一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真方法及装置与流程

1.本发明涉及一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真方法及装置，属于能源电力技术领域。


背景技术：

2.随着温室效应加剧、化石燃料枯竭，能源的清洁低碳化已成为不可逆转的趋势。近几年，我国大力发展清洁能源，从源、网、储、荷等多个环节，寻求解决措施或调整手段来提高终端能源的清洁利用率，“能源高效型利用”逐渐取缔以往的“能源粗放式利用”。
3.在经典的电力市场单边交易模式中，只包含供应者和需求者，当供应等于需求时，满足市场供需平衡，即可完成交易出清。但现在市场调节措施较多，包括电力联络线资源、风光等新能源发电、抽蓄储能，同时国家对碳排放有限额，不能粗放式地利用火力发电。因此，想既合理地协调多种市场调节措施，又能在降火电出力的背景下，完成区域电力调度避免停电，成为当下需要关注解决的难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真方法及装置，使联络线、储能、可调负荷等多类型供需者对象参与市场灵活性调控，降低电力供应成本，有利于防控电网运行风险。
5.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
6.第一方面，本发明提供了一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真方法及装置，包括：
7.将仿真时段划分多个时步并设定每个时步的相关动态参数；
8.完成从多类型产消者到灵活性控制资源、以及负荷/新能源发电到灵活性控制需求的静态配置参数“正向转换”；其中，所述静态配置参数为预先设定的区域内各类电源、储能、可控负荷的参数；
9.基于预先构建的各类型充裕性对象的市场竞标模型，生成包括全部可用区域电力调度对象的报价表；其中，所述市场竞标模型基于所述正向转换结果进行构建；
10.将参与竞标的对象按报价表中的报价从低到高进行排序，通过所述相关动态参数和静态配置参数确定灵活性控制的中标对象及其中标量，使得各中标量完成区域电力电量平衡；
11.完成从多类型产消者到灵活性控制资源的“反向转换”；
12.输出多类型产消者参与灵活性控制的结果。
13.进一步的，所述静态配置参数包括装机容量/电量、最大/最小出力、爬坡率、单位发/用电成本。
14.进一步的，所述相关动态参数包括风电/光伏发电/径流式水电出力、区域负荷、联络线计划出力。
15.进一步的，所述“正向转换”是指完成多类型产消者的差异化供给特性到灵活性控制资源的统一报价参数之间的转换，包括：
16.对于所有电源，分别将“最小出力”、“最大出力”、“单位发电成本”映射为“供给下限”、“供给上限”、“报价”；
17.对于电力联络线资源，将“最大输电功率”记为c
max.l
，“最小输电功率”记为
“‑cmin.l”，“实时输电功率”记为c
t.l
，电力联络线的调节空间可表示为：-c
min.l
≤c
t.l
≤c
max.l
，“正向转换”联络线调节空间：0≤c'
t.l
≤c
max.l
c
min.l
，此时区域常规负荷累加c
min.l
，分别将0、c
max.l
c
min.l
、“单位发输电成本”映射为“供给下限”、“供给上限”、“报价”；
18.对于所有储能，如抽水蓄能、电化学储能，考虑充放电功率约束和电量约束，将“最大充放电功率”记为p
s.max
，t时刻的“实时功率”记为p
s.t
，“最大电量”记为e
max
，t时刻的“储电量”记为e
t
，其出力调节空间需满足如下等式、不等式约束：
[0019][0020]“正向转换”储能调节空间：
[0021][0022]
此时区域常规负荷累加p
s.max
，分别将0、2
·
p
s.max
、2
·emax
映射为“功率/电量下限”、“功率上限”、“电量上限”；
[0023]
对于所有负荷，1)如常规负荷，无负荷调节能力，分别将“最小常规负荷”、“最大常规负荷”映射为“常规需求下限”、“常规需求上限”；2)如需求侧响应、电动汽车集电商等有调节能力的灵活性需求资源，将“最小可调负荷”、“最大可调负荷”记为
“‑
p
load.min”、p
load.max
，可调负荷的调节空间满足如下约束：
[0024]-p
load.min
≤p
load
≤p
load.max
[0025]“正向转换”可调负荷的调节空间：
[0026]
0≤p'
load
≤p
load.max
p
load.min
[0027]
此时区域常规负荷累加p
load.min
，分别将0、“p
load.max
p
load.min”、“单位负荷调控成本”映射为“可调需求下限”、“可调需求上限”、“报价”。
[0028]
进一步的，所述中标量包括风/光/火电源出力、联络线计划出力、储能、负荷。
[0029]
进一步的，所述完成从多类型产消者到灵活性控制资源的“反向转换”，包括：
[0030]
将中标对象中的电力联络线资源、储能、灵活性需求资源“反向转换”，得到实际出力；
[0031]
其中，电力联络线资源的传输功率“反向转换”：
[0032]-c
min.l
≤c'
t.l-c
min.l
≤c
max.l
[0033]
传输功率的输出结果为“c'
t.l-c
min.l”；
[0034]
储能的充放电功率“反向转换”：
[0035]-p
s.max
≤p'
s.t-p
s.max
≤p
s.max
[0036]
储能充放电功率的输出结果为“p'
s.t-p
s.max”；
[0037]
可调负荷“反向转换”：
[0038]-p
load.min
≤p'
load-p
load.min
≤p
load.max
[0039]
可调负荷的输出结果为“p'
load-p
load.min”。
[0040]
第二方面，本发明提供一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真装置，包括：
[0041]
多时步划分单元，用于将仿真时段划分多个时步并设定每个时步的相关动态参数；
[0042]
正向转换单元，用于完成从多类型产消者到灵活性控制资源、以及负荷/新能源发电到灵活性控制需求的静态配置参数“正向转换”；其中，所述静态配置参数为预先设定的区域内各类电源、储能、可控负荷的参数；
[0043]
报价表生成单元，用于基于预先构建的各类型充裕性对象的市场竞标模型，生成包括全部可用区域电力调度对象的报价表；其中，所述市场竞标模型基于所述正向转换结果进行构建；
[0044]
中标量确定单元，用于将参与竞标的对象按报价表中的报价从低到高进行排序，通过所述相关动态参数和静态配置参数确定灵活性控制的中标对象及其中标量，使得各中标量完成区域电力电量平衡；
[0045]
反向转换单元，用于完成从多类型产消者到灵活性控制资源的“反向转换”；
[0046]
输出单元，用于输出多类型产消者参与灵活性控制的结果。
[0047]
第三方面，本发明提供一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真装置，包括处理器及存储介质；
[0048]
所述存储介质用于存储指令；
[0049]
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述任一项所述方法的步骤。
[0050]
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
[0051]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
[0052]
本发明公开了一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真器，先设定区域内各类电源、储能、可控负荷的静态配置参数，将仿真时段划分多个时步，并各时步中“源、网、荷”相关的动态参数，完成了从多类型产消者到灵活性控制资源、以及负荷/新能源发电到灵活性控制需求的“正向转换”，确定电力市场的中标对象及其中标量，“反向转换”输出多类型产消者参与灵活性控制的结果，本发明使联络线、储能、可调负荷等多类型供需者对象参与市场灵活性调控，降低电力供应成本，有利于防控电网运行风险。
附图说明
[0053]
图1是本发明实施例提供的一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真方法的流程图；
[0054]
图2是本发明实施例提供的电力市场单边交易的中标示意图。
具体实施方式
[0055]
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0056]
实施例1
[0057]
本实施例介绍一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真方法及装置，包括：
[0058]
将仿真时段划分多个时步并设定每个时步的相关动态参数；
[0059]
完成从多类型产消者到灵活性控制资源、以及负荷/新能源发电到灵活性控制需求的静态配置参数“正向转换”；其中，所述静态配置参数为预先设定的区域内各类电源、储能、可控负荷的参数；
[0060]
基于预先构建的各类型充裕性对象的市场竞标模型，生成包括全部可用区域电力调度对象的报价表；其中，所述市场竞标模型基于所述正向转换结果进行构建；
[0061]
将参与竞标的对象按报价表中的报价从低到高进行排序，通过所述相关动态参数和静态配置参数确定灵活性控制的中标对象及其中标量，使得各中标量完成区域电力电量平衡；
[0062]
完成从多类型产消者到灵活性控制资源的“反向转换”；
[0063]
输出多类型产消者参与灵活性控制的结果。
[0064]
如图1、图2所示，本实施例提供的计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真方法及装置，其应用过程具体涉及如下步骤：
[0065]
步骤1：设定区域内各类电源、储能、可控负荷的静态配置参数，包括但不限于装机容量/电量、最大/最小出力、爬坡率、单位发/用电成本；
[0066]
步骤2：将仿真时段划分多个时步，设定每个时步的风电、光伏发电、径流式水电、区域负荷、外送/受电计划等；
[0067]
步骤3：完成从多类型产消者到灵活性控制资源、以及负荷/新能源发电到灵活性控制需求的静态配置参数“正向转换”；
[0068]
对于所有电源，分别将“最小出力”、“最大出力”、“单位发电成本”映射为“供给下限”、“供给上限”、“报价”。
[0069]
对于电力联络线资源，将“最大输电功率”记为c
max.l
，“最小输电功率”记为
“‑cmin.l”，“实时输电功率”记为c
t.l
，电力联络线的调节空间可表示为：-c
min.l
≤c
t.l
≤c
max.l
，“正向转换”联络线调节空间：0≤c'
t.l
≤c
max.l
c
min.l
，此时区域常规负荷累加c
min.l
。分别将0、c
max.l
c
min.l
、“单位发输电成本”映射为“供给下限”、“供给上限”、“报价”。
[0070]
对于所有储能，如抽水蓄能、电化学储能，考虑充放电功率约束和电量约束，将“最大充放电功率”记为p
s.max
，t时刻的“实时功率”记为p
s.t
，“最大电量”记为e
max
，t时刻的“储电量”记为e
t
，其出力调节空间需满足如下等式、不等式约束：
[0071][0072]“正向转换”储能调节空间：
[0073][0074]
此时区域常规负荷累加p
s.max
。分别将0、2
·
p
s.max
、2
·emax
映射为“功率/电量下限”、“功率上限”、“电量上限”。
[0075]
对于所有负荷，1)如常规负荷，无负荷调节能力，分别将“最小常规负荷”、“最大常规负荷”映射为“常规需求下限”、“常规需求上限”；2)如需求侧响应、电动汽车集电商等有调节能力的灵活性需求资源，将“最小可调负荷”、“最大可调负荷”记为
“‑
p
load.min”、p
load.max
，可调负荷的调节空间满足如下约束：
[0076]-p
load.min
≤p
load
≤p
load.max
[0077]“正向转换”可调负荷的调节空间：
[0078]
0≤p'
load
≤p
load.max
p
load.min
[0079]
此时区域常规负荷累加p
load.min
。分别将0、“p
load.max
p
load.min”、“单位负荷调控成本”映射为“可调需求下限”、“可调需求上限”、“报价”。
[0080]
步骤4：基于“正向转换”结果，构建各类型充裕性对象的市场竞标模型，生成包括全部可用区域电力调度对象的报价表；
[0081]
步骤5：将参与竞标的对象按报价从低到高进行排序，确定灵活性控制的中标对象及其中标量，使得各中标量(风/光/火等电源出力、联络线计划出力、储能、负荷等)完成区域电力电量平衡；
[0082]
步骤6：完成从多类型产消者到灵活性控制资源的“反向转换”；
[0083]
电力联络线资源的传输功率“反向转换”：
[0084]-c
min.l
≤c'
t.l-c
min.l
≤c
max.l
[0085]
传输功率的输出结果为“c'
t.l-c
min.l”；
[0086]
储能的充放电功率“反向转换”：
[0087]-p
s.max
≤p'
s.t-p
s.max
≤p
s.max
[0088]
储能充放电功率的输出结果为“p'
s.t-p
s.max”；
[0089]
可调负荷“反向转换”：
[0090]-p
load.min
≤p'
load-p
load.min
≤p
load.max
[0091]
可调负荷的输出结果为“p'
load-p
load.min”。
[0092]
步骤7：输出多类型产消者参与灵活性控制的结果。
[0093]
实施例2
[0094]
本实施例提供一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真装置，包括：
[0095]
多时步划分单元，用于将仿真时段划分多个时步并设定每个时步的相关动态参数；
[0096]
正向转换单元，用于完成从多类型产消者到灵活性控制资源、以及负荷/新能源发电到灵活性控制需求的静态配置参数“正向转换”；其中，所述静态配置参数为预先设定的区域内各类电源、储能、可控负荷的参数；
[0097]
报价表生成单元，用于基于预先构建的各类型充裕性对象的市场竞标模型，生成
包括全部可用区域电力调度对象的报价表；其中，所述市场竞标模型基于所述正向转换结果进行构建；
[0098]
中标量确定单元，用于将参与竞标的对象按报价表中的报价从低到高进行排序，通过所述相关动态参数和静态配置参数确定灵活性控制的中标对象及其中标量，使得各中标量完成区域电力电量平衡；
[0099]
反向转换单元，用于完成从多类型产消者到灵活性控制资源的“反向转换”；
[0100]
输出单元，用于输出多类型产消者参与灵活性控制的结果。
[0101]
实施例3
[0102]
本实施例提供一种计及多类型供需者的区域电力充裕度仿真装置，包括处理器及存储介质；
[0103]
所述存储介质用于存储指令；
[0104]
所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据下述任一项所述方法的步骤：
[0105]
将仿真时段划分多个时步并设定每个时步的相关动态参数；
[0106]
完成从多类型产消者到灵活性控制资源、以及负荷/新能源发电到灵活性控制需求的静态配置参数“正向转换”；其中，所述静态配置参数为预先设定的区域内各类电源、储能、可控负荷的参数；
[0107]
基于预先构建的各类型充裕性对象的市场竞标模型，生成包括全部可用区域电力调度对象的报价表；其中，所述市场竞标模型基于所述正向转换结果进行构建；
[0108]
将参与竞标的对象按报价表中的报价从低到高进行排序，通过所述相关动态参数和静态配置参数确定灵活性控制的中标对象及其中标量，使得各中标量完成区域电力电量平衡；
[0109]
完成从多类型产消者到灵活性控制资源的“反向转换”；
[0110]
输出多类型产消者参与灵活性控制的结果。
[0111]
实施例4
[0112]
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现下述任一项所述方法的步骤：
[0113]
将仿真时段划分多个时步并设定每个时步的相关动态参数；
[0114]
完成从多类型产消者到灵活性控制资源、以及负荷/新能源发电到灵活性控制需求的静态配置参数“正向转换”；其中，所述静态配置参数为预先设定的区域内各类电源、储能、可控负荷的参数；
[0115]
基于预先构建的各类型充裕性对象的市场竞标模型，生成包括全部可用区域电力调度对象的报价表；其中，所述市场竞标模型基于所述正向转换结果进行构建；
[0116]
将参与竞标的对象按报价表中的报价从低到高进行排序，通过所述相关动态参数和静态配置参数确定灵活性控制的中标对象及其中标量，使得各中标量完成区域电力电量平衡；
[0117]
完成从多类型产消者到灵活性控制资源的“反向转换”；
[0118]
输出多类型产消者参与灵活性控制的结果。
[0119]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形
也应视为本发明的保护范围。