[发明专利]交直流混联系统一体化现货市场出清优化方法

说明书

本发明提供交直流混联系统一体化现货市场出清优化方法，包括下列步骤：获取直流输电系统的初始过网费率以及交流输电系统的初始能量报价信息；建立交直流输电系统优化调度模型，基于Benders方法对交直流输电系统的安全约束机组组合SCUC问题进行求解，获得SCUC优化调度结果；在SCUC优化调度结果的基础上，将直流系统等效成虚拟电机，建立交直流输电系统一体化现货市场出清模型，并对交直流输电系统的安全约束经济调度SCED问题进行求解；考虑偏差控制对SCUC/SCED进行协调，若SCUC/SCED偏差控制协调最大迭代次数限值或者最大甩负荷限值约束之一被打破，由电力市场监管部门对直流输电系统的初始过网费率和交流输电系统的初始能量报价信息进行重新审核，并重新提交报价信息。

技术领域

本发明涉及电力系统调度和现货市场交易管理技术领域，尤其涉及交直流混联系统一体化现货市场出清优化方法。

背景技术

随着电力现货市场建设的推进和可再生能源的高渗透率接入，可控高压输电技术在更大区域范围内对系统资源进行安全经济运行方式配置的能力得到各界广泛关注，特别是柔性直流输电系统，不仅在很大程度上解决了能源资源与能源需求逆向分布的问题，而且实现了对弱受端交流系统安全稳定运行的支持。在潮流控制方面，传统输电网技术一般通过改变变压器相角、发电机组调度计划和统一潮流控制器等进行非精确控制。而以柔性直流输电为代表的具备一定灵活潮流控制功能的先进输电技术，具备实现端到端系统之间的准确潮流控制功能。通过交直流系统一体化出清对于实现跨区跨省现货市场交易安全经济运行具有重要意义。

目前针对AC/HVDC交直流混联系统的网络建模、优化调度和市场出清，一般均需要考虑交直流系统功率的不匹配情况，即交直流混联系统一体化市场出清研究的首要问题是考虑电力网络约束的安全校验问题。这一般认为有两个方法：其一是常用的基于线性化的节点-线路关联转移矩阵LSFs(Linear Sensitivity Factors)的方法，另一个则是Benders分解方法。前者在一般优化模型中可直接考虑，从而事先确定关联转移矩阵，利用LSFs对越限潮流约束进行量化，优点是简单易实施，常应用于基于MILP的机组组合经济调度领域，缺点在于不能做到对于安全越限约束消除的自动寻优；而后者则在研究中用于处理和求解约束不可行子问题。Benders分解法起初用于求解大规模MIP问题，最基本的思想是将MIP分解为整数和连续变量，并通过分解协调方式迭代求解上层极度非凸问题和下层凸问题。Benders分解法在求解复杂优化问题时，巧妙地利用下层凸问题可以逐次逐个(对于强Benders方法可以逐次预先设定若干个)发现对整体优化起作用的约束条件，从而渐渐地缩小优化问题的搜索空间，以提高MIP问题的求解速率。该方法在2006年成功应用于大规模SCUC优化问题的求解。Benders分解法优点是具有闭环反馈的功能，常常用于需要自动精确处理可能出现一定程度功率和电压等越限的应用场景，比如网络安全常规校验、安全校核和不同系统之间的分解协调等。Benders分解法的缺点则是针对非凸问题建模变量较多，生成Benders割的过程比较复杂，其中，相比于凸优化在多项式时间可解，机组组合UC步骤的计算量随整数变量数目n呈指数级增长，在对计算时间要求较高的一些市场出清过程的应用存在一些限制。

在传统经济调度领域，一般将高压直流输电线路作联络线等值考虑，而忽略相关具体参数的建模。有关学者在联络线模型的基础上提出基于灵敏度的多端柔性直流电网经济调度模型，但是对于直流控制模式中的无功电压没有进行建模，无法直接用于交直流混合电网的优化求解。针对无功电压的直流控制方式进行建模的需要，亦有学者提出基于节点有功和电压控制方式进行解耦建模，并基于灵敏度转移矩阵和叠加原理构建直流系统节点控制方式的模型。

考虑HVDC在经济调度领域的参数建模，国内外学者针对电流源型CSC和电压源型VSC直流系统运行方式进行了大量优化运行相关的研究，一般思路是基于Benders分解方法求解AC/HVDC交直流系统的SCUC模型，子问题一般采用潮流线性化的MILP求解机组组合问题，并用牛顿拉普逊方法作潮流校验，从而得出保障交直流电网安全经济运行的优化调度计划。