[发明专利]一种适用于跨国互联电力市场的中长期交易优化方法

说明书

本发明提出一种适用于跨国互联电力市场的中长期交易优化方法：首先结合调研结果确定各国各种能源年合约交易电量；在“集中撮合，分散交易”的双边交易模式下，综合考虑输电费用、新能源、政治因素等问题，以社会福利最大为目标对交易双方进行高低匹配撮合，确定国家间的年交易情况；根据对月度电价和供需情况的预测，在经济性最优的目标函数中加入缺电惩罚项，将年交易电量分配到月。本发明中所提出的交易优化模型能够应用于全球能源互联网背景下互联电力市场的中长期交易，为大规模跨区能源优化配置的实现提供理论基础，进而缓解传统发电模式带来的全球范围内日趋严峻的环境和能源问题，工程实际人员可以据此展开相关研究工作。

技术领域

本发明属于电力系统的电力市场领域，主要涉及综合考虑新能源、输电费用和政治因素的跨国电力市场中长期交易模型的设计与仿真。

背景技术

全球能源互联网背景下，互联电网由跨国、跨洲骨干网架和各国各电压等级电网构成，连接各洲大型能源基地，为实现能源在区域间的优化配置提供了基础；随着各国电力市场改革的推进，实现跨国的电力交易、进而实现大规模范围内的能源优化配置、缓解传统发电模式带来的全球范围内日趋严峻的环境问题成为可能。

自20世纪90年代开始，世界掀起了电力市场化改革的热潮，以欧美各国为首的国家，结合国情和电力行业发展实际，对电力市场建设思路和模式不断进行调整和完善，以促进电力工业和社会的低碳转型，实现能源安全高效供应。总体来看，国外批发电力市场可以归纳为集中交易和分散交易，这些成功的实例为以后的跨国交易提供了宝贵参考。

电力生产具有一定的不确定性，这不仅有可能造成电价波动过大，甚至会造成电力供应不足等情况。目前完善的电能批发市场主要由不同时间尺度的子市场组成，包括中长期市场、日前市场、日内市场和实时市场等。中长期合约交易根据市场成员申报的数据来制定电力市场中长期合约交易计划。对于环境较复杂的跨国跨洲电力市场，有必要首先通过中长期合约的签订来保证电力市场运营的有序性、电力供应和电价的稳定性。

投资组合优化理论是现代金融学的核心内容之一，是近几十年来应用数学在金融投资领域的一个研究热点，主要研究如何在各种复杂的不确定环境下有效配置投资者持有的资产以实现资产期望收益最大化与承担风险最小化的均衡。1952年，Harry M.Markowitz第一次从数理经济学角度揭示了如何通过分散投资降低风险和如何利用投资组合的有效边界选择最优组合，开创了现代金融理论和投资分析理论的先河，此后中国众多学者基于该模型进行了一系列改进和完善工作。各国电力工业的建设现状、电力市场的发展现状、能源分布与供求情况不尽相同、电力交易在各子市场的收益回报比不同，因此市场成员根据投资组合优化理论合理在子市场中分配交易量来提高自身的收益效益。跨国互联电网电力交易不同于常规跨区域交易，长距离输电带来的输电费用和损失十分可观。

目前还缺乏对跨国互联电力市场交易机制的研究，针对跨国互联电网电力交易特殊性，进行分析、建模和仿真。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于跨国互联电力市场的中长期交易优化方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

1)根据跨国互联电力市场各成员的电力供需情况、机组数据、报价数据、机组检修计划、传输通道的容量信息，以社会福利最大为目标，通过高低匹配撮合原理进行交易配对，并确定配对双方的中长期合约交易电量；

2)综合考虑供电的经济性最优和负荷需求情况，对配对双方的中长期合约交易电量按时段进行分配。

优选的，所述步骤1)中，以社会福利最大为目标函数建立中长期交易优化模型，根据交易双方的申报电价和年合约交易电量求解中长期交易优化模型，得到按照高低匹配撮合原理形成的市场交易成员间的交易匹配；中长期交易优化模型表示为：

1)目标函数：