一种节点电价分区方法技术

本发明专利技术公开了一种节点电价分区方法

【技术实现步骤摘要】
一种节点电价分区方法、装置、介质及设备


[0001]本专利技术涉及一种节点电价分区方法
、
装置
、
介质及设备，属于电力市场与电力系统优化

。

技术介绍

[0002]目前省级市场发电侧结算电价的通用做法是以机组所在物理节点的节点电价，用户侧则采用统一结算点电价结算；结算周期为1小时，发用两侧每小时的节点电价为该时段内每
15
分钟节点电价的算术平均值
。
[0003]节点电价理论由
Schweppe
于
1988
年首先提出
。
节点电价在完整考虑电力系统物理特性的基础上灵敏地反应不同时间和空间的电能生产成本，通过价格信号真实的反映了电网物理资源的稀缺性，实现了电能商品的经济属性和物理特性的有机结合，因而在世界各国的电力市场中得到了广泛的应用
。
尽管还存在一些零星的讨论，学术界基本认同节点边际价格的引导作用，认为它可以更好地反映电力商品在不同时间
、
地点的稀缺性
。
然而，节点电价也存在一些问题，比如电价信号变化频繁，具有过于复杂的空间分布，阻碍了价格信号的发挥；纯粹由优化算法得到，对算法依赖程度高，出清效率较低；数量太多，不易被市场参与者接受等
。
特别是在建设全国统一电力市场的大背景下，各省网架差异大，节点数量众多，继续使用节点电价进行全国范围的出清不太现实
。
[0004]分区边际电价的理论基础在于，电力系统在运行过程中并不是到处
、
始终存在电网阻塞，阻塞往往只是频繁
、
明显地出现在某些区域之间，而这些区域内部输电阻塞发生的概率很小或者程度轻微，由此提出分区电价来简化和替代节点边际电价
。
分区电价对全国统一电力现货市场具有较好的应用价值，该机制的实施过程中最关键的一步是分区的确定，目前尚未提出合理的分区方式
。
[0005]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种节点电价分区方法
、
装置
、
介质及设备，首先基于蒙特卡洛模拟的概率分析，确定最可能发生阻塞的阻塞线路集合；其次，将阻塞线路的阻塞程度对于相应节点功率注入的敏感度作为聚合特征，形成聚类样本，最后基于模糊
C
‑
means
聚合算法进行聚类，从而实现准确合理的价格区域划分
。
[0007]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
[0008]第一方面，本专利技术公开了一种节点电价分区方法，包括如下步骤：
[0009]获取电力系统的样本历史数据；
[0010]基于蒙特卡洛模拟，将所述样本历史数据输入至预设的基于直流潮流的概率优化调度模型并求解，得到阻塞线路集合；
[0011]根据所述阻塞线路集合，将阻塞线路的阻塞程度对于相应节点功率注入的敏感度
作为聚合特征，基于模糊
C
‑
means
聚合算法进行聚类，得到节点电价分区结果；
[0012]其中，所述基于直流潮流的概率优化调度模型以最小发电成本为优化问题，约束条件包括供需平衡约束
、
线路潮流约束和出力上下限约束
。
[0013]进一步的，所述样本历史数据包括市场主体的报价数据
、
负荷数据与双边交易电量数据，且市场主体的报价数据
、
负荷数据与双边交易电量数据均服从正态分布
。
[0014]进一步的，得到阻塞线路集合，包括如下步骤：
[0015]基于蒙特卡洛模拟，随机选择一个样本历史数据输入至预设的基于直流潮流的概率优化调度模型并求解；
[0016]根据所述基于直流潮流的概率优化调度模型的优化问题及其约束条件，转化为优化问题的拉格朗日函数，其中，一个约束的拉格朗日算子对应相应约束的影子价格；
[0017]计算线路的线路潮流约束的影子价格期望值
E(
μ
l
)、
阻塞概率期望值
E(Cong
l
)
和蒙特卡洛模拟计算误差
β
μ
；
[0018]响应于蒙特卡洛模拟计算误差
β
μ
≥0.01
时，则返回到随机选择一个样本历史数据输入的步骤进行迭代计算，否则进入认定阻塞线路的步骤，包括：
[0019]响应于第
l
条线路的阻塞概率期望值
E(Cong
l
)
＝1，则认定第
l
条线路是阻塞线路；
[0020]响应于第
l
条线路的阻塞概率期望值0＜
E(Cong
l
)
＜1，且阻塞概率期望值
E(Cong
l
)
和影子价格期望值
E(
μ
l
)
均小于
0.05
，则认定第
l
条线路是阻塞线路；否则第
l
条线路不是阻塞线路；
[0021]统计得到阻塞线路集合
。
[0022]进一步的，所述基于直流潮流的概率优化调度模型的优化问题的表达式如下：
[0023][0024]供需平衡约束的表达式如下：
[0025][0026]线路潮流约束的表达式如下：
[0027]H
·
θ
≤P
Lmax
[0028]出力上下限约束的表达式如下：
[0029][0030]式中，
F
表示基于直流潮流的概率优化调度模型；
N
表示节点总数量；
P
g
表示集中竞价中各节点的有功电力供给；表示双边合约中各节点的有功电力供给；
P
d
表示集中竞价中各节点的有功电力消费；表示双边合约中各节点的有功电力消费；
H
表示网络矩阵；
θ
表示节点电压相角；
P
Lmax
表示各条线路的潮流上限；
P
gmin
表示各节点发电下限；
P
gmax
表示各节点发电上限；
C
i
(P
gi
)
表示在节点
i
的发电成本函数，表达式如下：
[0031][0032]式中，
P
gi
表示在节点
i
的有功电力供给；
a
gi
表示二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种节点电价分区方法，其特征在于，包括如下步骤：获取电力系统的样本历史数据；基于蒙特卡洛模拟，将所述样本历史数据输入至预设的基于直流潮流的概率优化调度模型并求解，得到阻塞线路集合；根据所述阻塞线路集合，将阻塞线路的阻塞程度对于相应节点功率注入的敏感度作为聚合特征，基于模糊
C
‑
means
聚合算法进行聚类，得到节点电价分区结果；其中，所述基于直流潮流的概率优化调度模型以最小发电成本为优化问题，约束条件包括供需平衡约束
、
线路潮流约束和出力上下限约束
。2.
根据权利要求1所述的节点电价分区方法，其特征在于，所述样本历史数据包括市场主体的报价数据
、
负荷数据与双边交易电量数据，且市场主体的报价数据
、
负荷数据与双边交易电量数据均服从正态分布
。3.
根据权利要求2所述的节点电价分区方法，其特征在于，得到阻塞线路集合，包括如下步骤：基于蒙特卡洛模拟，随机选择一个样本历史数据输入至预设的基于直流潮流的概率优化调度模型并求解；根据所述基于直流潮流的概率优化调度模型的优化问题及其约束条件，转化为优化问题的拉格朗日函数，其中，一个约束的拉格朗日算子对应相应约束的影子价格；计算线路的线路潮流约束的影子价格期望值
E(
μ
l
)、
阻塞概率期望值
E(Cong
l
)
和蒙特卡洛模拟计算误差
β
μ
；响应于蒙特卡洛模拟计算误差
β
μ
≥0.01
时，则返回到随机选择一个样本历史数据输入的步骤进行迭代计算，否则进入认定阻塞线路的步骤，包括：响应于第
l
条线路的阻塞概率期望值
E(Cong
l
)
＝1，则认定第
l
条线路是阻塞线路；响应于第
l
条线路的阻塞概率期望值
0<E(Cong
l
)<1
，且阻塞概率期望值
E(Cong
l
)
和影子价格期望值
E(
μ
l
)
均小于
0.05
，则认定第
l
条线路是阻塞线路；否则第
l
条线路不是阻塞线路；统计得到阻塞线路集合
。4.
根据权利要求3所述的节点电价分区方法，其特征在于，所述基于直流潮流的概率优化调度模型的优化问题的表达式如下：供需平衡约束的表达式如下：线路潮流约束的表达式如下：
H
·
θ
≤P
Lmax
出力上下限约束的表达式如下：
式中，
F
表示基于直流潮流的概率优化调度模型；
N
表示节点总数量；
P
g
表示集中竞价中各节点的有功电力供给；表示双边合约中各节点的有功电力供给；
P
d
表示集中竞价中各节点的有功电力消费；表示双边合约中各节点的有功电力消费；
H
表示网络矩阵；
θ
表示节点电压相角；
P
Lmax
表示各条线路的潮流上限；
P
gmin
表示各节点发电下限；
P
gmax
表示各节点发电上限；
C
i
(P
gi
)
表示在节点
i
的发电成本函数，表达式如下：式中，
P
gi
表示在节点
i
的有功电力供给；
a
gi
表示二次项报价参数；
b
gi
表示一次项报价参数
。5.
根据权利要求4所述的节点电价分区方法，其特征在于，所述基于直流潮流的概率优化调度模型的优化问题的拉格朗日函数
L
的表达式如下：其中，
λ
T
表示供需平衡约束的拉格朗日算子的转置；
B
表示节点导纳矩阵；
μ
T
表示线路潮流约束的拉格朗日算子的转置；
η
maxT
表示出力上限约束的拉格朗日算子的转置；
η
minT
表示出力下限约束的拉格朗日算子的转置
。6.
根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢开，孙田，黄成，赵天辉，周前，李文萱，郭倬辰，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司江苏省电力试验研究院有限公司国家电网有限公司清华四川能源互联网研究院，
类型：发明
国别省市：