考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价系统及方法，包括：身份认证模块、信息录入模块、数据库模块、数据处理模块、场景生成模块、内部优化模块、外部优化模块、结果校验模块和结果输出模块。本发明专利技术能够解决目前电力现货市场结算较少考虑虚拟电厂参与所带来的影响，导致结算价格准确性不足的问题。问题。问题。

Double level bidding system and method considering the impact of virtual power plant on spot market settlement

【技术实现步骤摘要】
考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价系统及方法


[0001]本专利技术属于电力现货市场交易
，涉及一种虚拟电厂现货市场双层竞价系统及方法，尤其是一种考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价系统及方法。

技术介绍

[0002]随着电力体制改革逐步深化、能源互联网建设不断完善和分布式电源大量并网，用户侧资源潜力被持续挖掘，市场主体向多元化发展，售电以直接面向终端用户为发展趋势。虚拟电厂可以对内部资源进行出力范围和运营成本的聚合，获取其内部灵活性资源输出规律曲线和聚合成本特性。因此虚拟电厂可以作为多种分布式主体参与电力市场交易的媒介，难以独立参与电力交易的微小主体可以通过虚拟电厂的聚合作用参与电力交易，实现从电力市场到虚拟电厂，再由虚拟电厂到内部聚合主体的价值传导。在上述情况下，用户侧资源用电行为和用电方法同样对市场价格产生影响，但目前多数研究依旧将聚合了大量终端用户的虚拟电厂当作电力市场价格的接受者，没有充分考虑到虚拟电厂参与市场竞价后对电力结算价格的影响。
[0003]经检索，未发现与本专利技术相同或相近似的现有技术的公开文献。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价系统及方法，能够解决目前电力现货市场结算较少考虑虚拟电厂参与所带来的影响，导致结算价格准确性不足的问题。
[0005]本专利技术解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
[0006]一种考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价系统，包括：身份认证模块、信息录入模块、数据库模块、数据处理模块、场景生成模块、内部优化模块、外部优化模块、结果校验模块和结果输出模块；
[0007]所述身份认证模块：用于认证虚拟电厂聚合商身份，确定登录系统，并输入虚拟电厂聚合设备信息；
[0008]所述身份认证模块的输出端与信息录入模块相连接，用于根据虚拟电厂所选择的市场类型和申报模式，录入电价、电量及对应的时间信息；
[0009]所述数据库模块的输出端与信息录入模块相连，在数据库中随机抽取历史数据，输出至信息录入模块；
[0010]所述信息录入模块的输出端通过数据处理模块，用于将录入电价、电量及对应的时间信息和在数据库中随机抽取历史数据进行预处理，得到量纲一致的数据；
[0011]所述数据处理模块的输出端与场景生成模块相连接，用于将预处理后数据库中随机抽取历史数据，进行拉丁超立方抽样，生成场景集后进行场景缩减，生成经典场景；
[0012]所述场景生成模块的输出端与内部优化模块相连接，该内部优化模块用于基于经典场景，对虚拟电厂内部资源协调优化，实现虚拟电厂内部成本最小，生成多种竞价方法；
[0013]所述内部优化模块的输出端与信息录入模块相连接，将生成的竞价方法和虚拟电厂聚合设备的内部电力调度情况重新输入到信息录入模块和数据处理模块，进行数据降噪；
[0014]所述数据处理模块和场景生成模块的输出端分别与外部优化模块相连接，该外部调度模块的输出端与结果校验模块相连接，该外部优化模块用于基于经典场景集，并充分考虑虚拟电厂与市场及市场其他主体的互动，模拟日前联合市场各主体竞价情况，输出各主体在日前能量市场中标情况、日前调频辅助服务市场里程中标情况输出至结果校验模块。
[0015]所述结果校验模块的输出端与结果输出模块相连接，得到最终的虚拟电厂在各市场的中标电量、出力和效益情况。
[0016]一种考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价方法，包括以下步骤：
[0017]步骤1、采集虚拟电厂数据、电力市场历史交易数据、竞争对手竞价数据进行预处理；
[0018]步骤2、基于步骤1所采集的虚拟电厂数据，竞争对手边际成本和市场价格曲线生成场景集和经典场景；
[0019]步骤3、基于经典场景，构建虚拟电厂聚合内部主体优化调度模型，生成多种竞价方法；
[0020]步骤4、构建外部优化模型中的上层模型，即虚拟电厂参与电力现货市场竞价模型；
[0021]步骤5、构建外部优化模型中的下层模型，即日前能量市场与日前调频市场联合出清模型，计算所有电价预测场景的概率加权平均值和日前市场出清价格；
[0022]步骤6、将步骤4和步骤5的上下层模型结合进行优化，计算不同方法下虚拟电厂总效益。
[0023]而且，所述步骤1的具体方法为：
[0024]采集包括风电机组、光伏机组的发电数据，可调节负荷的用电数据，电动汽车的充放电行为规律、电池性能以及分时电价的数据，并对数据进行预处理。
[0025]而且，所述步骤2的具体方法为：
[0026]首先根据竞争对手边际成本和市场价格曲线，通过拉丁超立方抽样方法生成典型竞争对手报价场景集，再基于场景缩减技术选取典型竞争对手报价的典型场景。
[0027]而且，所述步骤3的具体步骤包括：
[0028](1)构建虚拟电厂整体对外购售电功率平衡函数：
[0029][0030]在t时刻，虚拟电厂整体对电网输电功率为其中风电机组、光伏机组、包括电动汽车在内的储能设施向电网输电功率分别为电动汽车在内的储能设施向电网输电功率分别为可调负荷参与调节电量为反之，在t时刻，电网对虚拟电厂输电功率为P
tgr,VPP
，其中对储能设施、负荷的输电功率为
[0031](2)以虚拟电厂成本最小为目标，生成多种竞价方法，建立虚拟电厂内部协调优化调度目标函数：
[0032][0033]式中，P
tVPP
为t时刻虚拟电厂在电网的购售电功率，由模型运行得出，购电时为正，售电时为负；为t时刻储能设施充放电功率，P
tabd
为t时刻弃风弃光功率，二者由历史数据拟合出普遍情况下的曲线；t时刻的购售电价格、储能设施充放电成本、负荷调节成本、弃风弃光成本分别为由市场调查和具体聚合主体情况设定；
[0034](3)分析虚拟电厂内部各类主体特征，确定约束条件：
[0035]①
风电、光伏机组出力约束
[0036][0037][0038]式中，风电和光伏机组在t时刻的发电功率和取值都在机组发电有功功率上下限之间，所发功率包括分配给电网的和输送到内部负荷的功率和输送到储能机组的功率和功率分配由模型运行得出。
[0039]②
电动汽车出力约束。
[0040][0041][0042]式中，和代表电动汽车的充放电状态，恒值为1；S
t
为电动汽车电池在时段t的SOC值，每一时刻电池SOC值由上一时间段决定，电池每日起始电量状态与前一日结束时相同；P
tPOP
表示t时刻电动汽车计划充放电功率，由历史充放电数据拟合得出；E(P
tEV,c
)和E(P
tEV,dc
)分别为电动汽车实际冲放电功率的期望值，根据市场需求设定，η
c
和η
dc
为电池放冲电效率；P...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价系统，其特征在于：包括：身份认证模块、信息录入模块、数据库模块、数据处理模块、场景生成模块、内部优化模块、外部优化模块、结果校验模块和结果输出模块；所述身份认证模块：用于认证虚拟电厂聚合商身份，确定登录系统，并输入虚拟电厂聚合设备信息；所述身份认证模块的输出端与信息录入模块相连接，用于根据虚拟电厂所选择的市场类型和申报模式，录入电价、电量及对应的时间信息；所述数据库模块的输出端与信息录入模块相连，在数据库中随机抽取历史数据，输出至信息录入模块；所述信息录入模块的输出端通过数据处理模块，用于将录入电价、电量及对应的时间信息和在数据库中随机抽取历史数据进行预处理，得到量纲一致的数据；所述数据处理模块的输出端与场景生成模块相连接，用于将预处理后数据库中随机抽取历史数据，进行拉丁超立方抽样，生成场景集后进行场景缩减，生成经典场景；所述场景生成模块的输出端与内部优化模块相连接，该内部优化模块用于基于经典场景，对虚拟电厂内部资源协调优化，实现虚拟电厂内部成本最小，生成多种竞价方法；所述内部优化模块的输出端与信息录入模块相连接，将生成的竞价方法和虚拟电厂聚合设备的内部电力调度情况重新输入到信息录入模块和数据处理模块，进行数据降噪；所述数据处理模块和场景生成模块的输出端分别与外部优化模块相连接，该外部调度模块的输出端与结果校验模块相连接，该外部优化模块用于基于经典场景集，并充分考虑虚拟电厂与市场及市场其他主体的互动，模拟日前联合市场各主体竞价情况，输出各主体在日前能量市场中标情况、日前调频辅助服务市场里程中标情况输出至结果校验模块；所述结果校验模块的输出端与结果输出模块相连接，得到最终的虚拟电厂在各市场的中标电量、出力和效益情况。2.一种考虑虚拟电厂对现货市场结算影响的双层竞价方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、采集虚拟电厂数据、电力市场历史交易数据和竞争对手竞价数据进行预处理；步骤2、基于步骤1所采集的竞争对手边际成本和市场价格曲线，生成场景集和经典场景；步骤3、基于经典场景，构建虚拟电厂聚合内部主体优化调度模型，生成多种竞价方法；步骤4、构建外部优化模型中的上层模型，即虚拟电厂参与电力现货市场竞价模型；步骤5、构建外部优化模型中的下层模型，即日前能量市场与日前调频市场联合出清模型，计算所有电价预测场景的概率加权平均值和日前市场出清价格；步骤6、将步骤4和步骤5的上下层模型结合进行优化，计算不同方法下虚拟电厂总效益。3.根据权利要求2所述的一种考虑结算价格变化的虚拟电厂现货市场双层竞价方法，其特征在于：所述步骤1的具体方法为：采集包括：风电机组、光伏机组的发电数据，可调节负荷的用电数据，电动汽车的充放电行为规律、电池性能以及分时电价数据，并对数据进行预处理。4.根据权利要求2所述的一种考虑结算价格变化的虚拟电厂现货市场双层竞价方法，
其特征在于：所述步骤2的具体方法为：首先根据竞争对手边际成本和市场价格曲线，通过拉丁超立方抽样方法生成典型竞争对手报价场景集，再基于场景缩减技术选取典型竞争对手报价的典型场景。5.根据权利要求2所述的一种考虑结算价格变化的虚拟电厂现货市场双层竞价方法，其特征在于：所述步骤3的具体步骤包括：(1)构建虚拟电厂整体对外购售电功率平衡函数：在t时刻，虚拟电厂整体对电网输电功率为P
tVPP,gr
，其中风电机组、光伏机组、包括电动汽车在内的储能设施向电网输电功率分别为汽车在内的储能设施向电网输电功率分别为可调负荷参与调节电量为反之，在t时刻，电网对虚拟电厂输电功率为P
tgr,VPP
，其中对储能设施、负荷的输电功率为(2)以虚拟电厂成本最小为目标，生成多种竞价方法，建立虚拟电厂内部协调优化调度目标函数：式中，P
tVPP
为t时刻虚拟电厂在电网的购售电功率，由模型运行得出，购电时为正，售电时为负；为t时刻储能设施充放电功率，P
tabd
为t时刻弃风弃光功率，二者由历史数据拟合出普遍情况下的曲线；t时刻的购售电价格、储能设施充放电成本、负荷调节成本、弃风弃光成本分别为由市场调查和具体聚合主体情况设定；(3)分析虚拟电厂内部各类主体特征，确定约束条件：
①
风电、光伏机组出力约束风电、光伏机组出力约束式中，风电和光伏机组在t时刻的发电功率和取值都在机组发电有功功率上下限之间，所发功率包括分配给电网的和输送到内部负荷的功率和输送到储能机组的功率和功率分配由模型运行得出；
②
电动汽车出力约束：
式中，和代表电动汽车的充放电状态，恒值为1；S
t
为电动汽车电池在时段t的SOC值，每一时刻电池SOC值由上一时间段决定，电池每日起始电量状态与前一日结束时相同；P<...

【专利技术属性】
技术研发人员：余涛，王伟，陈春逸，黄宇鹏，加鹤萍，韩雅萱，刘敦楠，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：