【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统控制。
技术介绍
1、能源发展是经济命脉，随着双碳目标的提出，过去以化石能源尤其是以高谈的煤炭为支撑的能源体系已经不适合目前的发展形势。能源结构转型势在必行，大力发展可再生能源成为实现碳达峰碳中和的主要措施。可再生能源发展成效有目共睹，消纳总量增大，但风能、光能等具有一定的随机性与波动性，能源整体消纳率处于有待提升的阶段，弃光、弃风等问题愈加显著。近20年可再生能源快速发展，可再生能源发电技术逐步成熟、价格不断下降、规模不断扩大，已经成为构成电力资源的重要组成部分。降低化石能源消耗和提高可再生能源利用将成为电力发展的重要方向。可再生能源发电比重将进一步提高，可再生能源消纳将成为电力市场和电网发展的重要课题，电力市场中可再生能源比例越来越高,为了促使可再生能源电力尽快融入电力交易市场化进程中,大规模可再生能源参与下的市场交易机制,可再生能源出力的不确定性以及如何提高能源利用率等成为亟需解决的问题。交易机制是保障电力交易和市场运行正常的前提,针对可再生能源参与下电力市场交易机制的研究已经展开。
2、可再生能源配额制及绿色证书交易机制作为最广泛使用的可再生能源激励政策，已适时开展，这对于传统电力市场有一定的冲击，从市场主体层面看，“绿证交易+可再生能源配额制考核”会对它的投资、经营、交易等行为产生明显影响。但不可否认配额制的实施可以有效改善能源结构，促进可再生能源发展。可再生能源配额制下，相较固定价格模式，绿证的市场化交易可在不显著增加责任主体成本的前提下有效提升可再生能源电力消纳量和绿证市场交易额。
3、为了保障可再生能源电力消纳，可再生能源电力消纳保障机制来约束可再生能源电力在电力消费的最低比例。可再生能源电力供应丰富的地区电力需求相对较少，可再生能源消纳比例容易完成，并且还会有一部分剩余；但是电力需求大的地区可再生能源电力供给并不丰富，因此会出现无法满足权重的情况，这就需要跨区域购买可再生能源电力或者绿证。这种情况下，跨区购买可再生能源电力可实现能源资源在大范围内的优化配置，提高可再生能源利用效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是采用了省内-省间双层市场出清决策模型，双层模型上下层之间通过传递决策变量能够实现整体最优的考虑分档电价的电力市场决策双层出清模型。
2、本专利技术的步骤是：
3、s1、上层模型构建
4、建立上层地区内市场优化模型采用发电侧单边竞价模型，以最小化运行成本为目标建立如下模型：
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11、
12、
13、其中：ptw为时段t内风电商风电机组w的出清电量，ptg为时段t内常规能源发电商机组g的出清电量，ptg,r为时段t内常规能源发电商机组g的出清备用容量，pttr为通过市场出清得到的省外可再生能源需求量，ptgc为需要购买的绿证数量，λtw为风电商各机组w在时段t的电能量报价，λtg为常规能源发电商各机组g在时段t的电能量报价，λtg,r为常规能源发电商各机组g在时段t的备用报价，为省间可再生能源出清价格，λtgc为不随时间变化的绿证价格，ptd为时段t的负荷需求，α为省内市场的备用系数，β为省内消纳责任主体的消纳责任权重，ptw,f为时段t内风电商各机组w的预测出力，分别为常规能源发电商各机组g的最小出力和最大出力，pw,p为风电商各机组w的爬坡限制，pg,p为常规能源发电商各机组g的爬坡限制；
14、s2、下层模型构建
15、在满足电网安全约束条件下，以购电成本最小为目标，设计如下模型：
16、
17、
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21、其中：ptm为时段t省外可再生能源发电商各机组m的出清电量，pttr为省间可再生能源电力的总需求量，分别为省间传输通道的传输能力上下限，ptm,f为时段t内省外可再生能源发电商各机组m的可参与外送交易的预测出力，λtm为省外可再生能源发电商各机组m在时段t的报价，λl为省间交易通道输电价格，ξl为省间传输通道线路传输损耗，分别为省间传输通道容量约束对应的对偶变量，分别为省外可再生能源发电商各机组出清电量约束对应的对偶变量，ηt为省间交易功率平衡约束对应的对偶变量，为时段t省间交易的出清价格；
22、s3、模型单层化的步骤
23、s31、构建下层模型的拉格朗日函数
24、
25、s32、拉格朗日函数对变量求梯度，形成稳定性条件
26、
27、s33、给出互补松弛条件
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29、
30、
31、
32、稳定性条件及互补松弛条件共同构成下层模型的kkt条件，进而可用下层模型的kkt条件等效替代原下层模型，这样双层模型被转化成了单层，下层模型作为转化后单层模型的约束条件；
33、s4、非线性约束线性化处理
34、非线性互补约束(16)-(19)，其形式为0≤h⊥q≥0，利用大m法对其进行线性化得到式(20)形式的约束
35、
36、s5、目标函数线性化处理
37、由强对偶定理即下层问题的最优解与下层问题对偶问题的最优解相等进行替换得：
38、
39、由式(21)将上层目标函数改写为：
40、
41、至此，双层模型被转换为单层模型；
42、改写(22)得主模型的目标函数：
43、
44、其中：si为单一电力来源总价即各时间点价格之和；ptgc为需要购买的绿证数量，λtgc为不随时间变化的绿证价格，分别为省间传输通道容量约束对应的对偶变量，为省外可再生能源发电商各机组出清电量约束对应的对偶变量，分别为省间传输通道的传输能力上下限，ptm,f为时段t内省外可再生能源发电商各机组m的可参与外送交易的预测出力；
45、s6、主模型约束条件
46、s61、基本约束
47、式(2)-(8)、(10)-(13)、(15)-(19)。其中，式(16)-(19)应利用大m法线性化即式(20)；
48、s62、分档电价约束
49、设一个n段线性函数f(x)有n+1个分点，分别为b1≤…≤bn≤bn+1，引入wk将x和f(x)表示为：
50、
51、
52、并有如下约束：
53、
54、
55、w1≤z1,w2≤z1+z2,…,wn≤zn-1+zn,wn+1≤zn (28)
56、其中：f(bk)为与k有关的简单函数，简记为f(k)，式(22)中的ptw,ptg,ptg,r,ptm统称为pt，并对应x，统称为λt并对应f(x)，λl涉及省外购电时为常数；...
【技术保护点】
1.一种考虑分档电价的电力市场决策双层出清模型，其特征在于：其步骤是：
【技术特征摘要】
1.一种考虑分档电价的电力市场决策双...
【专利技术属性】
技术研发人员：石研，王兆国，李文杰，孙佳辉，郑涛，李吉平，王巳腾，张禄晞，杨凤玖，张一，孙核柳，郑海涛，王慧林，王雅晶，王文文，刘婉莹，萨初日拉，王冲，李扬，李伟，宋琼，崔金栋，倪铭烽，贾琪，李想，
申请(专利权)人：国网内蒙古东部电力有限公司供电服务监管与支持中心，
类型：发明
国别省市：
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