一种源-网-荷规划博弈决策架构的构建方法技术

一种源

【技术实现步骤摘要】
一种源
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网
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荷规划博弈决策架构的构建方法


[0001]本专利技术属于电力系统
，具体涉及一种源
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网
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荷规划博弈决策架构的构建方法。

技术介绍

[0002]全球范围内电力市场化改革的不断推进，给电力行业发展带来了一系列机遇和挑战。一方面，传统输电规划在计算输电效用时没有灵活的根据用户需求及时调整电价策略；另一方面，在构建规划模型时基于电力市场整体角度，可以充分提高电力系统的资源配置能力。因而传统规划方法研究重点侧重于如何解决系统规划过程中的新能源消纳、需求侧响应等问题。这种方法虽然能够在一定程度上提高系统投资规划的效率，但其既没有充分模拟包括 ISO和源网荷各规划主体在内的全维度博弈决策过程，也缺乏资源配置的活力。因而还存在以下问题：
[0003]1)由于在成熟的电力市场中，源网荷不同主体(尤其是对于输电公司而言)的效用不仅仅取决于节点电价，其还受市场运行机制(ISO决策、输电组织、阻塞情况等其他因素) 的影响。因而，这种直接以节点边际电价结果作为各主体决策信息的方法，在规划中往往仅针对单一或者部分规划主体的决策，因而所考虑的ISO决策也仅涉及其与部分市场主体的信息交互(其他市场信息一般固定不变)。而实际上，在成熟的电力市场中，源、网、荷和 ISO构成了完整的信息交互和博弈互动关系，ISO提供的决策信息既有节点电价还包括机组出力和输电公司的单位效用费率参数，在博弈过程中源、网、荷任何一个投资主体的规划方案更新也都会导致ISO决策边界条件的改变，因而只有建立包括ISO在内的全维度决策架构，才能实现对电力市场规划决策的精确模拟；
[0004]2)传统规划方法对输电公司的效用核算较为简单(简单核算投资运行费率或者效用)，基本上没有站在实际电力市场的角度核算输电公司的规划效用和费率。在成熟的电力市场中，源、网、荷不同主体(尤其是对于输电公司而言)的效用不仅仅取决于节点电价，其还受不确定因素(ISO决策、输电组织、阻塞情况等其他因素)的影响。只有在输电公司规划模型中完整的考虑所有市场要素，才能保证规划结果能有效缓解拥堵、降低节点边际电价从而进一步提升整个电力系统的规划投资效率。
[0005]因此在此背景下，研究一种能够全面分析源
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荷及ISO完整市场要素的动态博弈行为，对实现对电力市场规划决策的精确模拟，提高整个电力系统的规划投资效率，具有重要的理论和实际意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了提供一种能对电力市场规划决策实现更精确模拟的源网荷多主体博弈规划方法及源
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网
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荷规划博弈决策架构的构建方法。
[0007]本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：
[0008]一种考虑电力市场全维度的源网荷多主体博弈规划方法，包括以下过程：
[0009]步骤1：引入考虑输电管制特性的输电效用计算方法，构建考虑垄断管制和市场运行的输电公司规划模型；
[0010]步骤2：以电源新建，分布式电源投运为决策变量，构建考虑多市场主体的源网荷规划模型；
[0011]步骤3：提出考虑电力市场运行的源
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网
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荷规划博弈决策架构；
[0012]步骤4：求解纳什均衡，得出最终模型的规划方案。
[0013]在步骤1中，在引入考虑输电管制特性的输电效用计算方法，构建输电公司规划模型时，其目标函数由输电服务收入、可靠性费用构成，线路运行费率基于电价潮流数据分线路核算得出，保证对输电线路规划的市场合理引导。
[0014]上述目标函数具体如公式(1)所示：
[0015][0016]式中，为规划输电线路项目的向量集合，其中,LmT∈Ω
mT
均为0
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1变量，表示规划输电线路项目是否新建；表示输电公司线路的规划扩容容量集合；,LmT∈Ω
mT
表示各规划线路的扩容容量；Ω
mT
表示规划输电线路项目的集合；为第l条线路的输电费率；U
Tra
为输电公司总效用；为输电公司输电服务收入；为运行维护效用；为运营效用；为通信等其他服务效用；为第t年线路l 的可靠性效用；ψ
es
为单位停电损失；EENS
l,t
为第t年线路l的缺供电量期望值；Ω
l
为线路集合；
[0017]其中，输电公司输电服务收入中的运行维护效用运营效用通信等其他服务效用的求解公式如式(2)所示：
[0018][0019]式中，为第t年流过线路l的最大功率值；为线路l的容量；为线路l 的长度；为输电公司单位容量建模分析费率；为输电公司单位有功功率的运行费率；σ
m
为单位容量输电线路运营费率；σ
c
为单位长度输电线路通信等其他服务费率；在具体效用计算时所涉及的相关参数如σ
m
和σ
c
均由ISO在决策阶段得出；
[0020]约束条件包括新建线路投资约束、支路潮流约束以及安全约束；
[0021](1)新建线路数量约束
[0022][0023](2)支路潮流约束
[0024][0025]式中：P
i.t
和Q
i.t
分别为t时刻节点i的有功功率和无功功率；U
i.t
和U
j.t
分别为t时刻节点 i和节点j的电压幅值；G
ij
和B
ij
分别为支路ij的电导和电纳；θ
ij
为节点i与节点j电压间的相角差；
[0026](3)安全约束
[0027][0028]式中：U
i.min
和U
i.max
分别为节点i的电压幅值在任意典型时刻t的下限和上限值；P
ij.t
和P
ij.max
分别为支路ij在任意典型时刻t的传输功率及其上限值。
[0029]在步骤2中，发电公司在电力系统规划中对新增机组进行选址定容，其规划模型的目标函数由现有机组的售电效用和运行费率构成，决策变量为新增机组的位置、容量。
[0030]在步骤2中，所述目标函数如公式(6)所示；
[0031][0032]式中，U
Gen
表示发电公司的总效用；为规划发电机组项目的向量集合，其中,LmG∈Ω
mG
均为0
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1变量，表示发电机组项目是否新建，Ω
mG
为规划发电机组项目的集合；表示发电公司的机组规划容量集合，其中,LmG∈Ω
mG
表示各发电机组项目的规划容量；为发电报价信息；λ
pn
表示节点n处的节点边际电价；为发电公司机组的售电效用；为发电公司机组的运行费用；r为折现率；T为工程运行的年份；为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种源
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网
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荷规划博弈决策架构的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)发电公司根据输电公司决策得到的网架结构方案，以及ISO计算得到的发电出力计划，提出自己的电源选址定容方案(X
Gen
,N
Gen
)、和发电报价信息步骤2)发电公司将电源的位置和容量信息传递给输电公司，将发电报价信息转递给ISO；输电公司根据日前ISO传递的单位费率效用计算参数，并结合发电公司提供的电源位置和容量信息以及电力大用户的购电量信息决策制定线路升级方案，形成新的网架结构；步骤3)输电公司同时确定输电费率并将网架结构信息(X
Tra
,N
Tra
)传递给发电公司，将输电费率信息传递给电力大用户，将输电网络参数(线路长度线路容量输电潮流约束)传递给ISO；步骤4)电力大用户则是根据输电公司确定的输电费率，结合ISO计算的节点边际电价SP
pi
制定购电和DG投资计划(X
Use
,N
Use
)，并将其购电量信息反馈给输电公司和ISO；步骤5)ISO通过收集源
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网
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荷三方的信息进行决策，根据输电公司的输电网络参数制定单位费率效用计算参数并将其传递给输电公司，在制定发电公司出力计划P
g
的同时计算节点边际电价，最后将节点边际电价信息传递给发电公司和电力大用户。2.根据权利要求1所述的源
‑
网
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荷规划博弈决策架构的构建方法，其特征在于，所述电力大用户规划模型的目标函数如(15)所示：式中，为规划DG项目的向量集合，其中均为0
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1变量，表示规划DG项目是否新建；表示电力大用户的规划分布式电源台数的向量集合；表示各规划方案的总分布式电源建设容量；mU∈Ω
mU
表示规划新建DG项目的集合；为用户向主网的购电量；U
Use
为用户的用电成本效用；为用户的购电成本效用；为用户的主网购电成本效用；为分布式电源发电收入；为设备运行维护成本效用；为n节点处分布式电源c在t时刻的出力；Ω
c
为n节点处分布式电源c的集合；为单位DG出力的运行维护费率；其中，电力大用户的购电成本效用中的主网购电费用和分布式电源发电收入的计算公式如式(16)所示：式中，f
n,t
为规划周期内t时刻节点n的峰值负荷；
电力大用户的规划模型的约束条件主要包括DG待选节点接入数目限制、DG渗透率约束以及DG出力约束；(1)DG待选节点接入数目限制式中：N
i.min
和N
i.max
分别为在待选节点i接入DG数目的下限和上限值；(2)节点功率平衡约束式中：q
n,t
为规划周期内峰值负荷在t时刻节点n的购电量；为分布式电源在t时刻节点n的发电量；为n节点在t时刻的总负荷；(3)DG出力约束式中：和分别为DG出力的下限和上限；(4)电力大用户的新建DG容量存在以下等式约束的关系：式中，Ω
w
为发电机组w的集合；P
gw
为发电机组w的出力；P
g
＝[P
g1
,P
g2
,
…
,P
gw
]为各发电机组出力的向量集合；f
pw
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨楠，丁力，刘钊，黄悦华，邾玢鑫，李振华，张涛，张磊，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：