chǔ)存熱能容量上下限能量狀態(tài)的初始值ehs0，儲(chǔ)能充放電效率ηhch，ηhdh，運(yùn)行成本系數(shù)cehsh。

14、小型光伏v，t時(shí)刻電出力的上限棄光成本系數(shù)cepvcurv，運(yùn)行成本系數(shù)cepvv。

15、作為本發(fā)明所述的不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述新能源的參數(shù)信息包括外部的風(fēng)電w信息，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)獲得的在t時(shí)刻預(yù)測(cè)風(fēng)電出力平均值風(fēng)電出力的標(biāo)準(zhǔn)差根據(jù)兩個(gè)歷史參數(shù)，利用蒙特卡洛抽樣方法和基于概率距離的場(chǎng)景壓縮方法，獲得s個(gè)不確定性場(chǎng)景，每個(gè)場(chǎng)景的概率為

16、在某s的場(chǎng)景中，t時(shí)刻，風(fēng)電w的輸出最大值為

17、風(fēng)電的運(yùn)行成本系數(shù)cewtw，棄風(fēng)成本系數(shù)cewtcurw。

18、作為本發(fā)明所述的不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述基于綜合能源信息、綜合能源內(nèi)部的能量關(guān)系以及安全運(yùn)行條件，建立綜合能源的自調(diào)度模型包括確定能源樞紐運(yùn)行與投標(biāo)的約束條件以及確定目標(biāo)函數(shù)。

19、根據(jù)綜合能源內(nèi)部的能量關(guān)系與安全運(yùn)行條件，安全運(yùn)行與建立能量耦合約束。

20、內(nèi)部設(shè)備的安全運(yùn)行，在t時(shí)刻，s場(chǎng)景下。

21、小型燃?xì)鈾C(jī)組安全約束表示為：

22、gigigi,t,s＝kgas·vigigi,t,s

23、

24、0≤pogigi,t,s+rgigi,t,s≤pogigmiax

25、

26、0≤rgigi,t,s

27、

28、其中，gigigi,t,s是輸入gi機(jī)組的燃?xì)馊紵墓β?，kgas是天然氣低位燃燒值，vigigi,t,s是輸入燃?xì)鈾C(jī)組的天然氣體積，pogigi,t,s是小型燃?xì)鈾C(jī)組的電出力，rgigi,t,s是小型燃?xì)鈾C(jī)組提供的備用容量。

29、小型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組安全約束表示為：

30、gichpc,t,s＝kgas·vichpc,t,s

31、

32、0≤rchpc,t,s

33、

34、其中，gichpc,t,s是輸入c機(jī)組的燃?xì)馊紵墓β剩瑅ichpc,t,s是輸入chp的天然氣體積，pochpc,t,s，hochpc,t,s分別是小型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的電出力和熱出力，rchpc,t,s是小型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組提供的備用容量。

35、電鍋爐安全約束表示為：

36、

37、其中，hoebeb,t,s是電鍋爐eb的熱出力，piebeb,t,s是輸入電熱鍋的電功率。

38、燃?xì)忮仩t安全約束表示為：

39、gigbgb,t,s＝kgas·vigbgb,t,s

40、

41、其中，gigbgb,t,s是輸入gb鍋爐的燃?xì)馊紵墓β?，vigbgb,t,s是輸入gb的天然氣體積。hogbgb,t,s是燃?xì)忮仩tgb的熱出力。

42、電池安全約束表示為：

43、

44、0≤rese,t,s

45、

46、soce,t,s＝soce,t-1,s+(ηece·pce,t,s-pde,t,s/ηede)·δt

47、soce,t,s＝soc0

48、其中，pce,t,s，pde,t,s分別是儲(chǔ)能e的充電與放電功率，soce,t,s為儲(chǔ)能e的荷電狀態(tài)，δt是時(shí)間間隔，t是總時(shí)間，soce,t,s是儲(chǔ)能的末能量狀態(tài)，rese,t,s是電池安全儲(chǔ)能提供的備用容量。

49、熱儲(chǔ)能安全約束表示為：

50、

51、ehsh,t,s＝ehsh,t-1,s+(ηhch·hch,t,s-hdh,t,s/ηhdh)·δt

52、ehse,t,s＝ehs0

53、其中，hch,t,s，hdh,t,s分別是熱儲(chǔ)能h的充電與放電功率，ehse,t,s為熱儲(chǔ)能h的荷電狀態(tài)，ehse,t,s是熱儲(chǔ)能的末能量狀態(tài)。

54、小型光伏安全約束表示為：

55、

56、其中，popvv,t,s是光伏v的出力。

57、能源樞紐能量耦合關(guān)系包括電負(fù)荷平衡表示為：

58、

59、其中，pot,s，pit,s分別是能源樞紐的賣(mài)電功率和買(mǎi)電功率，dt是綜合能源內(nèi)部的電負(fù)荷。

60、熱負(fù)荷平衡表示為：

61、

62、其中，ht是綜合能源內(nèi)部的熱負(fù)荷。

63、氣量組成平衡表示為：

64、

65、其中，vit,s是綜合能源總購(gòu)氣量。

66、容量組成平衡表示為：

67、

68、其中，reht,s是綜合能源提供備用的總量。

69、安全運(yùn)行約束和能量耦合關(guān)系構(gòu)成綜合能源的運(yùn)行約束。

70、作為本發(fā)明所述的不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述基于綜合能源信息、綜合能源內(nèi)部的能量關(guān)系以及安全運(yùn)行條件，建立綜合能源的自調(diào)度模型還包括以最小的運(yùn)行成本為目標(biāo)構(gòu)建綜合能源調(diào)度的目標(biāo)函數(shù)表示為：

71、

72、

73、其中，分別表示s場(chǎng)景下的購(gòu)氣成本，購(gòu)電成本，運(yùn)行成本，削光成本，備用市場(chǎng)的收入，分別表t時(shí)刻的天然氣價(jià)格，節(jié)點(diǎn)n的出清電能量?jī)r(jià)格，出清的容量?jī)r(jià)格，fs為能源樞紐的總成本。

74、作為本發(fā)明所述的不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述根據(jù)市場(chǎng)信息、新能源信息和網(wǎng)絡(luò)信息建立日前能量市場(chǎng)和備用市場(chǎng)的綜合出清模型包括確定市場(chǎng)規(guī)則條件與網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行條件，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)。

75、根據(jù)新能源信息、網(wǎng)絡(luò)信息與安全運(yùn)行條件，建立市場(chǎng)與網(wǎng)絡(luò)約束包括普通機(jī)組約束表示為：

76、

77、0≤rgg,t,s

78、其中，pgg,t,s，rgg,t,s分別是機(jī)組g在t時(shí)刻，s場(chǎng)景下的出力和備用量。

79、可調(diào)負(fù)荷表示為：

80、

81、其中，pdd,t,s是負(fù)荷d在t時(shí)刻，s場(chǎng)景下的負(fù)荷量。

82、風(fēng)電機(jī)組表示為：

83、

84、其中，pww,t,s是風(fēng)電機(jī)組w在t時(shí)刻，s場(chǎng)景下的出力。

85、線路網(wǎng)絡(luò)約束表示為：

86、flmin≤pfl,t,s≤flmax

87、

88、-π≤θn,t,s≤π

89、θref,t,s＝0

90、其中，pfl,t,s是線路l在t時(shí)刻，s場(chǎng)景下的超流量，θn,t,s是節(jié)點(diǎn)n在t時(shí)刻，s場(chǎng)景下的相角，θref,t,s是參考節(jié)點(diǎn)ref處的相角，xnm是節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣x中n節(jié)點(diǎn)到m節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)納。

91、能源樞紐投標(biāo)中標(biāo)約束表示為：

92、0≤pot,s≤pobidt

93、0≤pit,s≤pibidt

94、0≤reht,s≤rehbidt

95、0≤αot≤αomax

96、0≤αit≤αimax

97、0≤αrt≤αrmax

98、

99、0≤pobidt

100、0≤reht,s

101、

102、其中，pobidt，pibidt，rehbidt分別是綜合能源在t時(shí)刻的售電，購(gòu)電投標(biāo)量，容量投標(biāo)量，αot，αit，αrt，αomax，αimax，αrmax分別是售電、購(gòu)電、容量的報(bào)價(jià)及其三者報(bào)價(jià)的上限。

103、節(jié)點(diǎn)功率平衡約束表示為：

104、

105、其中，pdd(n),t,s，pgg(n),t,s，pww(n),t,s，po(n),t,s，pi(n),t,s表示的是由pdd,t,s，pgg,t,s，pww,t,s，pot,s，pit,s轉(zhuǎn)化的節(jié)點(diǎn)形式。是該約束的對(duì)偶的變量，為t時(shí)刻，s場(chǎng)景下市場(chǎng)出清的節(jié)點(diǎn)電價(jià)，是能源樞紐所在節(jié)點(diǎn)n的能量電價(jià)。

106、容量平衡表示為：

107、

108、其中，為該約束的對(duì)偶的變量，為t時(shí)刻，s場(chǎng)景下市場(chǎng)出清的容量電價(jià)。

109、以社會(huì)福利最大化為目標(biāo)構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)表示為：

110、

111、作為本發(fā)明所述的不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述使用matlab描述雙層優(yōu)化問(wèn)題，并使用gurobi商業(yè)求解器求解包括將最優(yōu)化問(wèn)題用matlab進(jìn)行編程，利用gurobi進(jìn)行求解，得到在考慮新能源波動(dòng)條件下，能源樞紐的投標(biāo)方法。

112、本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化系統(tǒng)，其能通過(guò)其中加入容量市場(chǎng)以及考慮能量樞紐與市場(chǎng)的互動(dòng)，解決了目前的單一能量市場(chǎng)技術(shù)含有的問(wèn)題：未考慮機(jī)組容量?jī)r(jià)值的缺陷，能源樞紐作為市場(chǎng)參與者也未考慮與市場(chǎng)的互動(dòng)而暴露在市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)中。

113、作為本發(fā)明所述的不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中：包括數(shù)據(jù)輸入模塊，能源調(diào)度模塊，出清模塊，投標(biāo)求解模塊。

114、所述數(shù)據(jù)輸入模塊用于輸入市場(chǎng)基本信息與能源樞紐的基本信息和新能源的參數(shù)信息，建立能源樞紐外新能源出力的不確定性模型。

115、所述能源調(diào)度模塊用于基于綜合能源信息、綜合能源內(nèi)部的能量關(guān)系以及安全運(yùn)行條件，建立綜合能源的自調(diào)度模型。

116、所述出清模塊用于根據(jù)市場(chǎng)信息、新能源信息和網(wǎng)絡(luò)信息建立日前能量市場(chǎng)和備用市場(chǎng)的綜合出清模型。

117、所述投標(biāo)求解模塊使用matlab描述雙層優(yōu)化問(wèn)題，并使用gurobi商業(yè)求解器求解，得到在考慮不確定性的能源樞紐的優(yōu)化投標(biāo)方法。

118、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序是實(shí)現(xiàn)不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法的步驟。

119、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法的步驟。

120、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的不確定性的能源樞紐參與能量與備用市場(chǎng)的投標(biāo)優(yōu)化方法考慮到市場(chǎng)中的新能源機(jī)組的不確定性因素對(duì)能源樞紐投標(biāo)帶來(lái)的影響，充分考慮了能量樞紐外的市場(chǎng)因素，優(yōu)化后的投標(biāo)方法具有顯著的準(zhǔn)確性提升?？紤]了能量市場(chǎng)和容量市場(chǎng)，體現(xiàn)了能源樞紐參與市場(chǎng)方式的靈活性，本發(fā)明在準(zhǔn)確性以及靈活性方面都取得更加良好的效果。