[发明专利]一种多元化市场主体与电力交易机构协同运营方法

权利要求书

1.一种多元化市场主体与电力交易机构协同运营方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：根据电力市场的纳什-古诺模型分别构建了四个市场主体—生产者、消费者、输电系统运营商(TSO)与产消者的优化模型；

步骤2：根据电力市场出清条件构建含产消者的电力市场出清模型；

步骤3：采用等价优化模型将四个市场主体的模型结合起来，得到单层模型进行求解，采用CPLEX求解器求解二次约束规划问题(QCP)问题，得出生产者的市场力以及各个主体对电力市场出清的影响以及优化结果。

2.根据权利要求1所述的一种多元化市场主体与电力交易机构协同运营方法，其特征在于，所述步骤1具体如下：

在纳什-古诺模型中，电力市场的成员分别是生产者、输电系统运营商、消费者和产消者，每个成员的目标函数均是使得自己所获得利润最大化，下面根据各成员自身与电力系统的约束，构建相应的模型；

1)生产者：

生产者为整个电力市场提供电力，其目标函数表示为：

式中，p_i为节点i价格，x_fi为生产商f在节点i的发电量，s_fi为生产商f与节点i的双边交易量，ω_i为从集线器到节点i的传输费用，C_fi为生产商f在节点i的发电成本，生产者所进行发电还需要符合发电容量的约束，即：

式中，I_f是生产商f在其上进行生产的节点i的集合，G_fi为生产商f在节点i的发电量上限，销售平衡约束将总销售限制为所产生的电量，即：

每个节点上的净负荷量需要通过生产商的双边交易与TSO平衡：

式中：q_i为节点i处的需求量，在这里可以直接理解为负荷量，a_i表示为TSO与节点i的交易量；

2)TSO：

TSO被假定作为一个受监管但有效的实体来运营网络，它为双边交易提供传输服务，它还在市场中担任套利者的身份，从价格低于第一阈值的节点购买电量转售给价格高于第二阈值的节点,使得在两个节点之间的价格差等于在它们之间传输电量的价格，TSO目标函数为传输费用获利和套利之和，即：

式中，y_i为到节点i的总体传输量，对于TSO来说，它只是一个中间传输商，所以它购入与卖出的电量应该相平衡，即：

对于每个系统中的节点来说输入的功率应该与输出的功率和负荷相平衡，即：

式中，b_ij为节点i与节点j之前线路的电纳值，θ_i，θ_j为节点i与节点j的相角，在这里用电纳乘以相角差来代替流动的功率；

3)消费者：

对于消费者来说，衡量买者的利益主要通过消费者剩余来实现，即愿意为该商品出的最高价格减去现在价格再乘以数量，用公式表示为：

式中，q_i为节点i的负荷量，也即节点i的需求量，L_i^max为节点i的最大负荷量，k_i为节点i需求曲线的弹性系数，根据需求曲线，得到消费者的价格需求函数，即：

4)产消者：

产消者在电力市场中表现为既可以作为生产者又可以作为消费者，在此处假设产消者在消费者节点上含有新能源发电机，遵循着使得自己利益最大化的原则从电网中购电或者将电量卖入电网中，则其利润为：

式中，K_i为节点i处产消者所含新能源发电量，相应的考虑了产消者之后，每个节点的功率平衡需要重新考虑，即：